To improve the conventional cathode-supported tubular solid oxide fuel cell (SOFC) from the viewpoint of low cell power density, expensive fabrication process and high operation temperature, the anode-supported tubular solid oxide fuel cell was investigated. The anode tube of Ni-8mol% $Y_2$O$_3$-stabilized $ZrO_2$ (8YSZ) was manufactured by extrusion process, and, the electrolyte of 8YSZ and the multi-layered cathode of $LaSrMnO_3$(LSM)ILSM-YSZ composite/$LaSrCoFeO_3$ were coated on the surface of the anode tube by slurry dip coating process, subsequently. Their cell performances were examined under gases of humidified hydrogen with 3% water and air. In the thermal cycle condition of heating and cooling rates with $3.33^{\circ}C$/min, the anode-supported tubular cell showed an excellent resistance as compared with the electrolyte-supported planar cell. The optimum hydrogen flow rate was evaluated and the air preheating increased the cell performance due to the increased gas temperature inside the cell. In long-term stability test, the single cell indicated a stable performance of 300 mA/$\textrm{cm}^2$ at 0.85 V for 255 hr.
An free breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) was developed. This paper presents a study of the several effect on the performance of a fuel cell such as air flow rate, opening ratio, and cathode structures. Especially, an air flow rate is critical condition to improve the fuel cell performance. In this paper, we developed a synthetic jet micro air blower to supply high stoichiometric air. The synthetic jet actuation is usually generated by a traditional PZT-driven actuator, which consists of a small cylindrical cavity, orifices and PZT diaphragms. In comparison with free convection fuel cells, the forced-convection fuel cell which equipped synthetic jet micro air blower brings higher performance and stability for long term test. Also, power consumption of the synthetic jet micro air blower is under 0.3W. The results show that the maximum power density was $188mW/cm^2$ at $400mA/cm^2$. The maximum power density was higher 40% than power density of free convection fuel cell.
전류밀도는 전기도급법에서 생산성과 직접적인 연관이 있고, 생산성의 증가를 위해선 고전류밀도가 필요하다. 회전전극(RDE)의 회전 속도를 증가시키면 고유속을 얻을 수 있다. 유속 조절을 위해 회전전극과 원통형 회전 전극을 사용하였고, 전압과 전류의 관계를 알아보기 위해 정전류, 정전압 실험과 linear sweep voltammetry 실시하였다. 회전 전극의 회전 속도가 400 rpm이상 조건에서, 수소가 발생하지 않고 1000 A/$m^2$이상의 최대전류멸도가 가능하였다. $25^{\circ}C$와 $62^{\circ}C$ 조건에서 구리의 확산계수는 각각 $5.5{\times}10^6\;cm^2\;s^{-1}$와 $10.5{\times}10^6\;cm^2\;s^{-1}$로 계산되었다. 수소가 발생하지 않으면서 안정적으로 구리를 전착할 수 있는 조건은 -0.05 V (vs Ag/AgCl)이었다. 첨가제인 glue와 thiourea-를 넣음으로써 구리의 침상성장을 막을 수 있었다. 표면 거칠기는 UV-Vis Spectrophotometer를 아용하여 분석되었다. 600 nm 영역에서 반사도는 측정 되었고 표면 거철기가 개선될수록 표면 반사도가 증가하였다.
소형인공위성의 우주추진체로 사용될 홀방식 전기추력기의 서브시스템으로 제논연료공급장치가 개발되었다. 제논연료공급장치는 연료저장탱크에서 추력기의 양극과 음극에 낮은 압력으로 연료를 공급하게 된다. 추력기는 양극과 음극에서 독립적으로 정밀한 연료의 유량제어를 요구하고 있다. 연료의 유량은 양극과 음극에 각각 위치한 오리피스와 차단밸브를 통해 축압탱크의 압력을 변경함으로서 조절된다. 본 논문은 제논연료공급장치의 부품선정을 포함한 설계와 성능검증 및 기능시험에 대한 내용을 다루고 있다.
Removal of phenanthrene by electrokinetic method combined with Fenton-like process was studied in a model system. The scale of reactor was 100cm in length, 100cm in width, and 70cm in height. The distance between electrodes was 70cm. Indonesia kaoline was selected as a model soil. When constant voltage of 100 V was applied to this system, current decreased from 200 mA to 100 mA for 14 days. Total accumulated EOF was about 55,000 mL. The concentration of phenanthrene near anode was very low because direction of electroosmosis was from anode to cathode and hydrogen peroxide was supplied to anode reservoir. Phenanthrene concentration was increased as the location was far from anode because hydrogen peroxide was gradually decomposed and then the rate of hydroxyl radical production was decreased.
Direct Methanol Fuel Cell(DMFC) using Pt-Ru electrocatlayst and Nafion menbrane can provide high performance if operating conditions are well designed. In this study, operating temperature, pressure, and fuel flow rate were changed to obtain optimum operating conditions of DHFC single cell. Performance of DMFC were increased by the increase of operating temperature. The concentration of fuel methanol was 2.0M $CH_{3}OH$ and pressure difference of cathode and anode was 2 atm were showed maximum performance of DMFC single cell with showing the current density of 160 $mA/cm^2$ at 0.2V cell voltage.
This paper presents an atmospheric microplasma-jet device for bio~medical application. The microplasma-jet device consists of four components; a thin Ni anode, porous alumina insulator, a stainless steel cathode and an aluminum case. The anode has 8 holes, and hole diameter and depth are $200 {\mu}m$ and $60 {\mu}m$, respectively. The discharge test was performed in atmospheric pressure using nitrogen gas and AC voltage at the optimum gas flow rate of 4 Vmin. The plasma-jet is ejected stably for the input voltage ranging from 5.5 to $9.5 kV_{p-p}$. The plasma becomes dense as the input voltage increases, which was verified by the hydrophilicity change of PMMA surface treated by the plasma. The temperature increasement of the aluminum film exposed to plasma-jet illustrates that the micro plasma-jet device is feasible for bio-medical application.
A commercial PbO2 electrode was adopted as the anode for the electrochemical degradation of the real textile effluent with the initial COD of 56.0 mg L-1 and the stainless steel plate as the cathode. The effect of the initial pH, the electrolyte flow rate and the cell voltage on the COD, the current efficiency and the energy consumption were investigated without the addition of NaCl or Na2SO4. The experimental results illustrated that the PbO2 electrode can reduce the COD of the textile effluent from 56.0 mg L-1 to 26.0 mg L-1 with the current efficiency of 86.1% and the energy consumption of 17.5 kWh kg-1 (per kilogram of degraded COD) under the optimal operating conditions. Therefore PbO2 electrode as the anode was promising to further electrochemically degrade the real textile effluent.
선박에서 발생되는 밸러스트수를 처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 미생물을 북극전해처리시스템을 이용하여 살균처리 하였다. 전해처리시스템에 유입되는 시료는 정량펌프를 사용하여 상향류로 전극판 사이를 통과하도록 하였으며, 반응시간별로 유량을 조절하여 체류시간을 다르게 하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 Ti/IrO$_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전원공급은 최대 전압이 250V, 전류가 100Amper의 맥류가 전혀 없는 트랜지스트 평활회로를 사용한 D.C. Power Supply를 사용하여 전류밀도를 조절하여 운전하였다. 반응시간에 따라 전류밀도를 0.1~l.0A사이로 변화를 주어 실험한 결과 5초 이내에 대부분의 미생물이 사멸됨을 확인 할 수 있었고 연구결과를 통하여 발라스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다.
효율적인 시료의 분석을 위하여 개선된 전열증기화 속빈음극관 글로우 방전 우너자방출분광 장치를 제작하여 그에 대한 기초 연구를 수행하였다. 본 시스템은 개선된 속빈음극관 글로우 방잔에 개선된 전열증기화법을 이용한 샘플주입방법을 응용하였으며, ${\mu}{\ell}$단위의 적은 양으로도 분석가능하도록 순수한 텅스템 재질로 된 나선형 코일을 제작하여 증기화 효율을 최대한 높일수 있도록 하여 글로우 방전으로 최대한 많은 양이 주입될 수 있도록 개선하였다. 최적화된 분석조건을 위한 방전조건으로 시료운반기체 사용량과 방전 전력을 측정하였으며, 그 전에 글로우 방전셀의 냉각장치 및 내부의 구조적인 문제 여부에 따른 방출세기에 미치는 영향과 측정 정밀도를 관찰하였다. 방출되어 발생된 빛은 광전송용 광파이버에 의하여 효율적으로 검출기에 운반되도록 구성 제작하였으며, 마지막으로 본 연구결과에 의한 직선성을 관찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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