Zhao, Jian Feng;Liang, Yi Fan;Liang, Qian Chaos;Li, Meng Jie;Hu, Jin Yi
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제13권1호
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pp.63-70
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2022
Compared with hydrogen, ammonia has the advantages of high gravimetric hydrogen densities (17.8 wt.%), ease of storage and transportation as a chemical hydrogen storage medium, while its application in small-scale on-site hydrogen production scenarios is limited by the need for complex separation equipment during high purity hydrogen production. Therefore, the study of PEMFC, which can directly utilize ammonia decomposition gas, can greatly expand the application of fuel cells. In this paper, the output characteristics, fuel efficiency and the variation trend of hydrogen concentration and local current density in the anode channel of fuel cell with the output voltage of PEMFC fueled by ammonia decomposition gas were studied by experiment and simulation. The results indicate that the maximum output power of the hybrid fuel decreases by 9.6% compared with that of the pure hydrogen fuel at the same inlet hydrogen equivalent. When the molar concentration of hydrogen in the anode channel is less than 0.12, the output characteristics of PEMFC will be seriously affected. Employing ammonia decomposition gas as fuel, the efficiency corresponding to the maximum output power of PEMFC is approximately 47%, which is 10% lower than the maximum efficiency of pure hydrogen.
For a battery module where single cells are connected in series, the single cells should each have a similar state of charge (SOC) to prevent them from being exposed to an overcharge or over-discharge during charge-discharge cycling. To detect the existence of unbalanced SOC cells in a battery module, we propose a simple measurement method using a single-frequency response of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). For a commercially available graphite/nickel-cobalt-aluminum-oxide lithium-ion cell, the cell impedance increases significantly below SOC20%, while the impedance in the medium SOC region (SOC20%-SOC80%) remains low with only minor changes. This impedance behavior is mostly due to the elementary processes of cathode reactions in the cell. Among the impedance values (Z, Z', Z"), the imaginary component of Z" regarding cathode reactions changes heavily as a function of SOC, in particular, when the EIS measurement is performed around 0.1 Hz. Thanks to the significant difference in the time constant of cathode reactions between ≤SOC10% and ≥SOC20%, a single-frequency EIS measurement enlarges the difference in impedance between balanced and unbalanced cells in the module and facilitates an ~80% improvement in the detection signal compared to results with conventional EIS measurements.
Polyamidimide (PAI)-colloidal silica (CS) nanohybrid films were synthesized by an advanced sol-gel process. The synthesized PAI-CS hybrid films have a uniform and stable chemical bonding and there is no interfacial defects observed by TEM. The thermal degradation ratio of PAI-CS (10 wt%) hybrid films is delayed by 100 ℃ compared with pure PAI sample determined by on set temperature range in TGA. The dielectric constant of PAI-CS (10 wt%) hybrid films decreases with increasing CS content up to about 5 wt% but increases at higher CS content, which is not explained simply by effective medium therories (EMT). The duration time of PAI-CS (10 wt%) hybrid coil is 38 sec, which is very longer than that of pure PAI coil sample. The PAI-CS (10 wt%) hybrid film has a higher breakdown voltage resistance than the pure PAI film at surge environment and exhibits superior heat resistance. The PAI-CS (10 wt%) sample shows the advanced and stable thermal emission properties in transformer module compared with the pure PAI sample. This result illustrates that the advanced thermal conductivity and expansion properties of PAI-CS sample in the case of appropriate sol-gel processes brings the stable thermal emission in transformer system. Therefore, new PAI-CS hybrid samples with such stable thermal emission properties are expected to be used as a high functional coating application in ET, IT and electric power products.
AMOLED는 흐르는 전류에 의해 밝기가 결정되므로 AMOLED의 각 픽셀은 전류 구동 방식으로 동작하므로 AMOLED 구동을 위해서는 사용자의 요구에 의해 전류의 양을 조절할 수 있는 전원이 필요하다. 이에 본 논문에서는 사용자에 의해 설정된 전원을 공급하는 AMOLED 디스플레이용 IP의 driver 블록을 설계하고 이에 대한 시뮬레이션을 수행하였다. 설계된 IP의 driver는 전압에 대해 다이오드 전류 곡선을 가지는 AMOLED의 특성 때문에 출력 전압 레귤레이션에 중점을 두었고, low load시에는 PSM(Pulse-skipping mode)로 동작하고 medium/high load시에는 1.5MHz PWM(Pulse-width modulation) mode로 동작한다. 설계된 IP의 driver는 step-up converter의 DCM(Dis-Continue Mode)에서 발생하는 ringing 현상을 제거하도록 설계하였다. Ringing 현상은 IC내의 power switch를 파괴하거나 주위의 소자들에 EMI를 증가시키는 역할을 하게 된다. 설계된 IP의 driver에서는 ringing killer 회로를 통해 이를 최소화하였다. Mobile applications를 고려하여 disable시에는 standby current를 $1{\mu}A$이하로 설계하여 true shut-down이 가능하도록 하였다. 본 논문에서 제안한 드라이버는 AMOLED의 디스플레이용 듀얼 파워 매니지먼트회로와 같은 시스템에 효율적으로 적용할 수 있을 것으로 사료된다.
가토 근위세뇨관에서 Percoll gradient에 의해 분리한 기저막소포(basolateral membrane vesicle)에서 PAH 이동에 미치는 여러 음이온들의 영향을 rapid filtration technique을 이용하여 관찰하였다. NA-dependent PAH 축적은 용액내 $SO_4$와 $SSO_3$에 의하여 유의하게 억제되었으나 $Cl,\;SCN,\;HPO_4,\;acetate$ 및 oxalate에 의해서는 영향을 받지 않았다. 용액내의 $SO_4$는 상경적으로 PHA 이동을 억제하였다. 소포내 음이온을 부하시킨 후 PAH 이동을 측정했을 때 $acetate,\;SO_4$ 및 PAH의 부하에 의해 PAH 이동은 유의하게 증가되었으며, 소포내 부하되는 $SO_4$농도가 증가함에 따라 PAH 축적은 증가되었다. $SO_4$에 의한 PAH의 trans-stimulation은 Na 농도 경사 존재시 더욱 증가되었으며 이들은 2 mM probenecid 및 1mM SITS에 의해 억제되었다. 이들 결과들은 신피질세뇨관 세포의 기저막에 PAH/음이온 교환에 의해 PAH가 이동되는 기전이 존재한다는 것을 가르킨다. 그러나 PAH 이동에 영향이 없는 음이온들은 PAH/음이온 교환에 기질로써 작용하지 않기 때문인지 아니면 이들 음이온들의 높은 투과성에 인해 나타난 결과인지는 더욱 추구해 보아야 확인될 것으로 생각된다.
MVDC 배전기술은 현재 급격하게 도입되고 있는 태양광전원의 접속지연 문제를 해결하기 위한 효과적인 대안으로 평가되고 있지만, DC 배전망용 기기들을 개발해야 하므로 DC 배전망의 구축비용은 경제적인 측면에서의 문제점을 가지고 있다. 따라서, 본 논문에서는 태양광전원의 수용을 위한 MVDC 배전망의 도입 타당성을 평가하기 위하여, 태양광전원 단지를 용량에 따라 규모별로 정의하고, 이를 수용하기 위한 배전망을 건설하는 경우에 대하여 규모별로 수용성 모델을 제시한다. 이 모델은 배전망의 전원공급방식에 따라 AC 및 DC 배전망으로 구분되며, 수용할 태양광전원 단지의 용량에 따라 수백 MW급은 대규모, 수십 MW급은 중규모, 수 MW급은 소규모로 정의된다. 또한, 본 논문에서는 AC 및 DC 배전망의 건설비, 전력변환설비의 교체비, 운용비로 구성된 비용요소와 태양광전원의 발전수익에 따른 전력량 요금 및 REC 요금으로 구성된 편익요소를 고려하여 MVDC 배전망의 경제성평가 모델링을 제시한다. 이를 바탕으로 현재가치 환산법과 원금균등상환 방식을 이용하여 MVDC 배전망의 경제성을 평가한 결과, 태양광전원의 수용 규모에 따라 일정 연계거리 이후에서는 DC 배전망의 구축비용이 기존의 AC 배전망보다 경제적임을 알 수 있어, 본 논문에서 제시한 경제성평가 모델링의 유용성을 확인하였다.
R-type $Ca_v2.3$ high voltage-activated $Ca^{2+}$ channels in peripheral sensory neurons contribute to pain transmission. Recently we have demonstrated that, among the six $Ca_v2.3$ isoforms ($Ca_v2.3a{\sim}Ca_v2.3e$), the $Ca_v2.3e$ isoform is primarily expressed in trigeminal ganglion (TG) nociceptive neurons. In the present study, we further investigated expression patterns of $Ca_v2.3$ isoforms in the dorsal root ganglion (DRG) neurons. As in TG neurons, whole tissue RT-PCR analyses revealed the presence of two isoforms, $Ca_v2.3a$ and $Ca_v2.3e$, in DRG neurons. Single-cell RT-PCR detected the expression of $Ca_v2.3e$ mRNA in 20% (n=14/70) of DRG neurons, relative to $Ca_v2.3a$ expression in 2.8% (n=2/70) of DRG neurons. $Ca_v2.3e$ mRNA was mainly detected in small-sized neurons (n=12/14), but in only a few medium-sized neurons (n=2/14) and not in large-sized neurons, indicating the prominence of $Ca_v2.3e$ in nociceptive DRG neurons. Moreover, $Ca_v2.3e$ was preferentially expressed in tyrosine-kinase A (trkA)-positive, isolectin B4 (IB4)-negative and transient receptor potential vanilloid 1 (TRPV1)-positive neurons. These results suggest that $Ca_v2.3e$ may be the main R-type $Ca^{2+}$ channel isoform in nociceptive DRG neurons and thereby a potential target for pain treatment, not only in the trigeminal system but also in the spinal system.
Permissive action of thyroid hormone at the level of Ca channel and responsible mechanisms underlying thyroid hormone-induced change in myocardial contractile state and $T_3-induced$ arrhythmias were investigated in rabbit ventricular or atrial myocytes using whole cell patch clamp technique. Single cells were isolated by Langendorff perfusion with collagenase. Cardiac myocytes were incubated in $low-Cl^-,$, $high-K^+$ medium containing $1_{\mu}M\;L-triiodothyronine\;(T_3)$ at $4^{\circ}C$ for 2.10 hours. The calcium currrent $(I_{Ca})$ was increased in $T_3$ loaded cells, however, the shape of current voltage curve and reverse potential did not altered. Cyclic AMP, cyclic GMP, isoprenaline and 3-isobutyl-1-methyl-xanthine increased $I_{Ca}$ in euthyroid and hyperthyroid conditions, and acetylcholine blocked the increase of $I_{Ca}\;in\;T_3$ loaded cells. The amplitude of $I_{Ca}$ was much larger after perfusing cGMP than cGMP in both conditions, whereas the degree of increase of $I_{Ca}$ was greater after perfusing cAMP than cGMP in $T_3$ loaded cells. The degree of increase of $I_{Ca}$ after perfusing isoprenaline or IBMX also was greater in $T_3$ loaded cells than in control cells. Background current induced by isoprenaline also increased in $T_3$ loaded cells. The Ca release dependent inward current was increased in amplitude but its activation and inactivation time course was not changed in $T_3$ loaded cells. Activation of Na pump current was not changed in $T_3$ loaded cells. From the above results it is suggested that thyroid hormone induced increase in the contractile state of cardiac myocytes are accompanied by augmented $I_{Ca}$ and the increase of Ca release from sarcoplasmic reticulum and the permissive action of thyroid hormone to catecholamines could induce arrhythmias through the increase of $I_{Ca}$ and background current.
본 연구에서는 IEEE 802.11a 표준 무선랜 단말기에 활용 가능한 SPDT Tx/Rx 스위치 MMICs를 설계 및 제작하였다. 이를 위하여 먼저 핵심이 되는 pHEMT 스위치 소자의 에피구조를 설계하였으며, 한국전자통신연구원(ETRI의 $0.5{\mu}m$ pHEMT 스위치 공정을 이용하였다. 제작된 SPDT형 Tx/Rx 스위치 MMIC는 주파수 5.8 GHz, 동작전압 0/-3V에서 삽입손실 0.68 dB, 격리도 35.64 dB, 그리고 반사손실 13.4dB의 특성을 보였으며, 전력전송능력인 P1dB는 약 25dBm, 그리고 선헝성의 척도인 IIP3는 42 dBm 이상으로 평가되었다. 제작된 스위치 회로의 성능은 상용제품과 비교 분석한 결과 반사손실은 약간 부족하였으나 삽입손실은 비슷한 수준이며, 특히 격리도는 동작전압 ${\pm}$ 3V/0Vv, 주파수 5.8GHz에서 약 8 dB 이상 우수하였다. 이와 같은 여러 가지의 스위치 회로의 성능은 본연구에서 개발된 pHEMT SPDT 스위치는 IEEE802.11a 표준 5GHz 대역 무선랜에 충분히 할용할수 있을 것으로 생각된다.
미생물연료전지는 유기성 폐기물을 처리하면서 동시에 전기에너지를 얻을 수 있다는 측면에서 커다란 장점을 가지고 있다. 대부분의 유기성폐기물들이 발효과정을 거치면서 고농도의 VFAs가 생성되므로 미생물연료전지가 이들 VFAs로부터 전기를 얻을 수 있는지 알아보는 것은 아주 중요하다. 따라서 본 연구에서는 acetate, propionate, butyrate 및 실제 폐수인 식품가공폐수로부터 미생물 연료전지를 이용하여 전기발생 여부를 알아보았으며 다음과 같은 결론을 얻었다. 미생물연료전지를 이용하여 VFAs(acetate, propionate, butyrate)와 식품가공폐수로부터 전기를 얻을 수 있었고 투여한 acetate 농도에 비례하여 cathode로 전달되는 전자(Coulomb)는 비례하였다. 낮은 농도의 acetate에서 발생파워와 acetate 농도 사이에는 비례관계를 보였다. 이는 미생물연료전지가 낮은 농도의 유기물을 측정하는 센서로서의 가능성을 보여준다. acetate에 순화된 산화전극에 butyrate를 넣었을 때 순화의 시간이 필요하였으며 일정 순화시간 후 voltage가 증가하였다. 그러나 propionate를 넣었을 때는 순화시간 없이 급격하게 voltage가 상승하였다. 따라서 미생물연료전지의 생성파워가 향상된다면 유기성 폐기물을 처리하면서 실생활에 이용할 수 있는 전기로 변환하는 장치로서 이용될 수 있을 것으로 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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