• Proceedings of the Korean Powder Metallurgy Institute Conference
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• 2001.11a
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• pp.28-28
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• 2001

$Bi_2Te_3$계 열전반도체 재료는 200 ~ 400K 정도의 저온에서 에너지 변환 효율이 가장 높은 재료로서 열전냉각 및 발전재료로 제조볍 및 특성에 관한 많은 연구가 진행되어 왔다. 전자냉각 모듈의 제조에는 P형 및 N형 $Bi_2Te_3$계 단결정이 주로 사용되고 있으나. $Bi_2Te_3$ 단결정은 C축에 수직한 벽개면을 따라 균열이 쉽게 전파하기 때문에 소자 가공사 수윤 저하가 가장 큰 문제점으로 지적되고 있다. 이에 따라 최근 열전재료의 가공방법에 따른 회수율 증가 및 열전특성 향상에 관한 열간압출, 단조와 같은 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구는 가스분사법(gas atomizer)을 이용하여 용질원자 편석의 감소, 고용도의 증가,균일고용체 형성, 결정립미세화 둥 급속응고의 장점을 이용하여 화학적으로 균질한$Bi_2Te_3$계 열전재료 분말을 제조하고, 제조된 분발을 압출가공하여 기계적성질, 소자의 가공성 및 열전 성능 지수율 향상시키는데 연구 목적이 있다. 본 설험에서는 99.9%이상의 고순도 Bi. Te. Se. Sb를 이용하여, 고주파 유도로에서 Ar 분위기로 용융하고, 가스분사법를 이용하여 균질한 $Bi_2Te_3$계 열전재료 분만을 제조하였다. 분말표면의 산화막을 제거하기 위하여 수소분위기에서 환원처리를 행하였고, 된 분말을 Al 캔 주입하여 냉간성형 한 후 진공중에서 압출온도를 변화시켜 열간압출 가공을 행하였다. 압출 온도변화에 따른 압출재의 미세조직 및 열전특성에 중요한 영향을 미치는 C면 배향에 대한 결정방위 해석, 압출재의 압축강도 등을 분석하였으며, 압출온도에 따삼 미세조직 변화와 결정방위의 변화에 따른 열전특성의 관계를 해석하였다성시켰고 이들이 산인 HNO3에서 녹았기 때문이다. 본 연구에서 개발된 새로운 에칭 용액인 90H2O2 - 10HNO3 (vol%)의 에칭 원리가 똑같이 적용 가능한 다른 종류의 초경 합금에서도 사용이 가능할 것으로 판단된다.로 판단된다.멸과정은 다음과 같다. 출발물질인 123 분말이 211과 액상으로 분해될 때 산소가스가 배출되며, 이로 인해 액상에서 구형의 기공이 생성된다. 이들 중 일부는 액상으로 채워져 소멸되나, 나머지는 그대로 남는다. 특히, 시편 중앙에 서는 수십-수백 마이크론 크기의 커다란 기공이 다수 관찰된는데, 이는 기공의 합체로 만들어진 것이다. 포정반응 열처리 시 기공 소멸로 만들어진 액상포켓들은 주변 211 입자와 반응하여 123 영역으로 변한다. 이곳은 다른 지역과 비교하여 211 밀도 가 낮기 때문에, 미반응 액상이 남거나 211 밀도가 낮은 123 영역이 된다. 액상으로 채워지지 못한 구형의 기공들 중 다수가 123 결정 내로 포획되며, 그 형상은 액상/ 기공/고상 계면에너지에 의해 결정된다.단의 경우, 파단면이 매끄럽고 파변상의 결정립도 매우 미세하였으며, 산확물 의 용집도 찾아보기 어려웠 나, 접합부 파단의 경우에는 파변의 굴곡이 비교척 심하고 연성 입계파괴의 형태를 보였￡며, 결정립도 모채부 파단의 경우에 비해 조대하였다. 조대하였다. 셋째, 주상기간 중 총 에너지 유입률 지수와 $Dst_{min}$ 사이에 높은 상관관계가 확인되었다. 특히 환전류를 구성하는 주요 입자의 에너지 영역(75~l13keV)에서 가장 높은(0.80) 상관계수를 기록했다. 넷째, 회복기 중에 일어나는 입자들의 유입은 자기폭풍의 지속시간을 연장시키는 경향을 보이며 큰 자기폭풍일수록 현저했다. 주상에서 관측된 이러한 특성은 서브스톰 확장기 활동이 자기폭풍의

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.06a
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• pp.339-340
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• 2009

유기발광소자는 자체발광 및 유연한 디스플레이 소자로의 응용 가능성이 높아 많은 사람들의 관심을 끌고 있다. 하지만 아직 소자의 효율 및 수명의 한계로 인하여 부분적인 상용화만이 진행된 상황이다. 본 논문에서는 이러한 유기발광소자의 효율 및 수명에 직접적인 영향을 끼치는 전기전도메커니즘에 대하여 온도별, 발광층의 두께별 전기전도메커니즘을 전류-전압특성을 통해 살펴보았다. 연구를 통해 저전계 영역에서의 전도는 옴영역에서 열여기된 전하의 이동이 원인임을 알 수 있었고 고전계영역에서는 높은 전계에 의한 전하의 터널링에 의해 일어남을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2010.11a
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• pp.294-297
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• 2010

본 연구논문에서는 주요 대기 오염물질인 $NO_x$를 처리하기 위해 다양한 종류의 촉매를 사용하여 탈질 특성을 조사하였다. 여러 종류의 담체에 다양한 종류의 활성물질을 답지한 촉매를 사용하였으며, 고정층 반응기를 이용하여 반응온도, 공간속도, 수분함량 등과 같은 공정조건에 따른 탈질효율도 측정하였다. 전체적으로 담지된 활성물질이 증가할수록 탈질효율도 증가함을 알 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1130_1131
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• 2009

현재까지 국내 PV시장은 신재생에너지 개발 이용 보급 촉진법을 통해서 태양광발전시스템의 이용 보급의 확대를 목표로 하고 있지만 이에 따른 해결해야할 기술적인 문제점들이 많다. 즉, PV시스템의 성능특성 평가분석은 발전성능에 중대한 영향을 미치는 주요 발생손실을 평가.진단함으로서 손실저감을 통한 시스템의 성능개선, 최적절계, 사후운영관리 및 유지점검 등의 응용기술을 개발하는데 있다. 이러한 기술개발을 위해서는 입력인 태양에너지로부터 PV어레이의 직류출력에서 시스템의 교류출력까지의 성능 및 발생손실에 대해서 정량적인 값으로 나타낼 필요가 있다. 본 논문에서는 태양광발전 설비의 효율에 관한 파라미터인 위도와 경도, 온도 및 일사량, 시스템 구성요소에 대한 세부적인 기술검토와 태양광발전시스템의 효율을 개선시킬 수 있는 파라미터에 접근하기 위해 정확한 시스템의 운전특성을 분석 하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.683-683
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• 2013

박막태양전지의 일종인 CIGS 태양전지는 직접천이형 반도체로 광흡수계수가 $1{\times}10^5cm^{-1}$로 매우 높고, 전기광학적 안정성이 우수하여 실리콘 결정질 태양전지를 대체할 고효율 태양전지로 각광받고 있다. CIGS 태양전지는 광흡수층 공정방법에 따라 다양한 결정구조 및 효율 차이가 나타난다. 본 실험에서는 Sputtering방법으로 금속전구체를 증착하고, Sequential process를 이용하여 고온에서 셀렌화 열처리를 수행하였다. Soda-lime glass 기판에 배면전극으로 Mo를 증착하고, 1단계로 CuIn0.7Ga0.3 조성비의 타겟을 이용하여 Sputtering법으로 $1.0{\sim}1.2{\mu}m$두께의 CIG 전구체를 증착하였다. 2단계로 CIG 전구체에 분자빔증착기를 이용하여 Se를 증착하고, 열처리를 통하여 CIGS 화합물 구조의 박막을 형성시켰다.증착된 CIGS 박막은 광전자분광분석기로 원소의 화학적 결합상태를 확인하고, in-situ 엑스선회절분석을 통해 Se층의 증착두께와 열처리 온도 변화에 따른 CIGS 층의 결정구조 및 결정화도 변화를 분석하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2013.10a
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• pp.158-159
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• 2013

지구온난화는 수십년전부터, 지구 온난화의 진행속도를 줄이기 위해 기후협약 등을, 그 일환으로 이산화탄소의 배출이 없는 신재생에너지. 하지만 이러한 노력에도 불구하고 지구온난화는 가속되고 있으며, 그 영향으로 지구의 온도는 매년 상승하여 전 세계적인 기상이변을 야기시키고 있다. 그 중에서도 최근에 많이 발생하고 있는 폭우 및 태풍으로 인한 해안 지역의 피해가 점차 증가하고 있으며, 해양 암반층에 의한 지진으로 발생하는 2차 피해인 해일(쓰나미)에 의한 피해로 세계 각국이 엄청난 인명과 재산 피해를 입고 있어, 그 피해 방지책 등을 고민하고 있다. 하지만 해일을 막는 것은 쉽지 않은 일이며, 계속해서 인류가 해양으로 진출해야 하는 시점에서 해양 재난을 막고 육지에 고갈된 자원을 대체하여 해양의 자원 등을 손쉽게 이용할 수 있도록 안전장치를 만드는 것은 앞으로 매우 중요한 관심사항이 될 것이 자명하다. 이에 본 논문에서는 크게 세가지 기술에 대해서 논하고자 한다. 첫째, 해일(쓰나미)의 피해를 줄이기 위한 기술들. 해양의 자원 개발에 의한 환경 피해를 막으면서 해양 자원을 효율적으로 이용할 수 있는 기술. 셋째, 친환경적이고 효율적인 해양 방파제에 대한 기술이다.

• Clean Technology
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• v.11 no.1
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• pp.13-19
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• 2005

An absorption heat transformer for energy recovery has been investigated using methanol-glycerine. The simulated calculation of theoretical thermal efficiency was performed based on the thermodynamic properties of the working fluid over various operating conditions. The thermal efficiency of higher than 0.4 was obtained by raising industrial waste heat, $70-80^{\circ}C$, by $40^{\circ}C$ in this system.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.356-356
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• 2011

탄소나노튜브(CNT)는 기계적, 전기적, 열적성질이 매우 우수하여 다양한 응용이 기대되고 있다. CNT를 금속기판에 직접 합성시킬 경우 CNT와 금속기판의 계면에서 높은 전도성 및 물리적 접착 강도를 기대할 수 있어서, 전계방출(field emission) 소자 또는 방열(heat dissipation) 소자 등과 같은 CNT의 높은 전도성과 일차원적 구조를 이용하고자 하는 분야로의 응용가능성을 높일 수 있다. 본 연구에서는 CNT의 합성촉매로 주로 사용되고 있는 니켈을 주요 성분으로 함유하고 있는 Inconel, Hastelloy, Invar 등을 합성기판으로 선정하여, CNT의 합성 거동을 조사하였다. CNT 합성은 CVD방법을 이용하였으며, 아세틸렌가스를 원료가스로 이용하였다. 합성 전 기판의산화 전처리가 CNT합성 효율에 영향을 미치는 것을 확인하였으며, 이를 체계적으로 조사하기 위하여, 다양한 온도(425~725$^{\circ}C$) 구간에서 산화 전처리를 실시한 후 CNT의 합성 거동을 조사하였다. 산화과정에 의한 표면구조의 변화 및 표면에서 금속성분의 재배열이 CNT합성 효율 변화의 원인으로 사료되고 있으며, 이를 분석하기 위해서, AFM, XRD, EDS, SEM, TEM 등을 이용하였다. 본 연구결과는 향후 전자방출소자, X-ray source 및 방열소자 등의 응용에 유용할 것으로 기대된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.143-143
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• 2010

GTL(Gas-to-Liquids)공정 중 합성가스 제조공정(Reforming Process)인 ATR(Auto-Thermal Reforming), SCR(Steam Carbon Reforming), POx(Partial Oxidation)의 시뮬레이션 연구를 수행하였다. Reforming 공정에서 생산된 합성가스는 GTL 합성유 제조공정인 FT(Fischer-Thropsch) 반응기로 주입되며, 합성유 생산에 최적의 효율을 보이는 H2/CO 비(합성가스에 포함된 반응물비)는 2.0으로 알려져 있다. FT공정은 합성가스를 원료로 고온 및 고압 반응을 거쳐 GTL 공정의 최종 생산품인 FT합성유를 제조하는 공정이다. 본 연구에서는 FT공정 효율 극대화를 위해 reforming 공정에서 생성되는 합성가스 내 H2/CO의 비를 2로 수렴토록 모사조건을 설정하였으며, 상기 조건을 만족하는 reforming 공정들의 운전 온도 및 feed 조성을 분석하고 비교하고자 한다. 현재 GTL 플랜트관련 산업계에 적용 혹은 주 연구대상인 reforming 공정으로는 ATR, SCR, POx 공정이 있다. ATR 공정은 $850{\sim}1100^{\circ}C$에서 메탄, 스팀 및 산소를 원료로 활용하여 H2 및 CO를 생산하는 공정으로 발열/흡열 반응이 상존하여 에너지 비용이 낮지만 공정구조 상 열회수설비 및 ASU(Air Separation Unit)이 필요하기에 CAPEX(초기설비 설치비용)가 높은 편이다. SCR공정은 CH4, Steam 및 CO2를 연료로 하기에 이산화탄소가 일정부분 포함된 가스전에도 적용이 가능하나 공정 운전 중 지속적으로 외부에서 열을 공급해야 하기에 에너지 투입비용이 높은편이며, 탄소침적의 문제가 있어 대용량 플랜트에는 적합하지 않다. POx공정은 약 $1,500^{\circ}C$의 고온에서 CH4가 O2에 의해 부분 산화되는 방식으로 촉매가 필요없어 설비비가 타 공정에 비해 저렴하나 생산가스의 H2/CO비가 다소 낮아 전체적인 GTL 공정효율이 저하되는 단점이 있다. 상기 세 공정은 GTL 산업계에서 실증 및 효율증대를 위해 주로 연구되는 공정이기에 본 연구의 분석대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 상용공정모사기인 Aspen Plus를 활용하여 reforming 공정별로 FT합성공정의 최적 조건(H2/CO=2)을 만족하는 합성가스 생산조건 분석 및 비교를 수행할 예정이다. 운전조건인 공정 운전온도 및 feed 가스조성 등을 모사하기 위해 합성가스 reforming 공정을 모델링하고 공급유량 및 압력 등의 운전변수는 GTL국책과제 1단계 연구수행 결과를 토대로 선정하고자 한다. GTL공정의 경우, 설비의 운전조건이나 연료가스의 구성 및 유량에 따라 적합한 reforming 공정이 다르기에 본 시뮬레이션 결과를 향후 GTL 플랜트 공정모델 설계시 reforming 공정선정에 참고자료로 활용하고자 한다.

• Clean Technology
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• v.27 no.2
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• pp.190-197
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• 2021

Kraft lignin is a by-product of the pulp and paper industry, obtained as a black liquor after the extraction of cellulose from wood through the Kraft pulping process. Right now, kraft lignin is utilized as a low-grade boiler fuel to provide heat and power but can be converted into high-calorific biofuels or high-value chemicals once the efficient catalytic depolymerization process is developed. In this work, the multi-functional catalyst of Ru-Mg-Al-oxide, which contains hydrogenation metals, acid, and base sites for the effective depolymerization of kraft lignin are prepared, and its lignin depolymerization efficiency is evaluated. In order to understand the role of different active sites in the lignin depolymerization, the three different catalysts of MgO, Mg-Al-oxide, and Ru-Mg-Al-oxide were synthesized, and their lignin depolymerization activity was compared in terms of the yield and the average molecular weight of bio-oil, as well as the yield of phenolic monomers contained in the bio-oil. Among the catalysts tested, the Ru-Mg-Al-oxide catalyst exhibited the highest yield of bio-oil and phenolic monomers due to the synergy between active sites. Furthermore, in order to maximize the extent of lignin depolymerization over the Ru-Mg-Al-oxide, the effects of reaction conditions (i.e., temperature, time, and catalyst loading amount) on the lignin depolymerization were investigated. Overall, the highest bio-oil yield of 72% and the 3.5 times higher yield of phenolic monomers than that without a catalyst were successfully achieved at 350 ℃ and 10% catalyst loading after 4 h reaction time.