• Title/Summary/Keyword: 분쇄에너지효율

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Characteristics of Coal Water Mixture for gasification process (가스화 공정 적용을 위한 CWM의 제조 특성 연구)

  • Ra, Howon;Son, Sunggun;Choi, Youngchan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.115.2-115.2
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    • 2010
  • 최근 유가 상승 및 에너지 확보, 경질 원유 생산량 및 부존량 감소로 인하여 대체 석유자원의 개발에 대한 연구 및 관심이 급증하고 있다. 기존의 연소 방식이 아닌 연료를 청정 가스로 전환하여 이용하는 가스화 기술 개발이 진행되고 있다. 석탄은 매장량이 세계적으로 풍부 할뿐만 아니라, 지역적으로도 편재되어 있지 않은 에너지원인 석탄을 활용하는 새로운 발전기술로 환경보전성이 우수하며, 효율이 기존의 발전 시스템보다 뛰어난 에너지 이용기술로 각광받는 분야이다. 석탄 슬러리는 분쇄한 석탄을 믹서를 사용하여 소량의 계면활성제를 첨가하여 제조한다. CWM 제조용 석탄은 대체로 고유수분 5%이하, 회분 10%이하의 석탄이 추천되고 있으며, 수분이나 회분량, 산소함량, 입자의 세공율이 증가할수록 고농도화에 불리한 것으로 나타나고 있다. 연료적 가치를 향상시키기 위해서는 물의 함량을 적게, 즉 석탄의 농도를 증가시키는 것이 중요하다. 일반적인 CWM 규격으로는 석탄농도 65% 이상이 바람직한 것으로 보고되고 있다. 석탄가스화에 연료로 사용되는 CWM의 연료성상 및 미립화 정도, 제조 조건 등에 따라 많은 차이가 발생한다. 본 실험에서는 1.0T/D급 습식 분류층가스화기에서 이용할 CWM의 제조를 위하여 소형 믹서를 이용하여 석탄의 농도에 따른 점도 변화와 석탄의 분쇄입자 크기에 따른 점도 변화, 계면활성제와 첨가제의 농도에 따른 점도 특성을 실험하였다.

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Development and Evaluation of the Attrition Coupled Bioreactors for Enzymatic Hydrolysis of Biomass ; Tumbling-Drum Type Bioreactor for Enzymatic Hydrolysis of Cellulose (Biomass의 고효율 효소당화에 적합한 Attrition Coupled Bioreactor 개발에 관한 연구 ; Tumbling Drum Type Bioreactor를 활용한 섬유소 당화)

  • 이용현;조구형;박진서
    • KSBB Journal
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    • v.4 no.2
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    • pp.87-93
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    • 1989
  • To develop high dfficiency-low energy consumption attrition coupled bioreactor for enhanced enzymatic hyerolysis of insoluble biomass, a tumbling drum type bioreactor was installed, and its efficiency was evaluated. The effects of drum structure and poerational conditions were investigated. The optimal saccharification at 3L drum was obtained at 8 baffled drum, drum diameter to baffle height ratio of 1:0.05, 100rpm, and addition of 600g of 3mm glass bead per liter. The consumed power for rolling of drum and energy consumption for half digestion of cellulose were measured, and compared with enhanced rate and yield to predict the economic prospect of the process. The tumbling drum type bioreactor seems to have appropriated structure for industrial scale operation, and further investigation for scale-up need to be conducted.

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Dry Fine Grinding of Rice Husk Ash using a Stirred Ball Mill (교반 볼밀을 이용한 왕겨재의 건식 미세분쇄에 관한 연구)

  • 박승제;최연규;김명호;이종호
    • Journal of Biosystems Engineering
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    • v.25 no.1
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    • pp.39-46
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    • 2000
  • This work was conducted to study the operating characteristics of a grinding system designed to obtain fine rice husk ash powder. To find better utilizing of rice husk, a valuable by-product from rice production, once the rice husk was incinerated and the thermal energy was recovered from the furnace, the ash was fed and pulverized in the grinding system resulting a fine powder to be used as a supplementary adding material to the portland cement manufacturing . The rice husk ash grinding system consisted of a high speed centrifugal fan for the preliminary coarse milling and a dry-type stirred ball mill for the subsequent fine grinding . Total grinding time 9 5, 15, 30, 45 min), impeller speed (250, 500, 750 rpm) , and mixed ratio (4.8, 7.9, 14.9) were three operating factors examined for the performance of a stirred ball mill used for the fine grinding of ash. With the stirred ball mill used in this study, the minimum attianable mean diameter of rice husk ash powder appeared to be 2 ${\mu}{\textrm}{m}$. During the find grinding, the difference in specific surface area of powder showed an increase and the grinding energy efficiency decreased with the increase in total grinding time, impeller speed ,and mixed ratio. For the operating conditions employed , the resulting mean diameter of fine ash powder, specific energy input, and grinding energy efficiency were in the range of 1.79 --16.04${\mu}{\textrm}{m}$, 0.072-5.226kWh/kg, an d1.11-12.15$m^2$/Wh, respectively. Grinding time of 30 min , impeller speed of 750 rpm, and mixed ratio of 4.8 were chosen as the best operating conditions of the stirred ball mill for fine grinding . At these conditions, mean particle diameter of the fine ash, grinding energy efficiency, grinding throughtput, and specific energy input were 2.73${\mu}{\textrm}{m}$, 3.95$m^2$/Wh, 0.25kg/h, and 1.22kWh/kg, respectively.

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A Study on Fire Risk & Countermeasure of RDF(Refuse Derived Fuel) (생활폐기물 고형연료제품의 화재위험과 안전대책에 관한 연구)

  • Jeong, Ui-Su;Gang, Gyeong-Sik
    • Proceedings of the Safety Management and Science Conference
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    • 2009.04a
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    • pp.17-25
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    • 2009
  • 세계의 모든 나라가 화석연료를 대체하는 태양광, 풍력 등의 그린에너지 기술개발에 주력하고 있으며, 한편으로는 에너지의 효율제고 및 재생을 위하여 폐기물로부터의 자원순환을 이룩하는 폐기에너지 회수에도 많은 노력을 기울이고 있다. 그 하나의 방편이 버려지는 쓰레기에서 에너지를 회수하는 고형재생연료인 RDF(생활폐기물 고형연료 제품, Refuse Derived Fuel) 생산이다. 우리나라에서는 유일하게 강원도 원주시에서 하루 80톤을 생산하고 있으며 아직은 기술도입 초기단계에 있는 가연성폐기물의 연료화 기술이다. RDF의 특성은 불연성 성분이 제거된 일반 가연물을 분쇄하여 압출성형 가공한 펠릿형상의 고체연료로서의 열적 특성이 우수하나 화재안전 측면에서는 제조 및 취급공정에서의 일반적인 가연물 화재위험성을 가지고 있고, 저장과정에서는 축열발열에 의한 자연발화 위험성이 상존하며, 저장형태, 특히 사이로의 경우 구조특성으로 인하여 화재진압도 쉽지않다. 본 논문에서는 일본의 RDF 화재사례를 중심으로 그 화재 위험 특성과 안전대책을 고찰하고자 한다.

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Particle Morphology Behavior and Milling Efficiency by DEM Simulation during Milling Process for Composites Fabrication by Traditional Ball Mill on Various Experimental Conditions - Effect of Rotation Speed, Ball Size, and Ball Material (전동볼밀의 복합재 제조공정에서 각종 실험조건에 따른 입자형상 변화 및 DEM 시뮬레이션을 통한 밀링 효율의 고찰 - 회전속도, 매체크기, 매체재질의 영향)

  • Bor, Amgalan;Batchuulun, Ichinkhorloo;Jargalsaikhan, Battsetseg;Lee, Jehyun;Choi, Heekyu
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.56 no.2
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    • pp.191-203
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    • 2018
  • This study was investigated the effect of the morphology change of copper (Cu) powders under the different rotational speed and milling time by using three kinds of grinding media with different size and materials, and performed DEM simulations of ball behavior. In order to clarify the mechanism of grinding by three - dimensional simulations of the ball behavior in a traditional ball mill, the force, kinetic energy, and medium velocity of the grinding media were calculated. In the simulation, the amount of change of the input energy was also calculated by adjusting the rotational speed, ball material, kinetic velocity, and friction coefficient in the same as the actual experimental conditions. The scanning electron microscope results show that the particle morphology changes from irregular to spherical when the ball size is small.

Oil Extraction and Biodiesel Production from Micro-Algae Pre-treated with Microwave (Microwave를 이용한 미세조류로부터 오일 추출 및 바이오디젤 생산)

  • Kim, Deogkeun;Choi, Byoungyun;Kim, Sungmin;Oh, Youkwan
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.250.2-250.2
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    • 2010
  • 빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

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Study on a recipe of recycled bumper and pristine materials for application of vehicle parts (재활용 범퍼의 효율적인 적용을 위한 신재의 최적 배합비율에 관한 연구)

  • Son, Younggon
    • Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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    • v.17 no.1
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    • pp.175-180
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    • 2016
  • Waste bumpers from out-of-service vehicles are recycled in the manufacturing process of plastic parts by incorporating pristine materials after removing the coated paint on a bumper. This study examined the chemical properties and mechanical properties of a mixture of recycled bumper and pristine materials as a function of the mixing ratio. When the pristine materials and the recycled bumper pieces were mixed, the stiffness (tensile strength and the flexural modulus) was provided by their composition averages. On the other hand, the toughness (Izod impact strength and the elongation-at-break) was lower than their composition averages (i.e., negative deviation). FTIR analysis showed that these results were due to the absence of the compatibility between the pristine materials and recycled bumper pieces. When the recycled bumper pieces were loaded at more than 30 wt. %, the toughness decreased drastically. A previous study showed that a paint removal efficiency up to 80 wt.% was easily attainable. The other 20 wt.% of paint on the bumper is very difficult to remove. Therefore, this study examined the mechanical properties of a mixture of recycled bumper pieces containing the unremoved paint and recycled bumper pieces without paint. When the recycled bumper pieces containing the unremoved paint were incorporated in only small quantities, the mechanical properties were decreased to a great extent. These results show that the paint removal efficiency is very important in the recycled bumper industry.

Studies on Possible Utilization of Citrus Peel as a Feed Ingredient for Broilers II. Feeding Value of Dried Citrus Peel Silage (부로일러사료에 있어서 밀감피의 이용방안에 관한 연구II. 밀감피싸일리지 건조분말의 사료적 가치)

  • 최진호;강상렬;배동호;정근기
    • Korean Journal of Poultry Science
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    • v.11 no.2
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    • pp.93-98
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    • 1984
  • Four different silages were prepared out of citrus peel with or without supplementation with wheat bran and/or urea. Proximate nutrients and volatile fatty acids were analysed on the silages, both fresh and dried. All silages were dried and ground, and were compared with dried citrus peel (not ensiled) and wheat bran in a folding trial. A total of 360 male chicks of Maniker broiler strain was divided into and assigned to 6 treatments with 5 replications. Each experimental diet included each of 6 test material at the level of 6% and the feeding trial lasted 8 weeks, after which a metabolism trial was conducted. Results obtained were summarized as follows. 1. Ensiling increased protein content of the citrus peel on the dry matter basis and supplementing the silage material with wheat bran and/or urea further increased protein contents of the silages. 2. Adding wheat bran and/or urea to silage material also increased volatile fatty acid contents of the silages. After drying organic acid contents of the silages were reduced and there were no differences in organic acid contents of the dried citrus peel silages, differently treated, 3, Broilers fed dried citrus peel and those fed dried citrus peel silages gained numerically less weight than those fed wheat bran. But there were no significant differences in body weight gain, feed intake and feed efficiency among different treatments 4. There were no significant differences in nutrient utilizability, nitrogen retention and metabnlizable energy contents among treatments. It could be concluded that ensiling is an effective way of storing citrus peel and dried citrus peel silage could be used in broiler diets up to 6% without adverse effects.

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Research of Effective Method for Pellet Using Jubak (주박을 활용한 펠릿화의 효율적인 방법 연구)

  • Kim, Dae-Nyeon;Lee, Jung-Bok;Kim, Deok-Hyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.247-247
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    • 2010
  • 본 연구는 주류 제조과정에서 발생하는 생전분발효 부산물을 펠릿(pellet)연료로 전환하는 과정에서 효율적인 방법에 대해 기술한다. 술을 정제하는 과정에서 발생하는 주박을 펠릿화하고 재생청정에너지인 폐자원의 효율성을 높이기 위한 방법을 제안한다. 술을 정제하고 남은 지게미를 주박(酒粕, 술지게미)이라 하고 흔히 부드러운 것을 단단하게 뭉친 알갱이를 펠릿이라 한다. 현재 펠릿화는 폐목재를 분쇄후 성형, 가공하여 목재펠릿을 만들어 상용화하고 있다. 목재펠릿은 성형, 가공하는데 비용이 주박보다 많이 들고 열량도 더 낮음을 확인하였다. 목재소에서 나온 나무(톱밥)와 주박을 열량측정기를 이용하여 측정한 결과로 나무는 약 1850 Kcal이고 주박은 약 1989 Kcal가 측정되었다. 나무는 일반 목재소 세 곳에서 채취한 것이고 주박은 막걸리, 약주 및 청주의 술지게미를 실험에 사용한다. 주류업체에서도 술을 정제하고 남은 주박을 처리하는데 많은 곤란과 비용이 든다. 또한 주박을 해양에 투척하여 처리해 왔으나 2012년부터 해양투기가 금지되어 더욱 처리에 곤란을 겪게 된다. 최근 주박을 토양개량제(비료)로 개발하여 사용하기도 하나 본 연구에서 제안하는 장점은 농산물을 재배해서 주류제조시 발생되는 주박을 펠릿화하여 연료로 사용하고 남은 재를 토양개량제로 사용하는 장점이 있다. 제품의 전체 라이프 사이클을 통해 환경으로 방출되는 모든 것을 가능한 한 0(zero)으로 하는 활동인 제로-이미션(zero-emision)이 된다. 이는 단순히 배출량만을 줄이는 것이 아니라 폐기물을 유용한 자원으로 활용한다는 측면이 가장 큰 이점이 된다. 주박의 효율성을 높이기 위해 주박을 종류별로 주박과 목재를 섞는 방법으로 열량을 측정하였다. 먼저 열량이 높은 순서로 막걸리 주박과 약주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 두 번째 막걸리 주박과 청주 주박의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2, 세 번째 막걸리 주박과 나무 톱밥의 비율을 1:1, 1:0.5, 1:0.2로 섞어서 열량을 측정하였다. 열량이 높은 순서는 세 번째(2015Kcal), 두 번째(1995Kcal), 첫 번째(1868Kcal)의 순이었다. 가장 열량이 높은 막걸리 주박과 나무 톱밥을 섞은 것이 가장 효율성이 높다. 주박 펠릿의 장점은 친환경적인 소재이고 지속적으로 재생이 가능한 에너지원이다. 더욱이 주박 펠릿은 발열량이 높고 다른 바이오매스 원료에 비해 청정하다는 큰 장점을 지니고 있다. 또한 사용에 소요되는 유지 관리비용을 최소화할 수 있고 자동화가 가능하여 사용에 편리하다. 가격면에서 화석연료에 비해 안정적이고 체적 또한 작아 이송의 큰 장점을 가지고 있다. 현재 펠릿의 경우는 목재펠릿이 제품화되어 있지만 주박을 이용하여 제품의 펠릿화를 통한 연료원으로 사용하는 경우는 전 세계 전무한 상태로 폐자원을 재사용하는 효율성이 제시된다. 향후 과제로 주박을 이용한 펠릿 연료원의 기술이 개발되고 기계적인 시스템을 개발하면 저탄소 녹색성장 신재생에너지 연료의 획기적인 미래형 에너지시스템이 될 것이다.

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도금법을 사용한 주석 나노와이어 배터리 음극재료의 제작 및 전기화학적 특성 분석

  • Song, Yeong-Hak;O, Min-Seop;Hyeon, Seung-Min;Lee, Hu-Jeong
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2013.02a
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    • pp.677-677
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    • 2013
  • 최근 석유에너지의 고갈과 휴대용 전자기기의 사용의 증가로 고효율의 배터리의 개발이 요구되고 있다. 생체칩에서 부터 전기자동차, 에너지 저장체까지 광범위한 산업군에 걸처 배터리의 개발이 되고 있어 시장규모의 계속적인 성장이 있을 것으로 전망하고 있다. 현재 상용되고 있는 음극 재료는 카본재료(이론 용량 372 mAh/g)이다. 이 카본재료의 특징은 값이 싸고, 표준 환원전위가 낮아 비교적 높은 전압을 낼 수 있다. 그러나 낮은 에너지밀도를 갖으므로 높은 에너지를 필요로 하는 차세대 산업군인 전기자동차 등에는 적합하지 않은 것으로 평가되고 있다. 그래서 더 높은 에너지 밀도를 갖는 다른 재료들에 대한 연구들이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 음극 재료로서 주석을 선택해서 연구를 하였다. 카본계열의 음극재료의 질량당 이론 에너지 밀도는 372 mAh/g임에 반해 주석같은 경우는 약 991 mAh/g 정도의 비교적 큰 이론용량을 갖고 있다. 하지만, 주석 등 금속, 혹은 금속 합금을 음극재료로 사용할 경우 많은 양의 리튬이 삽입/탈착되면서 약 300% 이상의 부피변화가 있게 된다. 그러한 과정에서 주석이 분쇄되어 떨어지거나 전자를 제공받는 집전체로부터 떨어지게 되고, 이 과정에서 심각한 에너지 밀도의 손실이 일어나게 된다. 이러한 문제점들을 극복하기 위해 다음과 같은 구조들을 고안하여 도금 공정을 사용하여 음극재료를 제작하여 실험을 진행하게 되었다. 도금법은 대면적을 싼 가격으로 할 수 있으며 원하는 두께 및 모폴로지까지 쉽게 조절할 수 있다. 부피팽창에 의한 스트레스를 최소화하기 위해 도금법을 사용하여 나노구조를 만들어 그에 따른 전기화학적 특성 변화를 측정하였다. 다공성 필름인 AAO 디스크의 한 면에 구리를 sputtering 공정을 사용하여 0.5 um 두께의 seed layer 구리 박막을 형성하고 형성된 구리 박막 위에 도금공정을 이용하여 두껍게 구리를 증착함으로 구리 음극 집전체를 형성한다. 그 후 AAO 구조 안에 주석을 도금하면 AAO의 구조를 따라 주석 나노와이어가 형성이 된다. 마지막으로 NaOH로 AAO를 제거해주면 직경 200 nm, 길이 2 um 정도의 주석 나노와이어를 구리 집전체위에 만들 수 있었다. 배터리의 용량을 측정한 결과 안정한 싸이클 특성과 약 400 mAh/g의 에너지 밀도를 갖는 것으로 나타났다.

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