Many electrochemical power devices such as solid state batteries and solid oxide fuel cell have been studied and developed for solving energy and environmental problems. An amperometric gas sensor usually generates sensing signal of electric current along the proportion of the concentration of target gas under the condition of limiting current. For narrow variations of gas concentration, the amperometric gas sensor can show higher precision than a potentiometric gas sensor does. In additional, cross sensitivities to interfering gases can possibly be mitigated by choosing applied voltage and electrode materials properly. In order to improve the sensitivity to $NO_2$, the device was attached with Au reference electrode to form the amperometric gas sensor device with three electrodes. With the fixed bias voltage being applied between the sensing and counter electrodes, the current between the sensing and reference electrodes was measured as a sensing signal. The response to $NO_2$ gas was obviously enhanced and suppressed with a positive bias, respectively, while the reverse current occurred with a negative bias. The way to enhance the sensitivity of $NO_2$ gas sensor was thus realized. It was shown that the response to $NO_2$ gas could be enhanced sensitivity by changing the bias voltage.
This study concerns the design and development of the non-vibrating capacitance probe which could be used as a non-contact sensor for tribological wear. This device detects surface charge through temporal variation in the work function of a material. Experiments are performed to demonstrate the operation of the probe on a roating aluminum shaft. The reference electrode of the probe, made of lead, is placed adjacent (< 1.25-mm distance) to the shaft. Both surfaces which are electrically connected, form a capacitor. An artificial spatial variation in the work function is imposed on the shaft surface by coating a segment along the shaft circumference with a colloidal silver paint. As the shaft rotates, the reference electode senses changing contact potential difference with the shaft surface, owing to compositional variation. Temporal variation in the contact potential difference induces a current through the electrical connection. This current is amplified and converted to a voltage signal by an electoronic circuit with an operational amplifier. The magnitude of the signal decreases asymptotically with the electrode-shaft distance and increases linearly with the rotational frequency. These results are consistent with the theoretical model. Potential applications of the probe on wear monitoring are proposed.
A solid-state electrochemicall cell for sensing CO2 gas was fabricated using a solid electrolyte of Li2CO3-Li3PO4-Al2O3 mixture and a reference electrode of LiMn2O4. The e.m.f. (electromotive force) of sensor showed a good accordance with theoretical Nernst slope (n=2) for CO2 gas concentration range of 100-10000 ppm above 35$0^{\circ}C$. The e.m.f. of sensor was constant regardless of oxygen partial pressure at the high temperature above 0.1 atm. It was, however, a little depended on oxygen partial pressure as the pressure decreased below 0.1 atm. The oxygen-dependency of our sensor gradually disappeared as the operating temperature increased. The sensing behavior of our CO2 sensor was affected by the presence of water vapor, but its effect was small comparing with other sensors.
In this study the optical properties, such as relative transmittance and reflectance of PDP were analyzed with 3D optical code. Because of the electrode structure, the reference model shows 21.3 % higher transmittance than the test model and the reference model shows 16.6 % higher reflectance than the test model. The calculated reflectance of reference and test models is compared to the measured reflectance and the difference between calculation and measurement is 4.9 %.
지하에 매설된 도시가스 배관은 부식으로부터 보호하기 위하여 전기방식조치를 하도록 하고 있으며, 전기방식시설의 효과적인 유지관리를 위해 1년마다 배관의 전위를 측정 하도록 하고 있다. 방식전위의 측정은 테스트박스(T/B)에서 실시하게 되는데, 도심에 설치된 T/B의 경우 대부분 도로상에 설치되어 있어 전위를 측정할 때 어려움이 있다. 즉, 교통량이 많은 도로에서 전위를 측정하기 위해서는 차량을 통제하거나, 교통량이 적은 심야에 실시해야 하는 등 어려움이 있다. 본 연구에서는 이러한 방식전위 측정의 문제점을 해결하기 위해 고체기준전극 및 무선통신기술을 이용한 원격전위 측정시스템 개발에 관한 연구를 수행하였다. 고체기준 전극을 개발하여 실험실에서 성능테스트를 실시하고, 도시가스 배관이 설치된 현장에 직접 매설하여 전위 값의 변화를 관찰하였다. 또한, 무선통신을 이용하여 측정된 전위값을 서버로 전송하고, 사무실에서 전위값의 변화를 확인하였다. 고체기준전극을 이용한 전위값은 국내에서 사용되고 있는 타사 제품과 큰 차이가 없는 것으로 확인되었으며, 현장에서 측정한 전위 값과 웹서버로 보내진 전위값의 차이는 없었다. 개발된 고체기준전극은 향후 도심에 설치된 테스트 박스의 전위를 차량을 이용하여 측정하는데 사용할 계획이다.
$CaF_{2}$ 불화물 고체전해질을 모물질로하는 저온동작용($300^{\circ}C{\sim}$500^{\circ}C) 산소센서를 제조하였다. $CaF_{2}$ 산소센서는 수축률과 SEM사진의 결과를 토대로 $850^{\circ}C$-3hr 동안 열처리 하였다. 디스크형 산소 센서는 기준전극으로 Air($O_{2}:21%$)|Pt를, 전해질로는 $CaF_{2}$, 감지전극으로 Pt를 사용하였으며, 기준전극 내장형 산소센서는 기준전극으로 NiO/Ni (30:70)을 사용하였다. 디스크형 산소센서의 경우 측정온도 $400^{\circ}C$에서 산소농도($0.1 %{\sim}10%$)로 변화시 45mV 정도의 기전력 변화를 보였으며, 기준전극 내장형의 경우는 40mV의 변화를 보였다.
펄스 코로나 방전에 의한 페놀 수용액 처리 특성에 관해 실험실 규모 실험을 수행하였으며 페놀 전환에 미치는 인가전압, 유입 산소, 전극 구조의 영향을 관찰하였다. 액체상 내에서 일어나는 방전은 전류 흐름으로부터 용액으로의 열전달에 의해 용액의 온도를 상승시키고 페놀을 분해하여 각종 유기산을 생성시킴으로써 pH를 감소시키며, 하전입자의 생성과 유기산 생성으로 인해 용액의 전도도 값을 증가시키는 것으로 나타났다. 외부로부터 공급되는 산소는 용액 내에서 오존 생성과 용해를 통해 OH 라디칼을 생성시킴으로써 페놀의 분해속도를 증가시키는 것으로 나타났다. 방전이 액체상 및 기체상에서 동시에 발생하는 series type의 전극 구조를 사용하면 기체상에서 높은 농도의 오존을 생성시킬 수 있으므로 액체상에서만 방전이 발생하는 reference type의 전극 구조에서보다 높은 페놀 분해 속도와 TOC 제거 효율을 얻을 수 있는 것으로 나타났다.
Corrosion is never avoided in the use rf materials with various environments. The underwater hull is normally protected against rusting by several coatings of anti-corrosive paint. The purpose of ICCP(Impressed Current Cathodic Protection) system is to eliminate the rusting or corrosion, which occurs on metal immersed in seawater. This thesis is about the ICCP control and monitoring system, which brings protection against the corrosion of the ship's hull in the sea environments. The test system for ICCP is composed of a power supply, anode, reference electrode and controller. The test system is composed power supply, anode, ref electrode, shunt and etc. The protection current is sent to the protection area though anode. Reference electrode senses whether or not the detected potential is within a range of protection of test equipment and then it is automatically controlled to increase or decrease the amount of protective current to be sent to the anode by controller. The monitoring system with LabView is also detected in order to check the normal state of the system at operation period, because an operator does not always watch over this system and thus the system cannot operate well because rf his or her negligent management. This paper was studied the variation of potential and current density with environment factors, velocity and time, and the experimental results will be explained Also, It is suggested that this system can accommodate a ship's automation for SCMS(Ship Control and Management System) and will be very useful.
Excessive presence of heavy metals in environment affects plants and fruits grown in the contaminated area. Rapid on-site monitoring of heavy metals can provide useful information for efficiently characterizing heavy metal-contaminated sites and for minimizing the exposure of the contaminated food crops to humans. This study reports on the evaluation of gold and glassy carbon (GC) electrodes with mercury or bismuth as a coating material for simultaneous determination of cadmium (Cd) and lead (Pb) in 0.1 M $HNO_3$ solution by anodic stripping voltammetry (ASV). The use of a square-wave voltammetric potential between a working electrode and a reference electrode caused Cd and Pb ions deposited on the electrode surface to be oxidized, thereby generating electric currents at different potentials. The mercury-coated gold electrode was not sensitive enough to detect the usable range of Cd concentrations (1 to 100 ppb). The GC electrodes with mercury or bismuth displayed well-defined, sharp and separate current peaks for Cd and Pb ions when the square-wave voltammetric potentials were applied. The peak currents measured with both mercury- and bismuth- coated GC electrodes were linearly proportional to Cd and Pb concentrations in the range of 1 to 200 ppb in 0.1 M $HNO_3$ with strong linear relationships between concentration and peak current ($R^2$ > 0.95), indicating that both of Cd and Pb ions could be quantitatively measured.
본 연구에서는 기본적인 평면 태양 전지 구조에 1차원 주기를 가지는 에미터 전극 배치를 통해 광학 및 전기적 효율을 최적화하는 설계방법을 제안한다. 에미터 전극의 주기가 줄어들면 애퍼처 비율이 감소해 빛 흡수율이 줄어들어 태양 전지 성능 저하에 영향을 끼친다. 본 연구에서는 시뮬레이션을 통해 가장 간단한 평판형 태양 전지 구조 내에서 에미터 전극 배열의 최적안을 제시하였다. 광학적 측면에서 에미터 전극이 없이 광흡수층 전면에서의 광흡수를 하는 레퍼런스 소자와 성능이 유사한 조건을 도출했다. 그리고 광흡수 및 전기적 효율 측면을 모두 고려하여 가장 효과적인 전극 구조를 제안하였다. 본 연구 결과는 광전 변환으로 생성된 전하를 전극으로 가장 효율적으로 전달할 수 있는 구조를 제안함으로써, 대체 에너지원에서 큰 비중을 차지하고 있는 태양 전지의 활용성을 높이는데 기여할 것이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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