• 제목/요약/키워드: carbonized area

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폐 플로랄 폼을 이용한 슈퍼커패시터용 다공성 탄소 폼 제조 및 전기화학 성능 평가 (Preparation and Electrochemical Characterization of Porous Carbon Foam from Waste Floral Foam for Supercapacitors)

  • 이병민;박진주;박상원;윤제문;최재학
    • 한국재료학회지
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    • 제32권9호
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    • pp.369-378
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    • 2022
  • The recycling of solid waste materials to fabricate carbon-based electrode materials is of great interest for low-cost green supercapacitors. In this study, porous carbon foam (PCF) was prepared from waste floral foam (WFF) as an electrode material for supercapacitors. WFF was directly carbonized at various temperatures of 600, 800, and 1,000 ℃ under an inert atmosphere. The WFF-derived PCF (C-WFF) was found to have a specific surface area of 458.99 m2/g with multi-modal pore structures. The supercapacitive behavior of the prepared C-WFF was evaluated using a three-electrode system in a 6 M KOH aqueous electrolyte. As a result, the prepared C-WFF as an active material showed a high specific capacitance of 206 F/g at 1 A/g, a rate capability of 36.4 % at 20 A/g, a specific power density of 2,500 W/kg at an energy density of 2.68 Wh/kg, and a cycle stability of 99.96 % at 20 A/g after 10,000 cycles. These results indicate that the C-WFF prepared from WFF could be a promising candidate as an electrode material for high-performance green supercapacitors.

국산 주요 수종 및 목질재료 탄화물의 흡착 특성(II) (Adsorption Characteristics of Charcoal from Major Korean Wood Species and Wood-based Materials (II))

  • 이동영;김병로
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제39권4호
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    • pp.281-290
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    • 2011
  • 본 연구에서는 한국산 주요 수종의 간벌재 및 목질재료의 탄화물로의 개발을 위해 이들을 탄화하여 기본물성 및 흡착 특성을 분석하였다. 탄화수율은 모든 수종과 목질재료에서 탄화온도 상승과 함께 감소했다. 정련도는 $400^{\circ}C$에서는 9.0, $600^{\circ}C$에서는 3.3~5.0, $800^{\circ}C$에서는 0으로 나타났고, 수종 간 차이가 적은 것으로 나타냈다. 고정탄소량은 탄화온도가 상승함에 따라 증가하였으며, 수종 간은 침엽수재 탄화물이 활엽수재 탄화물 보다 높은 경향을 보였다. 비표면적은 탄화온도가 증가할수록 증가하였고, 수종 간 비표면적은 침엽수재가 활엽수재 탄화물보다 높게 나타났으며, 리기다소나무 탄화물이 733.9 $m^2$/g으로 가장 높은 비표면적을 나타내다. 포름알데히드 제거율은 탄화 온도 간에는 탄화온도가 증가할수록 높았으나 600과 $800^{\circ}C$ 사이에서는 $600^{\circ}C$가 높은 것과 $800^{\circ}C$가 높은 것이 공존해 나타났고, 수종 간은 잣나무, 졸참나무 및 MDF 탄화물이 $600^{\circ}C$에서 높은 제거율을 나타냈다. 에틸렌가스 제거율은 탄화온도가 증가할수록 높은 제거율을 나타났고, 수종 간에는 리기다소나무, 아카시나무 탄화물이 가장 높은 제거율을 나타낸다.

배지의 혼입비율과 관비 양액 농도가 오이 플러그묘의 초기생장에 미치는 영향 (Effects of Mixing Ratio of Substrates and Concentration of Fertigation in Nutrient Solutions on the Early Growth of Cucumber Plug Seedlings)

  • 김홍기;조자용;배종향;양승렬;허북구
    • 생물환경조절학회지
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    • 제16권2호
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    • pp.101-107
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    • 2007
  • 오이['장형흑진주' 오이; (주)서울종묘]를 공시작물로 하여 양질의 플러그묘 생산을 위한 혼합배지 개발과 적정 관비 양액 농도를 규명하기 위해 수행하였다. 혼합배지는 피트모스를 기본으로 왕겨, 훈탄, 부숙톱밥, 펄라이트 및 입상압면 등을 상이한 비율로 혼합하여 5처리로 하였고, 그 중 양호한 혼합배지 3종을 선발하여 관비 양액 농도(EC)를 대조구(EC $0.1dS{\cdot}m^{-1}$), 0.5, 1.0 및 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$등으로 처리하여 오이 유묘의 생장반응(27일째)을 검토하였다. 오이 플러그묘 생장에 양호한 혼합배지는 피트모스:왕겨:훈탄:부숙톱밥:펄라이트=25:10:25:20:20(v/v), 피트모스 왕겨:부숙 톱밥:입상암면=30:25:20:25(v/v) 및 피트모스:왕겨:부숙톱밥=40:40:20(v/v)였다. 대조구 (EC $0.1 dS\;m^{-l}$)에 비해 관비 양액의 농도가 높아질수록 초장, 엽면적 및 총건물생산량 등이 현저히 높아 EC $1.5dS{\cdot}m^{-1}$로 두상관수 2-3회 관비하였을 때 가장 좋은 플러그묘를 생산할 수 있었다. 관비 양액 농도와 혼합배지 종류 처리간에는 유의차가 인정되지 않았다.

정전방사에 의한 PAN계 활성화 탄소 나노섬유 전극 제조와 EDLC 응용 (Preparations of PAN-based Activated Carbon Nanofiber Web Electrode by Electrostatic Spinning and Their Applications to EDLC)

  • 김찬;김종상;이완진;김형섭;;양갑승
    • 전기화학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.117-124
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    • 2002
  • PAN(polyacrylonitrile)을 DMF(dimethylformamide) 용매에 용해하여 정전방사법에 의해 평균 직경 400 nm의 나노섬유 웹을 제조하였다. 제조된 나노섬유 웹은 산화 안정화, 활성화 공정을 거쳐 활성화 탄소 나노섬유를 제조하여, 전기화학적 특성과 비축전 용량을 측73하였다. 활성화 탄소 나노섬유의 비표면적은 $1230m^2/g-800m^2/g$으로 일반 활성탄소 섬유의 거동과는 다르게 활성화 온도가 증가할수록 감소하는 경향을 나타냈으며, 활성화 에너지 값은 29.2kJ/mol로 활성화 온도에 크게 영향을 받지 않고, 급격한 반응이 일어남을 알 수 있었다. 비축전 용량은 활성화 온도가 $700^{\circ}C,\;750^{\circ}C,\;800^{\circ}C$의 경우 27 F/g, 25 F/g, 22 F/g으로 활성화 온도가 증가할수록 비표면적에 비례하여 낮아지는 경향을 나타냈다.

가열처리 및 탄화처리 소나무재(Pinus densiflora) 목분의 구조 및 물리·화학적 특성(I) - 원소 분석, SEM, 질소 흡착-탈착 실험 - (Analysis of Structure and Physical and Chemical Properties of the Carbonized Pine Wood (Pinus densiflora S. et Z) Powder (I) - Elemental Analysis, SEM, N2 Adsorption-desorption-)

  • 이인자;이원희
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제36권4호
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    • pp.44-51
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    • 2008
  • 본 연구에서는 국산 소나무재 심재부와 변재부 목분 탄화물의 물리 화학적 성질에 미치는 탄화 온도의 영향을 원소 분석, 질소-흡착 실험, SEM을 이용하여 분석하였다. 탄화물의 표면 구조 및 특성은 탄화 온도에 크게 의존하였으며 그 의존성은 변재부(swd)와 심재부(hwd)에 관계없이 정성적으로 거의 비슷하였다. 그러나, 심변재부간 경도, 성분 및 조직학적 차이 등의 영향 때문에 hwd를 탄화한 경우가 swd를 탄화한 경우보다 비표면적은 크고, 평균 pore 지름은 작았다. 예비 탄화 단계에서 대부분의 분해 반응이 일어나므로, 탄화물의 주성분은 탄소였다. 탄화 온도가 $700^{\circ}C$가 될 때까지는 미미하나마 탄화 반응이 지속적으로 일어났으며, 비표면적은 지속적으로 증가하였다. $800^{\circ}C$ 이상에서는 pore filling 및 narrowing 효과에 의하여 비표면적은 감소하였고, 특히 $900^{\circ}C$ 이상에서는 공극의 안쪽에 뿌리를 둔 육각 기둥 형태의 새로운 탄소 구조체가 형성되었다. 탄화물의 흡착 등온선은 type I, 흡착 등온선에서 보인 이력 루프는 type H4로 분류되었다.

국산수종으로 탄화한 목탄의 물성 및 흡착성 (Some Physical Properties and Adsoptive Behaviors of Wood Charcoal Carbonized with Domestic wood)

  • 조태수;이오규;안병준;최준원
    • 임산에너지
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    • 제25권1호
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    • pp.9-17
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    • 2006
  • 탄화온도가 제조된 목탄의 물성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 $300{\sim}900^{\circ}C$에서 탄화한 국산 수종의 목탄 특성을 조사하였다. 탄화수율은 $600^{\circ}C$까지는 급격히 감소하나 그 이상의 온도에서는 수율감소가 둔화되었으며, 탄화온도의 증가와 더불어 목탄의 pH는 증가하여 알칼리성을 나타내었다. 목탄의 열량은 $600{\sim}700^{\circ}C$에서 최고를 나타내며, 더 높은 온도에서 탄화하더라도 열량의 증가는 보이지 않았으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 열량을 나타내었다. 또한 탄화온도의 증가에 따라 탄소함량이 증가하는 반면, 수소나 산소함량은 감소되었고, 목탄의 비표면적은 $600^{\circ}C$까지는 탄화온도의 증가와 함께 증가하나, 그 이상의 온도에서는 감소되거나, 증가 폭이 감소된 후, $800^{\circ}C$ 이상의 탄화온도에서 다시 증가하는 경향이 있었다. 목탄의 흡착력을 요오드흡착량 및 초산가스 흡착력으로 조사 한 바, 탄화온도의 증가와 함께 이들에 대한 흡착성이 증가하였으며, 낙엽송 목탄이 상수리 목탄보다 다소 높은 흡착력을 나타내었다. 이상과 같은 결과로부터 탄화온도에 따라 목탄의 물성과 흡착성이 다르기 때문에 목탄의 특성을 고려하여 적정한 용도에 사용되어야 목탄 효과를 극대화할 수 있을 것으로 생각된다.

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3상 22.9/3.3kV 유입변압기의 소손패턴 해석 및 발화원인 판정에 관한 연구 (Study on the Damage Pattern Analysis of a 3 Phase 22.9/3.3kV Oil Immersed Transformer and Judgment of the Cause of Its Ignition)

  • 최충석
    • 전기학회논문지
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    • 제60권6호
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    • pp.1274-1279
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    • 2011
  • The purpose of this paper is to present the manufacturing defect and damage pattern of a 3 phase 22.9/3.3kV oil immersed transformer, as well as to present an objective basis for the prevention of a similar accident and to secure data for the settlement of PL related disputes. It was found that in order to prevent the occurrence of accidents to transformers, insulating oil analysis, thermal image measurement, and corona discharge diagnosis, etc., were performed by establishing relevant regulation. The result of analysis performed on the external appearance of a transformer to which an accident occurred, the internal insulation resistance and protection system, etc., showed that most of the analysis items were judged to be acceptable. However, it was found that the insulation characteristics between the primary winding and the enclosure, those between the ground and the secondary winding, and those between the primary and secondary windings were inappropriate due to an insulating oil leak caused by damage to the pressure relief valve. From the analysis of the acidity values measured over the past 5 years, it is thought that an increase in carbon dioxide (CO2) caused an increase in the temperature inside the transformer and the increase in the ethylene gas increased the possibility of ignition. Even though 17 years have passed since the transformer was installed, it was found that the system's design, manufacture, maintenance and management have been performed well and the insulating paper was in good condition, and that there was no trace of public access or vandalism. However, in the case of transformers to which accidents have occurred, a melted area between the upper and the intermediate bobbins of the W-phase secondary winding as well as between its intermediate and lower bobbins. It can be seen that a V-pattern was formed at the carbonized area of the transformer and that the depth of the carbonization is deeper at the upper side than the lower side. In addition, it was found that physical bending and deformation occurred inside the secondary winding due to non-uniform pressure while performing transformer winding work. Therefore, since it is obvious that the accident occurred due to a manufacturing defect (winding work defect), it is thought that the manufacturer of the transformer is responsible for the accident and that it is lawful for the manufacture to investigate and prove the concrete cause of the accident according to the Product Liability Law (PLL).

자루재배용 배지의 종류와 양액의 $\textrm{NO}_3^\;-$:$\textrm{NH}_4^\;+$-N의 비율이 단고추의 생육 및 수량에 미치는 영향 (Effects of Substrates and the Rations of $\textrm{NO}_3^\;-$-N to $\textrm{NH}_4^\;+$-N in Nutrient Solution on Growth and Yield of Sweet Pepper (Capsicum annuum L.) in Bag-Culture)

  • 김덕호;김영호;정헌재
    • 생물환경조절학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.85-93
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    • 2000
  • 단고추의 자루재배에 의한 양액재배시 NO3--N과 NH4--N의 비유 (8:2와 10:0), 배지 종류에 따른 생육, 수량 및 무기성분 흡수에 미치는 영향을 조사하였다. 배지의 무기성분 중 P, K, Ca 및 Mg는 배지간에 차이가 나타났는데, P 및 Mg는 버미큘라이트+왕겨에서, K는 펄라이트+버미큘라이트에서, 그리고 Ca은 펄라이트+피트모스에서 각각 그 농도가 높았으며, 펄라이트 단용배지에서 가장 낮았다. 다른 성분에 비하여 Ca의 농도가 가장 높았으며, 10:0 양액에 비하여 8:2 양액에서 배지내 무기성분의 농도가 낮았다. 양액의 pH는 NO3-:NH4+ 비율에 따라 배지간에 다소 차이가 있었으나, 10:0에서 안정적이었으며, 8:2에 비하여 약간 높게 유지되었다. 배지별 EC는 펄라이트+버미큘라이트와 버미큘라이트+왕겨에서 높았다. 8:2에서는 1.83∼2.10ds·m-1 범위였고, 10:0에서는 1.78∼1.97 ds·ms-1 범위로 나타나 모든 배지에서 단고추 생육에 적합한 범위를 유지하였다. 초장고 경경은 8:2와 10:0의 경우 배지에 따른 생육차는 없었으며, 엽면적은 버미큘라이트+왕겨에서, 생체중, 건물중 등은 피트모스+훈탄에서 무거웠고, 펄라이트 단용 배지에서 가장 불량하였다. 생육 등은 배지 종류에 따른 영향도 있었으나, 초장, 경경, 엽면적, 생체중 및 건물중 등은 NH4+를 첨가한 8:2 양액에서 배지종류에 관계없이 10:0에 비하여 높게 나타났다. 주당과수 및 주당수량은 8:2에서 버미큘라이트+왕겨에서 17.53개와 1,588g으로 많거나 무거웠으며, 펄라이트 단용배지에서 가장 적었다. 10:0에서의 주당과수는 버미큘라이트+왕겨에서 16.44개로, 수량은 펄라이트+피트모스에서 1,394g 으로 가장 높게 나타났다. 수량성은 배지 종류에 따른 차이도 일부 인정되었으나, 8:2의 모든 배지에서 과수, 주당수량, 평균과정, 과경, 과장 및 상품과율 등이 모두 10:0 양액보다 높게 나타났다. 식물체내의 무기성분은 8:2의 경우 K+ 및 Mg2+는 잎에서 Ca2+은 뿌리에서 많았으며 PO4-은 과실과 줄기에서 많았다. 10:0에서의 무기성분도 8:2에서와 같은 경향을 나타내었으며, 배지간에 무기성분의 차이는 인정되지 않았다. 양액조성에 따른 무기성분 함량의 차이는 K+, Ca2+ 및 Mg2+는 10:0에서, PO4-은 8:2에서 각각 많았다.

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메조페이스 핏치로부터 균질한 다공성 탄소 제조 및 이를 이용한 직접 메탄올 연료전지의 촉매 담지체 특성 (Preparation of Uniform Porous Carbon from Mesophase Pitch and Its Characteristics of Catalyst Support for the Direct Methanol Fuel Cell)

  • 남기돈;김태진;김상경;이병록;백동현;유승곤;정두환
    • 공업화학
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    • 제17권2호
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    • pp.223-228
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    • 2006
  • 직접 메탄올 연료전지에서 촉매 담지체로서 세공 크기별 균질한 다공성 탄소는 메조페이스 핏치와 졸-겔법으로 직접 합성한 구형 실리카를 이용하여 제조하였다. Tetrahydrofuran (THF)에 용해된 핏치와 메탄올에 분산된 구상의 실리카를 혼합하고 탄화한 후에 5 M NaOH로 실리카를 식각하여 다공성 탄소를 만들었다. 이 다공성탄소의 비표 면적은 사용된 구형 실리카의 입자 크기가 작을수록 증가하였으며, $14.7{\sim}87.7m^2/g$ 범위를 나타내었다. 평균 기공 직경 또한 사용된 실리카 입자크기에 따라 50~550 nm로 다양하게 나타났다. 다공성 탄소 담지체에 백금과 루테늄을 담지시키기 위해 액상환원법을 사용하였고, 60 wt% 백금-루테늄이 담지된 촉매의 전기 산화 활성 및 전극 성능 특성은 순환 전압 전류법과 단위전지 시험으로 평가하였다. 본 실험 범위 중 50 nm 실리카를 이용하여 제조한 백금-루테늄/다공성탄소의 경우(60 wt% Pt-Ru/porous carbon), 순환 전압 전류법 시험에서 0.4 V에서의 전류 밀도 값이 $123mA/cm^2$가 측정되었고, 단위전지 성능 시험에서는 최대 전력 밀도 값이 $60^{\circ}C$$80^{\circ}C$, 산소분위기에서 각각 105, $162mW/cm^2$를 나타내었다.

황산암모늄과 제 1 암모늄처리(處理) 합판(合板)의 내화효과에 관(關)한 비교연구(比較硏究) (A Comparative Study on the Effect of Fire Retardancy of the Plywood Treated by Ammonium Sulphate and Monoammonium Phosphate)

  • 이필우;김수산
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제11권3호
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    • pp.23-30
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    • 1983
  • 합판(合板)은 가연성(可燃性) 물질(物質)로서 건축물(建築物)의 내장(內裝)에 많이 사용(使用)되므로 각종(各種) 대형화재(大型火災)를 유발(誘發)하여 많은 인명(人命)과 재산(財産)의 손실(損失)을 초래(招來)하는 경우(境遇)가 있다. 따라서 본(本) 연구(硏究)에서는 이로 인(因)한 피해(被害)를 최대한(最大限)으로 줄이기 위한 목적(目的)으로 합판(合板)에 내화처리(耐火處理)를 실시(實拖)하였다. 이 연구(硏究)에서는 제 1 인산암모늄과 황산암모늄 용액(溶液)으로 처리(處理)한 합판(合板)의 약액흡수성(藥液吸收量), 착화시간(着火時間), 최고염(最高炎)의 길이, 잔화시간(殘火時間), 이면탄화율(裏面炭火率) 및 중량감소(重量減少) 등은 측정조사(測定調査)하였으며 황산암모늄과 제 1 인산암모늄의 처리효과(處理效果)를 비교(比較)하여 보았다. 그 결과(結果)를 요약(要約)하연 다음과 같다. (1) 제 1 인산암모늄 처리합판(處理合板)의 경우(境遇)에 있어서 25% 농도(農度)에서 내화성(耐火性)이 가장 우수(優秀)하였고 최고염(最高炎)의 길이를 제외(除外)한 모든 처리효과면(處理效果面)에서 처리시간(處理時間) 9시간(時間)에서 내화성(耐火性)이 가장 우수(優秀)하였다. (2) 황산암모늄 처리합판(處理合板)의 경우에 있어서는 6시간(時間) 처리(處理)가 9시간(時間)의 처리(處理)보다 내화성(耐火性)이 더욱 우수(優秀)하게 나타났다. (3) 제 1 안산암모늄과 황산암모늄의 처리효과(處理效果)를 비교(比較)하면 대체로 모든 처리효과(處理效果)에서 제 1 인산암모늄이 황산 암모늄보다 우수(優秀)한 것으로 나타났다.

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