An effect of low-temperature long-term thermal degradation on a degree of crystallinity of a low density polyethylene (LDPE) was investigated by using $^1H$ solid state nuclear magnetic resonance (SSNMR). Firstly, the long-term thermal treatment makes a color of LDPE from white to pale yellow which is indicative of thermal oxidation. Secondly, it makes the $^{1}H$ NMR spin-spin and spin-lattice relaxation times ($T_1$) to be long. Lastly, the degree of crystallinity of the semicrystalline aged-LDPE also decreases with thermal treatment. Above all, the $T_1$ increase is envisaged to be due to either a decrease of the amorphous regions governing overall spin-lattice relaxation mechanism in LDPEs or a dynamically restricted motion of specific molecular motions by intermolecular hydrogen bonding or crosslinking. However, since the decrease of crystallinity implies an increase of amorphous regions by the thermal treatment, the former case is contrast to our results. Accordingly, we concluded that the latter effect is responsible for the $T_1$ increase.
펄스 도금 조건이 Co 도금층의 미세 구조 및 알칼리 $NaBH_4$ 용액의 수소발생특성에 미치는 영향을 조사하였다. 펄스 주기 및 최대전류밀도가 증가함에 따라 polyhedral 형상의 Co 결정립이 triangular형상으로 변화하였으며, 점차 결정립이 조대화 되어, 촉매 표면적이 감소하였다. 결국 알칼리 $NaBH_4$ 용액 내에서 가수분해반응에 참여하는 촉매 site가 감소하여 수소발생속도가 낮아졌다. 펄스도금시간이 증가함에 따라 Co 결정립의 크기가 점차 증가하여 촉매 표면적이 감소하였고, 가수분해반응에 참여하지 못하는 CO의 양이 증가하여 수소발생속도가 크게 감소하였다. 최대전류밀도 $0.1\;A/cm^2$, 펄스 주기 2 mS에서 10 s 동안 펄스 도금 시, $25^{\circ}C\;1\;wt.\%\;NaOH\;+\;10\;wt.\%\;NaBH_4$ 용액에서 $2140\;ml/min{\cdot}g-catalyst$의 높은 수소발생속도를 가지는 것으로 나타났다.
Visible light spectrum emitted from $H_2$ plasma in the parallel plate reactor using a commercial electric power are investigated by optical emission spectroscopy. Intensity of visible light is measured as a function of $H_2$ pressure and discharging power, and the intensity is compared with plasma density measured with the probe. As a result, the intensity is affected by plasma density and the plasma density is controlled the $H_2$ pressure and the discharging power.
The time-dependent density functional theory (TDDFT) method has been carried out to investigate the excitedstate hydrogen-bonding dynamics of phenol-$(H_2O)_2$ complex. The geometric structures and infrared (IR) spectra in ground state and different electronically excited states ($S_1$ and $T_1$) of the hydrogen-bonded complex have been calculated using the density functional theory (DFT) and TDDFT method. A ring of three hydrogen bonds is formed between phenol and two water molecules. We have demonstrated that the intermolecular hydrogen bond $O_1-H_2{\cdots}O_3-H$ of the three hydrogen bonds is strengthened in $S_1$ and $T_1$ states. In contrast, the hydrogen bond $O_5-H_6{\cdots}O_1-H$ is weakened in $S_1$ and $T_1$ states. These results are obtained by theoretically monitoring the changes of the bond lengths of the hydrogen bonds and hydrogen-bonding groups in different electronic states. The hydrogen bond $O_1-H_2{\cdots}O_3-H$ strengthening in both the $S_1$ and $T_1$ states is confirmed by the calculated stretching vibrational mode of O-H (phenol) being red-shifted upon photoexcitation. The hydrogen bond strengthening and weakening behavior in electronically excited states may exist in other ring structures of phenol-$(H_2O)_n$.
로켓 혹은 우주발사체의 주엔진에는 대부분 연료와 산화제를 연소시켜 나오는 에너지를 사용하는 화학로켓이 주종을 이루어 왔다. 이러한 로켓엔진에서 그동안 연료로는 수소계, 탄화수소계, 아민계 등 다양한 화학물질이 사용되어 왔으나, 산화제로는 강한 산화성을 나타내면서 밀도가 높은 몇몇 물질만이 제한적으로 사용되어져 왔으며, 최근에는 주로 액체산소(LOx)와 사산화질소(N2O4)가 사용되고 있다. 그러나 산화제 중 액체산소는 극저온이면서 상대적으로 밀도가 낮고, 사산화질소는 강한 독성을 지니고 있으며 액체로 존재하는 구간이 좁아 연구 목적의 소형발사체를 구현하는 것에는 많은 어려움이 있다. 이러한 이유로 최근 소형발사체 개발분야에서는 상온저장성이면서 친환경적인 과산화수소(H2O2)와 아산화질소(N2O)를 산화제로 활용하는 것에 대한 관심이 고조되고 있으나, 대형 추진기관을 개발하는 연구자들로부터는 액체산소를 사용할 때 보다 엔진 자체의 비추력이 상대적으로 낮다는 이유로 활용이 외면되어 온 것이 사실이다. 본 연구에서는 엔진 자체의 추진성능 보다는 사실상 발사체의 목적이라고 할 수 있는 추진단 속도증분을 성능의 지표로 삼아 평가하였으며, 결과를 통하여 과산화수소와 아산화질소의 높은 밀도가 엔진의 낮은 비추력을 충분히 보상할 수 있음을 보였다. 과산화수소와 아산화질소는 교육/연구용 소형발사체 구성에 충분히 활용가능한 산화제이며, 실제 발사에서 충분한 비행성능을 기대할 수 있는 물질로 평가할 수 있다.
수소 발생 반응 촉매는 주로 백금(Pt)족 물질로 만들어져왔으나, 그 높은 가격과 희귀성으로 인해 이를 대체할 촉매의 개발이 요구되고 있다. 그중에서 주목받는 물질이 판상 $MoS_2$인데, 순물질로써의 $MoS_2$는 오직 모서리 부분만이 촉매로 기능하며 표면은 안정하여 촉매로써 기능을 하지 못한다는 한계가 있었다. 따라서 $MoS_2$의 표면도 촉매로 기능하여 보다 효율적인 촉매가 될 수 있도록, 자연계에 비교적 풍부한 원소들로 Mo원자를 치환해 보고 평면 스트레인을 줌으로써 표면이 촉매로 기능할 수 있는 조건을 밀도 범함수 이론에 근거해 계산해 보았다. 그 결과, Ge로 치환되고 -10% 스트레인이 걸린 $MoS_2$의 표면이 촉매로 기능할 수 있는 조건을 만족시켰다. 한편 Ge로 치환된 샘플에 수소를 흡착시켰을 때, 치환된 원자와 수소 원자가 반발력을 나타내는 듯한 현상이 관찰되었다.
Because hydrogen has very low density, a different storage method is required to store the same amount of energy as fossil fuel. One way to increase the density of hydrogen is through liquefaction. However, since the liquefied temperature of hydrogen is extremely low at -252 ℃, it is easily vaporized by external heat input. When liquid hydrogen is vaporized, a self-pressurizing phenomenon occurs in which the pressure inside the hydrogen tank increases, so when designing the tank, this rising pressure must be carefully predicted. Therefore, in this paper, the internal pressure of a cryogenic liquid fuel tank was predicted according to the liquid hydrogen filling ratio. A one-dimensional thermodynamic model was applied to predict the pressure rise inside the tank. The thermodynamic model considered heat transfer, vaporization of liquid hydrogen, and fuel discharging. Finally, it was confirmed that there was a significant difference in pressure behavior and maximum rise pressure depending on the filling ratio of liquid hydrogen in the fuel tank.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.15
no.4
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pp.257-265
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2004
Numerical analysis, as EAM(Embedded Atom Method), in the atomic level is necessary to analyze the relation between the hydrogen and hydrogen absorption metals. EAM established on density functional theory was developed as a new means for calculating various properties and phenomena of realistic metal systems. In this study, we had constructed the EAM program from constitutive formulae and parameters of the hydrogen, nickel and palladium for the purpose of predicting the expansion behavior on hydrogen absorbing. In result, not only the ground state properties of metals but also lattice constants and the volume expansion ratio of metal hydrides show good agreement with Daw's data and experiment data.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.31
no.2
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pp.184-193
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2020
One of the technical methods to increase the volumetric energy density of hydrogen is to pressurize the gaseous hydrogen and then contain it in a rigid vessel. Especially for automotive systems, the compressed hydrogen storage can be found in cars as well as at refueling stations. During the charging the pressurized hydrogen into a vessel, the temperature increases with the amount of stored hydrogen in the vessel. The temperature of the vessel should be controlled to be less than a limitation for ensure stability of material. Therefore, the accurate estimation of temperature is of significance for safely storing the hydrogen. In this work, three well-known cubic equations of state (EOSs) were adopted to examine the accuracy in regenerating thermodynamic properties of hydrogen within the temperature and pressure ranges for the compressed hydrogen storage. The formulations representing molar volume, internal energy, enthalpy, and entropy were derived for Redlich-Kwong (RK), Soave-Redlioch-Kwong (SRK), and Peng-Robinson (PR) EOSs. The calculated results using the EOSs were compared with literature data given by NIST. It was revealed that the accuracies of RK and SRK EOSs were satisfactorily compatible and better than the results by PR EOS.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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