• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.17 no.6
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• pp.549-554
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• 2008

Nickel Chloride coated protein chip plates were developed by using a spin coating method after $H_2$ plasma treatment. The adsorption ability of histidine tagged protein was investigated at various times of plasma treatment. The properties of the nickel chloride and protein on the surface of the slides were assayed using particle size analysis and the extent of the protein adsorption was determined by using a bio imaging analyzer system. The results show that the ability of protein adsorption decreased as increasing the time of $H_2$ plasma treatment. The mechanism on the ability of protein adsorption at the plate surface is discussed on results and discussions. The results also suggest that the surface stabilization of protein chip plates treated by plasma technology may be applicable in biosensor markets.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.28 no.9
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• pp.949-954
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• 2006

The purpose of this paper is to develop water jet plasma reactor and investigate the optimal condition of the syngas production by reforming of hydrocarbon fuel. Fuel used was propane and plasma was generated by arc discharge on water jet surface. Discharge slipping over the water surface has a number of advantages such as a source of short-wave and UV radiation, and it can be used for biological and chemical purification of water. Parametric screening studies were conducted, in which there were the variations of power ($0.18{\sim}0.74$ kW), water jet flow rate($38.4{\sim}65.6$ mL/min), electrode gap($5{\sim}15$ mm) and treatment time($2{\sim}20$ min). When the variations were 0.4 kW, 53.9 mL/min, 10 mm and 20 min respectively, result of maximum $H_2$ concentration was 61.6%, intermediates concentration were 6.1% and propane conversion rate was 99.8%.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.5
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• pp.1002-1007
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• 2008

The purpose of this paper studied the optimal hydrogen production condition of plasma reforming system to operate the PEMFC. Plasma reforming reactor used with Ni catalyst reactor at the same time, So $H_2$ concentration increased. Also the WGS and PrOx reactor were designed to remove CO concentration under 10 ppm, because CO has effect on catalyst poisoning of PEMFC. The maximum $H_2$ production condition in plasma reforming system was S/C ratio 3.2, $CH_4$ flow rate 2.0 L/min, catalytic reactor temperature $700{\pm}5^{\circ}C$ and input power 900 W. At this time, the concentration of produced syngas was $H_2$ 70.2%, CO 7.5%, $CO_2$ 16.2%,$CH_4$ 1.8%. The hydrogen yield, hydrogen selectivity and $CH_4$ conversion rate were 56.8%, 38.1% and 92.2% respectively. The energy efficiency and specific energy requirement were 37.0%, 183.6 kJ/mol. In additional, The experiment of $CO_2/CH_4$ ratio proceeded. Also WGS reactor experiment was proceeding on optimum condition of plasma reactor and the exit concentration were $H_2$ 68%, CO 337 ppm, $CO_2$ 24.0%, $CH_4$ 2.2%, $C_2H_4$ 0.4%, $C_2H_6$ 4.1%. At this time, experiment result of PrOx reactor were $H_2$ 51.9%, CO 0%, $CO_2$ 17.3%.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.11a
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• pp.12-14
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• 2005

Inductively Coupled Plasma Chemical Vapor Deposition(ICP-CVD)를 이용하여 공정온도 $150^{\circ}C$에서 Nanocrystalline silicon (nc-Si) 박막을 증착하였다. 실험에서 헬륨(He)가스, 수소($H_2$)가스 그리고 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 혼합가스로 희석한 사일렌($SiH_4$)을 반응가스로 이용하였다. 이 혼합가스는 3sccm의 사일렌($SiH_4$)에 헬륨(He)과 수소($H_2$)의 주입율을 20sccm에서부터 60sccm까지 변화시켜 조건을 달리하여 사용했다. 증착한 Nc-Si 박막을 X-ray diffraction (XRD)으로 분석하여 각각의 조건에 대한 Nc-Si 박막의 속성을 연구하였다. 헬륨(He) 또는 수소($H_2$) 혼합가스의 주입율이 커지면서 <111>과 <222>의 최고점(peak)이 더 높아졌으며 결정화 되지 않고 비결정질로 남아 있는 성장층(incubation layer)이 얇아졌다. 이 결과는 nc-Si를 증착할 때 사용한 수소($H_2$) 플라즈마와 헬륨(He) 플라즈마의 효과로 설명할 수 있다. 실험을 통해 ICP-CVD로 증착한 nc-Si 박막을 박막 전계효과트랜지스터 (TFT)에서 우수한 특성의 전자수송층(active layer)으로 사용할 수 있는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.548-549
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• 2005

본 논문에서는 인가 전극구조가 다른 두가지 형태의 아크성 스트리머 방전용 플라즈마 반응기를 설계 제작하였다. 제작된 반응기에 60 Hz상용전원과 펄스파워를 인가전원으로 사용하여 반응기 형태와 인가전원에 따른 수소발생 특성에 대하여 조사하였다. 또한 방전 전력에 따른 수소발생량을 비교 분석하였다. 수소 발생을 위한 효과적인 수표면 방전은 강한 전계 집중과 높은 에너지 밀도를 동반한 아크성 스트리머 방전 분위기 형성이 필요하다. 인가전원으로 상용전원을 이용한 경우보다 펄스파워를 사용한 경우와 강한 전계집중 증대를 위해 인가 전극이 석영관 내에 배치된 전극 구조에서 수소발생에 효과적이였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.170-170
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• 2011

태양전지와 박막 트랜지스터를 위한 유망한 재료로서 수소화된 비정질 실리콘과 나노결정 실리콘 박막이 관심을 받아 왔다. 특히, 수소화된 나노결정 실리콘 박막은 비정질 대비 높은 방향성과 조밀한 구조 덕에 박막 태양전지나 TFT(Thin film transistor) 소자의 성능 향상에 기여할 수 있는 물질로 연구되고 있다. 이러한 박막들은 보통 $SiH_4$같은 Si을 포함한 가스에 다량의 $H_2$를 희석시켜 플라즈마 화학 증착법(PECVD, Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition)에 의해 성장된다. 이러한 CVD증착 방식을 이용하여 결정화된 박막을 얻기 위해서는 대개 높은 수소 희석비를 이용하는 것이 일반적이나, 이러한 공정 방식은 실리콘이 결합되어야 할 결합위치에 bonding energy가 더 높은 수소의 결합을 촉진하게 된다. 이러한 특성은 박막 태양전지에서 효율을 떨어뜨리는 주요 요소로 작용하고 있다.(1) 본 연구에서는 수소의 결합 확률을 낮춘 결정화된 박막을 성장시키기 위해 수소를 대신하여 헬륨을 희석가스로 사용하여 박막을 증착하고 그 특성을 분석해 보았다. 박막의 구조적 특성, 결정화도(Xc), 플라즈마 내 활성 라디칼(Active radical in plasma), Si-H결합 특성, 전도도(Conductivity)와 같은 박막 특성을 알아보기 위해 주사전자현미경(SEM, Scanning Electron Microscopy), 라만 분광기(Raman spectroscopy), 광 방출 분광기(OES, Optical Emission Spectrocopy), 적외선 분광기(FT-IR, Fourier Transform-Infrared Spectroscopy), Keithley measurement kit이 사용되었다. 수소를 대신하여 헬륨을 사용함으로써 동일 결정화도 대비 10%이상 낮은 microstructure factor 값을 얻을 수 있었으며 인가되는 RF 전력을 140W까지 증가시켰을 때 약 80%의 결정화도를 관찰할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.459-459
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• 2007

VHF ICP (Very High Frequency Inductively Coupled Plasma) 반응기에서 반응기 압력, 수증기 유량, 플라즈마 출력, 반응기온도 등의 공정변수에 따른 수증기 분해특성과 수소생성거동을 실험하였다. 플라즈마 분해 특성은 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 사용하여 분석하였으며, QMS(Quadrapole Mass Spectroscopy)를 이용하여 배기가스 성분을 분석하여, 수증기 분해거동 및 수소생성 효율을 조사하였다. 본 연구실에서 설계한 초고주파 유도결합 플라즈마는 고밀도 플라즈마 생성과 낮은 압력에서도 안정된 플라즈마 발생 특징을 나타내었다. 플라즈마 출력의 증가에 따른 수증기의 분해와 수소생성 거동은 개시영역, 선형증가영역, 포화영역의 세 영역으로 구분되는 특징을 나타내었다. 유량 및 압력의 증가에 따라 포화에 필요한 플라즈마의 출력이 증가되는 경향을 나타내었다. 본 실험의 온도범위에서는 온도 증가에 따른 수증기 분해 및 수소생성 증가효과는 플라즈마 출력의 영향에 비하여 매우 미미한 정도로 플라즈마의 높은 에너지 전달효과를 확인할 수 있었다. 따라서, 낮은 반응기 온도에서도, 유량 및 압력에 따른 포화 플라즈마조건을 설정할 경우, 높은 에너지 효율의 수소 제조가 가능함을 알 수 있었으며, 물분해 플라즈마를 이용한 저온 산화물 박막증착에의 적용도 기대된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.5 no.1
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• pp.16-23
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• 1994

In an argon thermal plasma CVD system diamond of metastable state was synthesized on molydenum substrate and concentration ratio of methane to hydrogen. Diamond was relatively well obtained when surface temperature of substrate was $890^{\circ}C$ and concentration of methane ratio was 0.5 percents.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.26 no.1
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• pp.1-7
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• 2015

In this study, characteristics of reforming process of automotive liquefied petroleum gas (LPG) fuel using plasma reactor are investigated. Because plasma reformer technology has advantages of a fast start-up and wide fuel/oxidizer ratio of operation, and reactor size is smaller and more simple compared to typical combustor and catalytic reactor, plasma reforming is suitable to the on-board vehicle reformer. To evaluate the characteristics of the reforming process, parametric effect of $O_2/C$ ratios, reactant flow rate and metal form on the process were investigated. In the test of varying $O_2/C$ ratio from partial oxidation to stoichiometry combustion, conversion of LPG was increased but selectivity of $H_2$ decreased. The optimum condition of $O_2/C$ ratio for the highest $H_2$ yield was determined to be around 1.0 for 20~50 lpm, and 1.35 for 100 lpm. Specific energy density (SED) was major factor in reforming process and higher SED leads to higher $H_2$ yield. And metal form in the reformer increased $H_2$ yield of about 34 % as compared to the case of no metal form. The result can be a guide to map optimal condition of reforming process.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.5 no.1
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• pp.15-20
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• 2001

The microwave plasma and catalytic reaction have been employed to investigate the activation of methane to hydrogen and higher hydrocarbons at low gas temperature. The catalytic activity of Fe, Ni, Pt Pd metal catalysts were also studied in this reaction system. With increasing plasma power at a $CH_{4}$ flow rate of 20 ml/min, C2+ products increased from 29 to $42\%$, whereas hydrogen from 60 to $65\%$. When catalysts were loaded below the plasma region, the selectivitity of ethylene md acetylene increased but the yield of C2+ products remained constant. The usage of ECR electric fie3d and Pd-Ni bimetal catalyst produced a minimum C2+ yield of $64\%$.