초소형위성의 설계는 무게, 체적, 전력 및 표면적 등의 제한조건으로 인하여 상당한 어려움이 따른다. 임무기간 동안 위성의 각 모듈에 전력을 지속적으로 공급해 줄 수 있는 효율적인 저가의 피코위성 HAUSAT-1 전력시스템을 개발하였다. 본 논문에서는 태양전지판, 배터리, 전력조절 및 분배유닛의 설계 및 해석 결과를 논의하였으며, 설계된 시스템의 개발이 실제 하드웨어로 구현이 가능하도록 개발비용과 성능을 고려한 부품의 선정, 제작 및 시험결과에 대하여 기술하였다. 또한 운영 모드별 에너지 평형 해석 (Energy Balance Analysis) 을 통한 시뮬레이션 수행 결과를 보여주고, 전력계의 가능 및 환경시험 결과와의 비교를 통하여 전력시스템 설계의 타당성을 검증하였다.
본 논문에서는 자기공명 방식의 무선전력전송 시스템용 100 W급 수신기를 설계, 제작하였다. 제안된 수신기는 1.8 MHz 대역, 100 W급 full-bridge 다이오드 정류기와 정전류 충전기로 구성되어 있다. 특히 정류기에는 30 V 이상의 과전압으로부터 수신기를 보호하는 과전압 보호회로와 수신기에 입력되는 여분 전력을 자동으로 소모하여 수신기의 임력임피던스를 부하변동에 관계없이 일정하게 유지시키는 능동 더미 부하가 내장되어 있다. 정전류 충전기는 최대 1 A의 충전 전류로 배터리를 충전할 수 있도록 설계, 제작되었으며, 충전전류를 제어할 수 있도록 구성되었다. 구성된 수신기를 이용하여 자기공명방식 무선충전 시스템을 구성하였다. 시스템은 130 W 송신기, 1.8 MHz 대역 송수신 공진기, 그리고 제안된 수신기로 구성되어 있으며, 자기공명방식으로 48 V 리튬-이온 배터리를 충전하도록 설계되었다. 시스템 측정 결과, 30 cm의 전송거리에서 약 54 %의 시스템 효율을 나타내었다.
Carbon nanofibers (CNF) are widely used as active agents for electrodes in Li-ion secondary battery cells, supercapacitors, and fuel cells. Nanoscale coatings on CNF electrodes can increase the output and lifespan of battery devices. Atomic layer deposition (ALD) can control the coating thickness at the nanoscale regardless of the shape, suitable for coating CNFs. However, because the CNF surface comprises stable C-C bonds, initiating homogeneous nuclear formation is difficult because of the lack of initial nucleation sites. This study introduces uniform nucleation site formation on CNF surfaces to promote a uniform $SnO_2$ layer. We pretreat the CNF surface by introducing $H_2O$ or $Al_2O_3$ (trimethylaluminum + $H_2O$) before the $SnO_2$ ALD process to form active sites on the CNF surface. Transmission electron microscopy and energy-dispersive spectroscopy both identify the $SnO_2$ layer morphology on the CNF. The $Al_2O_3$-pretreated sample shows a uniform $SnO_2$ layer, while island-type $SnO_x$ layers grow sparsely on the $H_2O$-pretreated or untreated CNF.
Wild strain L-6 was subjected to combined mutagenesis, including UV irradiation, atmospheric and room temperature plasma, and ion beam implantation, to increase the yield of 1,3-dihydroxyacetone (DHA). With application of a high-throughput screening method, mutant Gluconobacter oxydans I-2-239 with a DHA productivity of 103.5 g/l in flask-shake fermentation was finally obtained with the starting glycerol concentration of 120 g/l, which was 115.7% higher than the wild strain. The cultivation time also decreased from 54 h to 36 h. Compared with the wild strain, a dramatic increase in enzyme activity was observed for the mutant strain, although the increase in biomass was limited. DNA and amino acid sequence alignment revealed 11 nucleotide substitutions and 10 amino acid substitutions between the sldAB of strains L-6 and I-2-239. Simulation of the 3-D structure and prediction of active site residues and PQQ binding site residues suggested that these mutations were mainly related to PQQ binding, which was speculated to be favorable for the catalyzing capacity of glycerol dehydrogenase. RT-qPCR assay indicated that the transcription levels of sldA and sldB in the mutant strain were respectively 4.8-fold and 5.4-fold higher than that in the wild strain, suggesting another possible reason for the increased DHA productivity of the mutant strain.
The exopolysaccharide (EPS) produced by Bacillus amyloliquefaciens GSBa-1 was isolated and purified by ethanol precipitation, and DEAE-cellulose and Sepharose CL-6B chromatographies. The molecular mass of the purified EPS was determined to be 54 kDa. Monosaccharide analysis showed that the EPS was composed of predominantly glucose, and it was further confirmed by NMR spectroscopy to be ${\alpha}-glucan$ that consisted of a trisaccharide repeating unit with possible presence of two ${\alpha}-(1{\rightarrow}3)$ and one ${\alpha}-(1{\rightarrow}6)$ glucosidic linkages. Microstructural analysis showed that the EPS appeared as ellipsoid or globose with a smooth surface. The EPS had a degradation temperature at $240^{\circ}C$. Furthermore, the EPS had strong DPPH and hydroxyl radical scavenging activities, and moderate superoxidant anion scavenging and metal ion-chelating activities. This is the first characterization of a glucan produced by B. amyloliquefaciens with strong antioxidant activity. The results of this study suggest the potential of the EPS from B. amyloliquefaciens GSBa-1 to serve as a natural antioxidant for application in functional products.
흑연 분말을 프탈로시아닌 또는 구리 프탈로시아닌과 함께 비활성 분위기에서 각각 열처리하여 표면처리를 진행하였고, 이의 속도특성과 저온 작동특성을 조사하였다. 표면처리 후 흑연 분말의 표면에 비정질 탄소와 구리의 코팅 층이 균일하게 형성되었다. 표면처리를 통하여 흑연 전극의 속도특성이 개선되는 것을 확인하였는데, 특히 구리 프탈로시아닌으로 처리한 경우 속도특성의 향상이 두드러졌다. 흑연 전극의 저항을 교류 임피던스와 펄스 저항측정법을 활용하여 조사하였는데, 구리 프탈로시아닌으로 처리된 흑연 전극의 경우가 저항이 가장 작았다. 프탈로시아닌으로 부터 유도된 비정질 탄소 층이 리튬이온의 확산을 용이하게 하고, 구리 프탈로시아닌으로부터 유도된 금속상태의 구리는 전자 전도도를 증가시키기 때문에 저항을 감소시키는 것으로 판단된다.
에너지의 고갈을 대비하여 자연을 이용한 태양에너지에 대한 연구는 매우 중대하고 필연적인 과제이다. 이와 더불어 최근 우리나라는 저탄소 녹색성장에 있어 신성장 동력산업의 일환으로 저소비전력, 환경친화적인 조명기구로 LED(Light Emitting Diode)를 선정하여 연구 개발을 촉진하고 이를 활용한 다양한 새로운 산업이 창출되고 있다. 본 개발 내용은 리튬 이온 배터리의 뛰어난 성능을 가지며 폭발 위험성이 현저히 적은 리튬 폴리머 전지를 사용한 태양광 LED 조명시스템을 개발하였다. 태양광 패널은 100W 용량으로 제작하고, 전원공급시스템은 다양한 생활전기로 사용할 수 있도록 직류(DC) 및 교류(AC) 전원을 모두 갖추어 기능상의 편의를 고려하였다.
Multi-walled carbon nanotube (MWNT)/$SnO_2$ nano-composite (MSC) for the anode electrode of a Li-ion battery was prepared using a homogeneous precipitation method with $SnCl_2$ precursors in the presence of MWNT. XRD results indicate that when annealed in Ar at $400^{\circ}C$, $Sn_6O_4(OH)_4$ was fully converted to $SnO_2$ phases. TEM observations showed that most of the $SnO_2$ nanoparticles were deposited directly on the outside surface of the MWNT. The electrochemical performance of the MSC electrode showed higher specific capacities than a MWNT and better cycleability than a nano-$SnO_2$ electrode. The electrochemical performance of the MSC electrode improved because the MWNT in the MSC electrode absorbed the mechanical stress induced from a volume change during alloying and de-alloying reactions with lithium, leading to an increase in the electrical conductivity of the composite material.
일차원 나노튜브는 구조는 높은 비표면적, 내부의 빈 공간 및 특유의 물리적 특징을 제공한다. 1차원 산화물 나노튜브 구조물의 합성 방법에 따라 나누어 정리하여 논의하였다. 나노 기판을 이용한 나노튜브 합성은 고른 물리적 구조를 가지는 나노튜브를 대량으로 합성하는데 있어서 이상적인 방법으로서 기판의 형태를 상대적으로 용의하게 조절함으로써 1차원 나노튜브 구조물의 특성을 극대화하였다. 극대화된 특성을 이용한 여러 응용 분야에 대한 연구를 정리하여 제시하였다.
In the present work, to clarify the mechanism of the neutral salt effect on the alkaline hydrolysis of PET, many salts with different cations like LiCl, NaCl, KCl, CsCl were added to the aqueous alkaline solutions. Then PET was hydrolyzed with aqueous solutions of many salts in alkali metal hydroxides under various conditions. Some conclusions obtained from the experimental results were summarized as follows. The reaction rate of the alkaline hydrolysis of PET was increased by the addition of neutral salts and In k was increased nearly linearly with the square root of ionic strength of reaction medium. This fact suggested that the ionic strength effect by Debye-Huckel and Bronsted theory was exerted on the reaction. The specific salt effect was also observed. The reaction rate was increased with the increase in the electrophilicity of cations of neutral salts, i. e., in the order of $Cs^+$/ < $K^+$/ $a^+$/ $i^$^+$. It was considered that the reaction rate was increased in the order of C $s^+$. < $K^+$. $a^+$. $i^+$. because the lowering effect of the cations on the negative charge of PET surface was increased with the electrophilicity of cations. It was thought that $E_{a}$ was increased because the cations of neutral salts decreased the negative charge of PET surface. It, however, was inferred from the increase in ${\Delta}$S* and the decrease in the ${\Delta}$G* that the cations of neutral salts associated with PET increased the collision frequency between carbonyl carbon and OH- ion and then accelerated the reaction rate.te.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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