• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.332-338
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• 1999

전기화학적 방법에 의한 축산폐수의 효과적인 처리를 위하여 스테인레스 전극판 및 알루미늄 전극판을 이용한 회분석 실험에서는 전압, 전극판 간격 및 전해용액 주입농도별 오염물질의 처리효율을 조사한 결과는 다음과 같다. 전압별 전기화학반응 실험 결과 두가지 전극재질 모두 전압이 높을수록 전기화학반응조 내의 온도 및 pH는 상승하였으나, EC는 감소하는 경향이었다. COD 및 T-N처리율은 두가지 전극재질 모두 전압이 높을수록 전반적으로 증가하였고, SS처리율은 두가지 전극재질 모두에서 전압의 세기에 관계없이 반응초기에 약 90% 이상이었으나 20V에서는 15분 그리고 30V에서는 12분 이상 전기화학반응을 시켰을 경우에는 그 처리율이 80% 이하로 감소되었다. T-P처리율은 두가지 전극재질 모두에서 전압의 세기에 관계없이 약 90% 이상이었다. 전극판 간격별 전기반응 실험 결과 COD, T-N 및 T-P처리율은 두가지 전극재질 모두 전극판 간격이 좁을수록 대체적으로 증가하였으며, SS처리율은 두가지 전극재질 모두 전극판 간격에 관계없이 반응초기에 약 90% 이상이었다. 전해용액인 PACS의 주입농도별 전기반응 실험 결과 COD, T-N 및 T-P 처리율은 PACS의 주입농도가 증가할수록 대체적으로 증가하였으나 PACS의 주입농도가 200㎎/l 이상에서는 오염물질의 처리효율이 별 차이가 없었고, SS처리율은 두가지 전극재질 모두 약 90% 이상이었다. 이상의 회분식 실험결과 전기화학적 방법에 의한 축산폐수의 최적 처리 조건은 전압 20V, 전극판 간격 1㎝ 그리고 PACS 주입농도 200㎎/l 인 것으로 판단되었다.

• 유변학
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• 제10권3호
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• pp.165-172
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• 1998

본논문에서는 전기장 부하에 따라 유동성질이 변화하는 ER유체의 빙햄특성을 실험 적으로 연구하였다. 특히 ER유체의 빙행특성에 영향을 주는 여러인자중 전극 간격 및 재질 에 따른 ER유체의 항복전단응력과 전류밀도의 변화를 온도에 따라 고찰하였다. 이를 위하 여 전극 간격을 가변시킬수 있는 전기 점도계를 세가지 재질로 자체 제작하였다. 전극간격 은 0.75 mm, 1.00mm 및 1.25 mm 로 설정하였으며 전극 재질은 스테인레스 스텔, 동 그리 고 기계구조용 탄소강(SMS45C)을 사용했다. 한편 실험에 사용된 ER유체는 자체 조성한 수 계 ER유체인 ERF-1과 외국의 우수하다고 알려진 비수계 ER유체인 ERF-2 두가지를 선택 하였다. 실험은 $25^{\circ}C$와 7$0^{\circ}C$ 및 10$0^{\circ}C$에서 수행하였으며 전기장은 0-4kV/mm 범위에서 온 도 및 ER유체의 종류에 따라 부하 가능한 전압까지 공급하였다. 전단변형률 50, 100, 150, 200, 400, 600, 800, 1000 및 1200 s-1에서 얻은 전단응력 실험결과로부터 최소오차선형법을 이용하여 전단변형률 영에서 동적 항복전단응력 값을 도출하였으며 그결과로부터 전극 간격 및 재질에 따른 ER효과의 변화를 고찰하였다. 또한 상온과 10$0^{\circ}C$에서 4kV/mm의 전기장을 부하하여 전기장에대한 ER유체의 응답특성을 실험을 수행했다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1779-1781
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• 2002

본 연구에서는 대기압 교류방전시 비열플라즈마를 이용하였을 때 NO입자의 분광스펙트럼과 전극재질과 전극두께에 따른 신호강도를 측정하였다. 분광기를 이용하여 측정된 NO입자의 분광스펙트럼 분포를 바탕으로 측정된 파장대역 중에서 비교적 신호강도가 큰 파장대역인 226[nm], 236[nm], 247[nm], 259[nm]에서 전극의 재질을 스테인레스, 구리, 알루미늄으로 변화시켰을 때의 신호강도와 전극의 두께를 4[mm], 5[mm], 6[mm]로 변화시켰을 때의 신호강도를 분광기(Monochromator)를 이용하여 측정하였다. 또한, 측정대상 중 전극재질은 구리일때가 가장 신호강도가 높음을 확인할 수 있었으며 전극두께는 갭 간격이 작을수록 신호강도가 강한 것을 확인함으로써 NO입자의 방전 메카니즘을 보다 명확하게 규명하고 또한 방전 리액터 제작에도 좋은 자료를 제공할 수 있을 것으로 생각된다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1213_1214
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• 2009

증기 분사식 가습기의 소비전력량을 줄이기 위하여 가습기의 특성을 분석하여 소비전력량당 증기발생량을 향상하여 에너지 소비를 줄이고자 한다. 이를 위하여 가습기의 전극재질, 전극형상, 수질 등에 대한 각각의 실험조건에 따라 증기 발생량, 전기 전도도를 구하여 가습조에서 발생하는 물리적 현상을 규명하고 전극 재질 및 형상에 따른 열효율을 비교 검토한다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2006년도 하계학술대회 논문집 Vol.7
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• pp.523-524
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• 2006

본 논문에서는 질소와 이산화탄소를 완충기체로 사용하는 경우의 혼합가스에 대해 가스절연설비 내부의 이물질에 의한 절연파괴특성을 모의하기 위한 침-평판 전극구조에서의 침전극 재질을 연철, 고탄소강, 스테인레스강 등으로 구성한 경우 혼합가스의 절연파괴 특성에서 나타나는 전극 재질에 의한 영향을 실험적으로 검토해 보았다. 실험 결과 연철제 전극과 고탄소강제 전극의경우에는 혼합가스의 절연파괴특성에서 유사한 N-특성이 나타남을 확인할 수 있었으나 스테인레스 강제 전극의 경우에는 다소 상이한 양상이 나타났다. $SF_6$계 혼합가스의 경우에는 순 $SF_6$의 경우와 동일하게 코로나 안정화작용에 의한 N-특성이 발현됨이 일반적인 특성으로 알려져 있으나 본 실험 결과에 의하면 침전극 재질에 따라 다소 상이한 양상이 나타날 수 있음을 관측하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권2호
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• pp.82-88
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• 2017

최근, 미생물전기화학기술(microbial electrochemical technology, MET)을 혐기성 소화에 적용하여 바이오가스 발생량을 증대시키는 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 하지만, 내부저항에 따른 Scale-up 측면에서는 아직 활발한 연구가 필요하며, 내부저항을 최소화하기 위한 방안으로는 전류밀도가 높은 전극의 선정, 이온강도 및 전기전도도의 증가, 다양한 전극의 형태 및 재질 선정 등이 보고되고 있다. 최근 Stainless steel은 내구성이 강할 뿐만 아니라 비용 역시 저렴하고, 특히 음극으로 사용되는 경우 백금 금속이나 탄소기반의 섬유재질의 전극과 유사한 효율이 나타남에 따라 그 관심이 높아지고 있다. 따라서, 본 연구에서는 Graphite carbon에 전기전도도 및 전류밀도, 내구성을 향상시킬 수 있는 Ni, Cu, Fe의 코팅 여부와 최근 주목받고 있는 Stainless steel 재질의 판형과 그물망 형태의 전극을 사용하여 전기화학적 특성과 바이오가스 발생량을 비교함으로서 그 효율을 평가하였다. 그 결과, 각 전극 재질에 따른 전류밀도는 $GC-C_M$, GC, SUS-P, SUS-M이 각각 2.03, 1.36, 1.04, $1.13A/m^2$으로 나타났으며, 메탄수율은 $GC-C_M$, GC, SUS-P, SUS-M이 각각 0.27, 0.14, 0.19, 0.21 $L-CH_4/g-COD_{rem.}$로 나타났다. 즉, Stainless 재질의 금속이 코팅된 Graphite carbon과 유사한 전류밀도와 메탄수율을 나타냄을 확인할 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.396-396
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• 2022

생물전기화학적 혐기성소화(Bioelectrochemical anaerobic digestion; BEAD)는 소량의 전압공급을 통해 고농도 하·폐수의 효과적인 처리 및 에너지 회수가 가능한 처리방법으로, 기존 하·폐수처리공정(활성슬러지 및 그 변법)에서 벗어나기 위한 방법 중 하나로 연구되고 있지만, 내부저항 및 전극구조에 따른 물질전달저해로 인해 소규모 연구 위주로 진행되었다. 하지만 stainless steel(SS) 등 내부저항을 완화할 수 있는 전극재료 및 전극구조 개선 연구가 진행됨에 따라 BEAD 적용규모가 증가하는 추세이며, 본 연구에서는 100 L의 용량에서 전극재질 및 구조에 따른 적용적합성을 에너지효율 비교를 통해 평가하였다. 반응조는 비교를 위한 AD, 반응조 내부에 전극을 설치한 BEAD, 반응조 외부에 전극이 포함된 반응조를 추가한 ABEAD로 구성하였으며, AD 및 BEAD는 기계적 교반, ABEAD는 기계적 교반 및 펌프를 통한 bulk 용액 순환으로 물질전달이 이뤄졌다. 또한 BEAD는 탄소계 전극, ABEAD는 SS계 전극을 사용하였으며 두 반응조 모두 0.4 V의 전압을 공급하였다. 실험조건은 유효용량 100 L, 유기물부하율 3 kg/m³/d, HRT 20 days 및 중온소화(35℃)으로 운전하였다. 실험결과 AD, BEAD 및 ABEAD의 유기물제거율은 각각 평균 68.1 %, 68.9 %, 74.9 %로 전극 및 반응조의 분리를 통해 물질전달을 개선한 ABEAD에서 증가하였다. 에너지 생성량의 경우 AD에 비해 BEAD는 평균 229 kJ/d, ABEAD는 309 kJ/d가 추가 생성되었으며 유기물제거율이 높은 ABEAD에서 더 높은 에너지생산이 이뤄졌다. 마지막으로 전압공급으로 인한 에너지소비량은 BEAD는 평균 3.4 kJ/d, ABEAD는 평균 0.9 kJ/d로 전극의 낮은 생물적합성으로 인해 전극에서의 생화학반응이 적은 ABEAD가 에너지소비량이 낮았다. 따라서 본 연구에서는 SS 전극의 사용가능성 및 전극구조 개선에 따른 에너지효율성 향상을 확인할 수 있었으며, 추후 연구에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.191-192
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• 2018

본 논문은 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치에 대한 연구이다. 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치는 가변 전압을 위해 투 스위치 포워드 컨버터와 주파수 변환을 위한 LLC 공진 컨버터로 구성된다. 유연전극의 경우 장비의 구조에 대한 자유도가 높기 때문에, 살균 및 멸균 효율이 높다. 다만, 유연전극은 길이와 재질에 따라 인덕턴스와 커패시턴스가 달라진다. 따라서, 유연전극의 정확한 모델링을 통해 공진 주파수의 최적화가 필요하다. 본 논문에서는 유연전극 길이와 재질에 따른 정확한 모델링을 통해 LLC 공진 주파수를 최적화하고, 실험을 통해 제안하는 유연전극의 플라즈마 발생용 고전압 전원장치를 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권11호
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• pp.727-734
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• 2017

이산화탄소의 농도를 줄이는 방법 중 하나로 전기화학을 이용하여 이산화탄소를 고부가 가치인 탄소로 전환하는 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 4.0 V, $600^{\circ}C$의 실험 조건에서 은, 니켈, 백금, 이리듐 전극을 사용하였다. 720분 동안 이산화탄소의 전환을 수행하였으며, 각 전극에서 생성된 탄소는 열중량 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 이산화탄소의 전환 및 생성 탄소의 양은 은, 백금, 니켈, 이리듐으로 나타났다. 열중량 분석을 통해 각 전극에서 생성된 탄소는 유사한 열 반응성을 가지며, XRD 분석을 통해 전극의 반응성에 따라 탄소의 결정성이 달라짐을 확인할 수 있었다. 은 전극은 전기화학적 전환 성능은 가장 높지만 약한 내구성을 보이며, 전극의 반응성 및 내구성을 고려하였을 때 백금이 4개의 재질 중에서 가장 적합함을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.34-39
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• 2015

본 연구에서는 중온에서 수소생산이 가능한 무격막형 알칼리수전해 장치를 제작하여 전극재질에 따른 수소생산 특성을 확인하였다. 전극재질($IrO_2/Ti$, $RuO_2/Ti$, Ti)별 전기화학적 특성을 확인한 결과 $RuO_2/Ti$에서 가장 높은 효율을 나타내었고, 전해질 농도별 수소생산량 실험 결과, 전해질 농도와 수소생산량은 비례하는 경향을 보였으며 30% KOH 조건에서 $118.9m^3/m^3/day$로 가장 높은 수소생산량을 확인할 수 있었다. 전극재질별 수소생산량을 확인한 실험에서는 anode($IrO_2/Ti$)와 cathode($RuO_2/Ti$)로 조합 시 $157.55m^3/m^3/day$로 $IrO_2/Ti$를 cathode로 조합한 결과에 비해 약 6.97% 높은 수소생산량을 보였다. 이는 DSA전극의 전기화학적 활성도 향상에 의한 수소생산량 증대와 기존 전극에 비해 내구성이 향상되어 안정적인 알칼리 수전해가 가능한 것으로 사료된다.