• 제목/요약/키워드: Water Vapor Density

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Water vapor permeation properties of $Al_2O_3/TiO_2$ passivation layer on a poly (ether sulfon) substrate

  • 권태석;문연건;김웅선;문대용;김경택;한동석;신새영;박종완
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.160-160
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    • 2010
  • Organic electronic devices require a passivation layer to ensure sufficient lifetime. Specifically, flexible organic electronic devices need a barrier layer that transmits less than $10^{-6}\;g/m^2/day$ of water and $10^{-5}\;g/m^2/day$ of oxygen. To increase the lifetime of organic electronic device, therefore, it is indispensable to protect the organic materials from water and oxygen. Severe groups have reported on multi-layerd barriers consisting inorganic thin films deposited by plasma enhenced chemical deposition (PECVD) or sputtering. However, it is difficult to control the formation of granular-type morphology and microscopic pinholes in PECVD and sputtering. On the contrary, atomic layer deoposition (ALD) is free of pinhole, highly uniform, conformal films and show good step coverage. In this study, the passivation layer was deposited using single-process PEALD. The passivation layer, in our case, was a bilayer system consisting of $Al_2O_3$ films and a $TiO_2$ buffer layer on a poly (ether sulfon) (PES) substrate. Because the deposition temperature and plasma power have a significant effect on the properties of the passivation layer, the characteristics of the $Al_2O_3$ films were investigated in terms of density under different deposition temperatures and plasma powers. The effect of the $TiO_2$ buffer layer also was also addressed. In addition, the water vapor transmission rate (WVTR) and organic light-emitting diode (OLEDs) lifetime were measured after forming a bilayer composed of $Al_2O_3/TiO_2$ on a PES substrate.

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수소극 Dead-End 모드 고분자 전해질 연료전지의 실험적 연구 (Experimental Study of Performance of PEMFC Operated in Dead-End Mode)

  • 지상훈;황용신;최종원;이대영;박준호;장재혁;김민수;차석원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권6호
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    • pp.643-648
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    • 2010
  • 출구부가 폐쇄된 데드앤드 모드 운전은 연료이용률이 높고, 부가장치 소모동력이 작기 때문에 소형연료전지 분야에 널리 적용되고 있다. 하지만 수증기나 질소 등과 같은 불순물의 축적으로 인해 성능이 저하되는 단점을 가지고 있다. 본 논문에서는 이러한 성능 저하의 요인 중 수분 축적의 영향을 알아보기 위해 부하 방식에 따른 거동, 퍼징 전후 분극 성능, 수분 축적 분포, 공기극 상대습도에 따른 성능을 알아보았다. 본 실험에 적용된 운전 조건에서의 성능 거동은 정전압 부하(0.4V)보다 정전류밀도 ($600mA/cm^2$)부하에서 보다 안정적으로 나타났다. 가시화 창을 통해 수소극에 축적된 대부분의 수분은 출구부에 가까운 부분에 분포함을 알 수 있었다. 또한 공기극 상대습도(0.15, 0.4, 0.75 RH)가 높아질수록 성능 유지 시간은 감소한 반면 성능 감소율은 증가하였다. 특히, 상대습도 0.15에서의 성능 기준으로 평균출력밀도는 51% 증가하였고, 평균성능유지시간은 25% 감소하였다.

Hydro-mechanical behavior of compacted silt over a wide suction range

  • Chen, Bo;Ding, Xiuheng;Gao, You;Sun, De'an;Yu, Haihao
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제22권3호
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    • pp.237-244
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    • 2020
  • To achieve a wide suction range, the low suction was imposed on compacted silt specimens by the axis translation technique and the high suction was imposed by the vapor equilibrium technique with saturated salt solutions. Firstly, the results of soil water retention tests on compacted silt show that the soil water retention curves in terms of gravimetric water content versus suction relation are independent of the dry density or void ratio in a high suction range. Therefore, triaxial tests on compacted silt with constant water content at high suctions can be considered as that with constant suction. Secondly, the results of triaxial shear tests on unsaturated compacted silt with the initial void ratio of about 0.75 show a strain-hardening behavior with a slightly shear contraction and then strain-softening behavior with an obviously dilation. As the imposed suction increases, the shear strength increases up to a peak value and then decreases when the suction is beyond a special value corresponding to the peak shear strength. The residual strength increases to fair value and those at high suctions are almost independent of imposed suctions. In addition, the contribution of suction to the strength of compacted silt would not diminish even in a high suction range.

Electrochemical Capacitors Based on Aligned Carbon Nanotubes Directly Synthesized on Tantalum Substrates

  • Kim, Byung-Woo;Chung, Hae-Geun;Min, Byoung-Koun;Kim, Hong-Gon;Kim, Woong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권12호
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    • pp.3697-3702
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    • 2010
  • We demonstrate that vertically aligned carbon nanotubes can be synthesized directly on tantalum substrate via water-assisted chemical vapor deposition and evaluate their properties as electrochemical capacitors. The mean diameter of the carbon nanotubes was $7.1{\pm}1.5\;nm$, and 70% of them had double walls. The intensity ratio of G-band to D-band in Raman spectra was as high as 5, indicating good quality of the carbon nanotubes. Owing to the alignment and low equivalent series resistance, the carbon nanotube based supercapacitors showed good rate performance. Rectangular shape of cyclic voltammogram was maintained even at the scan rate of > 1 V/s in 1 M sulfuric acid aqueous solution. Specific capacitance was well-retained (~94%) even when the discharging current density dramatically increased up to 145 A/g. Consequently, specific power as high as 60 kW/kg was obtained from as-grown carbon nanotubes in aqueous solution. Maximum specific energy of ~20 Wh/kg was obtained when carbon nanotubes were electrochemically oxidized and operated in organic solution. Demonstration of direct synthesis of carbon nanotubes on tantalum current collectors and their applications as supercapacitors could be an invaluable basis for fabrication of high performance carbon nanotube supercapacitors.

생육공간을 공유하는 소나무와 졸참나무의 수분 이용 전략 비교 분석 (Analysis of Water Use Strategies of Two Co-occurring Mature Tree Species, Pinus densiflora and Quercus serrata)

  • 이기웅;이보라;조낭현;임종환;김은숙
    • 한국산림과학회지
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    • 제111권3호
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    • pp.385-393
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    • 2022
  • 본 연구는 한국 산림생태계의 주요 우점종인 소나무와 졸참나무의 수분 이용 전략을 비교·분석하기 위해, 2019년 3월부터 12월까지 경기도 포천시에서 시행되었다. 소나무(n=6)와 졸참나무(n=3)의 수액속밀도와 환경 변수인 대기 온도, 상대습도, 강수량, 순복사량, 토양수분을 측정하여 계절변화 및 환경 변수에 따른 수액 이동 특성을 분석하였다. 그 결과, 수종의 최대 수액속밀도는 생장 기간(5-10월)에 졸참나무가 소나무보다 2배 가까이 높았으며, 졸참나무는 9월에 소나무는 8월에 가장 높았다. 수액속밀도에 영향을 주는 주요한 환경 변수들은 포화수증기압차와 순복사량이었으며, 대기 온도는 영향을 주지 못했다. 이력현상 분석에서 소나무는 건조해짐에 따라 기공을 닫고 졸참나무는 여전히 기공을 열어두는 전략을 사용하는 것을 발견하였다. 수관전도도 역시 최대 수액속밀도와 비슷한 경향을 보이며, 졸참나무의 수관전도도가 소나무의 수관전도도보다 약 2배 정도 더 높았다. 본 연구에서는 두 수종의 수분 이용 전략을 비교 분석하였고, 더 명확한 기작의 이해를 위해 생리적 특성뿐만 아니라 형태적 특성에 관한 연구도 병행되어야 할 것이다.

광, 온도, 수분 변화에 따른 음나무 엽의 생리반응(II) - 광도변화에 따른 기공증산, 수분이용효율, 수증기압결핍 - (Effects of Light, Temperature, Water Changes on Physiological Responses of Kalopanax pictus Leaves(II) - Characteristics of Stomatal Transpiration, Water Efficiency, Vapor Pressure Deficit of Leaves by the Light Intensity -)

  • 한상섭;전두식;심주석
    • Journal of Forest and Environmental Science
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    • 제21권1호
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    • pp.92-97
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    • 2005
  • 1. 상엽의 기공증산속도는 광도가 증가함에 따라 계속적인 증가를 나타냈지만, 중엽과 하엽은 광도 약 $100{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 이상에서 기공증산의 포화가 나타났다. 포화광도 $1,200{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$)에서 기공증산은 상엽($1.29mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 중엽($0.56mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$) > 하엽($0.31mmol\;H_2O\;m^{-2}S^{-1}$)순위였다. 2. 엽의 수분이용효율은 광도 $600{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지 빠르게 증가하다가 그 이상의 광도에서는 감소한 반면, 중엽과 하엽은 광도 $400{\mu}mol\;m^{-2}S^{-1}$ 까지는 증가하였지만 그 이상의 광도에서는 증가를 보이지 않았다. 3. 엽의 광도증가에 따른 수증기압결핍은 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다.

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고분자전해질 연료전지의 동작압력에 대한 가스 확산층의 위치 별 전류밀도 및 수분거동에 대한 수치해석 (Numerical Modeling of Current Density and Water Behavior at a Designated Cross Section of the Gas Diffusion Layer in a Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 강신조;김영배
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제36권2호
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    • pp.161-170
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    • 2012
  • 고분자 전해질 연료전지에서 물 관리는 연료 전지성능에 영향을 미치는 중요한 요인이다. 공급되는 수분의 양이 적을 경우 수소이온의 이동을 담당하는 전해질의 건조현상으로, 수분의 양이 과다할 경우 반응이 일어나는 촉매층과 전해질 삼상 계면에서의 홍수현상으로 성능을 감소시키거나 동작을 멈추게 하므로 이 부분에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 연료전지 수분에 영향을 주는 요소 중, 연료극과 공기극에 공급되는 상대습도를 100%로, 동작온도를 $80^{\circ}C$로 설정한 후, 입구 측에 압력을 변화하면서, 다중물리응용 수치해석을 포함하고 유한요소를 통하여 비선형 편미분 방정식이 결부된 상용코드를 이용하여 전체적인 전기화학반응 및 성능에 대한 해석을 수행하고 공기극 측의 가스 확산층에 각 위치별 전류밀도 분포와 수분포화의 분포, 압력차에 의한 동작물질의 속도 등을 분석하여 보았다. 본 연구를 통하여 얻어진 결과는 연료전지의 성능은 압력의 세기에 따라 달라지며 압력이 높을수록 성능과 위치별 최대 전류밀도가 높게 나타났으며, 공기극의 가스 확산층에서의 수분함량은 높은 압력에서보다 낮은 압력에서 수분함량이 많은 것으로 나타났으며 특히 전극의 바로 아래 부분에서의 수분이 더 많이 응축되어 나타났으며 공기극 가스 확산층에서의 동작물질의 속도는 동작물질의 입구방향에서 출구측으로 진행할수록 그 변동 폭이 크게 나타났다.

화학축냉용 무기염들의 수화반응 및 열 및 물질전달 향상방안 (Study of Hydration Reaction Characteristics of Inorganic Salts for Chemical Cold Storage and Method of Enhancement of Heat and Mass Transfer)

  • 김상욱;한종훈;황용준;이건홍
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1999년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.185-191
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    • 1999
  • An air-conditioning system based on the chemical heat storage principle was considered. $H_2O$ was chosen as the reaction gas and the working fluid as well. Na$_2$S, CaCl$_2$, MnCl$_2$, BaCl$_2$, MgCl$_2$, Fe$_2$(SO$_4$)$_3$ and MnSO$_4$ were tested as the solid reactants by using Cahn pressure balance. Na$_2$S was superior to other salts in respect of high capability of absorption of water gas, 5 moles of $H_2O$ per unit mole of Na$_2$S, and adequate temperature of adsorption, $65^{\circ}C$ at 7torr, and of desorption, 13$0^{\circ}C$ at 76torr. Clausius-Clapeyron diagram of Na$_2$S was obtained via adsorption experiments at several vapor pressures of water gas. To enhance heat and mass transfer characteristics, usually below 1W/m K, of the reactor bed of general adsorption systems, expanded graphite block was adapted as the support of Na$_2$S salt. Expanded graphite blocks had thermal conductivity values of 20~80W/mK with respect to 100~400kg/㎥ of block bulk density. Permeability values of expanded graphite blocks were 10$^{-13}$ ~ 10$^{-14}$ $m^2$ with respect to 100~300kg/㎥ of block bulk density showing highly decreasing values of permeability, below 10$^{-l4}$$m^2$, in the range of above 150kg/㎥ of block bulk density.y.

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FDS를 이용한 교번식 미분무방식의 소화 성능 분석 (Analysis of Fire Suppression Efficiency for Intermittent Water Spray Pattern by Fire Dynamics Simulator)

  • 지문학;이병곤
    • 한국화재소방학회논문지
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    • 제22권3호
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    • pp.216-220
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    • 2008
  • 물분무소화설비는 화원의 냉각, 주변공기의 희석, 미세한 물방울의 증발에 의한 열차단과 같은 소화특성을 이용한다. 미분무수의 운동량은 입자가 큰 물방울에 비해 상대적으로 낮으며 화원의 침투능력도 효과적이지 못하다. 증발된 수증기에 의한 기여는 무게가 가볍고 밀도가 희박하여 화원에 일부분으로 제한되는 경향이 있다. 반면, 사이클식 미분무 패턴은 성층화된 분무 특성에 의해 공기 추출능력과 침투력이 개선될 것으로 예상된다. 이 논문에서는 유체공학적 화재모델인 FDS를 사용하여 교번식 미분무 패턴에 대해 분석된 소화능력을 다룬다. 저자는 이 분석이 미분무 노즐의 표본을 개발하기 위한 기본 개념을 제공할 수 있기를 기대한다.

Heat Transfer Correlation to Predict the Evaporation of a Water Droplet in Superheated Steam during Reflood Phase of a LOCA

  • Kim, Yoo;Ban, Chang-Hwan
    • 에너지공학
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    • 제9권3호
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    • pp.261-268
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    • 2000
  • A heat transfer correlation to predict the vaporization of a water droplet in highly superheated steam during a loss-of-coolant accident(LOCA) of a nuclear power plant is provided. Vaporization of liquid fuel or water droplets in superheated air or steam and subsequent interface heat transfer between a liquid droplet and superheated gas is typically correlated by way of a Nusselt number as a function of Reynolds number, Prantl number, and in some cases including mass transfer number. Presently available correlations and experimental data of the evaporation of liquid droplets in air or steam are analyzed and a new Nusselt number correlation is proposed taking Schmidt number into consideration in order to account for binary diffusion of the vapor as well, Nu$\_$f/(1+B)$\^$0.7/=2+0.53Sc$\_$f/$\^$-1/5/Re$\_$M/$\^$$\sfrac{1}{2}$/Pr$\_$f/$\^$$\sfrac{1}{3}$/ for which properties are evaluated at film condition except the density of Reynolds number evaluated at ambient condition. Diverse correlations for various combinations of liquid and gas species are put into single equation. The blowing correction factor of (1+B)$\^$0.7/ is confirmed appropriate, and a criterion to distinguish so-called high- and low-temperature condition of ambient gas is set forth.

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