본 연구에서는 전극판에 깊은 홈을 가지고 전기적으로 구동 되는 마이크로미러에 대한 감쇠 특성을 고찰하였다. 유한요소법을 사용하여 마이크로미러의 공기막과 구조물 변위가 커플된 시뮬레이션이 본 연구에 적용되었다. 감쇠력은 구동 되는 미러판과 전극판 사이 공기막의 스퀴즈효과에 의해 발생한다. 전극판의 홈은 감쇠력을 감소시키며, 미러판을 낮은 전압dptj 고속 구동할 수 있도록 하여주며 정밀제어가 가능하도록 하여 준다.
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.
폐수 속에 들어있는 미생물을 이용해서 전기를 얻을 수 있도록 고안된 것이 미생물 연료전지이다. 본 논문에서는 미생물 연료전지의 전극 재료와 구조에 따른 전기적 특성을 조사했다. 구리판을 캐소드 전극으로 사용한 연료전지는 구리판의 산화 반응에 따른 전압역전현상이 관찰되어 백금판을 전극으로 사용한 연료전지보다 낮은 출력 전압을 나타내었다. 구리판을 전극으로 사용한 경우 전극판의 간격이 작을수록 높은 전압특성을 나타내었고 면적이 넓을수록 최고출력전압이 나타나는 시간이 지연되는 특성을 보였다.
본 연구의 목적은 알루미늄판에 활성탄을 얇게 박판으로 코팅하여 분진제거를 위한 활성탄 전극을 제조함에 있다. 전극을 제조하기위하여 알루미늄판에 활성탄을 부착시키기 위한 적정 결합제 선정 그리고 결합제 사용에 따른 활성탄 세공의 막힘방지 그리고 제조된 제극의 분진제거능력 등을 알아보는 연구를 수행하였다. 알루미늄판에 활성탄 부착을 위한 결합제로는 비닐계의 PVA (polyvinyl acetate)가 적정하였고, 결합제 사용에 따른 활성탄 세공의 막힘을 방지하기 위해서는 우선 먼저 활성탄 세공에 결합제의 용매제를 충진하고 나중에 결합제와 활성탄을 혼합 후 고온에서 휘발시키는 방법이 적정하였다. 그리고 활성탄이 코팅된 전극판은 알루미늄 전극판보다 약 두배의 분진부착능력을 보여주었다.
스마트폰, 태블릿 등의 디바이스의 발전에 따라 휴대성이 매우 중요해졌다. 디바이스의 크기, 두께, 유연성에 관한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 그 중에서도 energy storage device의 flexibility를 향상시키는 연구가 주목 받고 있다. Energy storage device의 성능 향상을 위해서는 power density를 높여야 하며 flexibility를 위해서는 전극판과 전극소재 간의 부착력을 증가시켜야 한다. 본 연구에서는, power density와 소재 간의 부착성을 개선시키기 위해 기존 graphene보다 표면적이 넓으며 power density가 좋고 전극판과의 부착성이 좋은 hybrid GNP-CNT를 사용하였다. 그리고 Ag NWs/CNT PET film 을 사용하여 전도성이 있는 flexible한 전극판을 사용하였다. SEM 측정을 통해 표면 분석을 하였고, sample에 패턴을 하고 Bending test를 하여 부착성을 확인하였다. 또한, CV curve를 측정하여 supercapacitor의 특성을 확인하였다. 향후, $MnO_2$ NWs를 hybrid GNP-CNT에 합성시킴으로 energy storage device의 energy density를 더욱 향상시키는 연구를 진행할 것이다.
분리판은 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB) 스택 내 셀의 전기적 통로 및 구조적 지지 역할 수행하는 매우 중요한 부품 중 하나이다. 흑연 소재는 전기 전도성이 뛰어나 분리판에 주로 사용되지만, 셀 스택에서 전극과 분리판 사이에 높은 계면 접촉 저항(ICR)이 발생하여 VRFB의 성능에 심각한 제한이 존재한다. 본 연구에서는 ICR의 한계를 해결할 수 있는 일체형 전극-분리판 조립체를 개발하는 것을 목표로 하였다. 일체형 조립체는 핫 프레스 방법을 활용하여 열가소성 및 열경화성 폴리머와 단일 탄소 펠트를 사용하여 제작하였다. 실험 결과, 일체형 조립체가 연속적인 전기 경로로 인해 감소된 전체 저항을 나타냄을 확인하였다. 또한, 충/방전 셀 테스트 결과에서 일체형 조립체는 향상된 셀 성능을 보여주었다. 따라서 개발된 일체형 전극-분리판 조립체는 기존의 분리판 및 전극 조립체를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.
본 논문에서는 스캐닝 미러의 일종으로, 광저장 장치의 픽업헤드용으로 미세회전을 하면서 레이저 빔을 편향시키는 용도로 사용되는 미러를 제작하고 구동실험을 하였다. 제작된 미러의 크기는 $2400{\times}2400{\times}64{\mu}m^3$이고, 빔 스프링은 $500{\times}9.6{\times}64{\mu}m^3$이다. 니켈 전해 도금으로 29${\mu}m$ 높이의 구동 전극을 제작하였고(세가지 모델: 공기통로가 없는 전극, 공기통로와 간격이 각각 200${\mu}m$인 전극, 공기통로와 간격이 각각 100${\mu}m$인 전극), 미러판과 전극을 조립하여(미러판과 전극 사이의 간격은 각각 29${\mu}m$, 26${\mu}m$, 26${\mu}m$) 구동실험을 하였다. 공진 주파수의 계산간은 576Hz, 측정값은 3개의 미러에서 모두 568Hz이었다. 전극과 미러판의 간격이 최대 접근거리 18${\mu}m$가 되도록 미세 회전을 시켰을 때, 공기통로가 없는 전극에서는 공진 주파수가 524Hz, 공기통로가 200${\mu}m$인 전극에서는 544Hz로 각각 감쇠되었고, 공기통로가 100${\mu}m$인 전극에서는 그대로 568Hz이었다.
현재 우리나라에서 사용하고 있는 접지전극은 30*30$cm^{2}$의 넓이와 0.7,0.9,1.0,2.0mm의 동판전극들이다. 인건비가 비싸고 전극 자료비가 우리나라에 비하여 싼 외국에서는 접지봉을 많이 사용하고 있다. 접지봉을 사용하면 인건비는 적게들지만 매설하기 위한 기계의 시설비와 같은 접지저항치를 얻기 위한 동량이 판전극 사용시보다 더욱 많이 필요하므로 우리나라 현사정에는 부적당하다. 본 연구의 목적은 소요접지저항을 얻는데 동판전극보다 더욱 경제적인 접지방식을 모색하여 이것과 동판전극방식과의 기술적, 경제적비교검토를 하는데 있다.
외부전극 형광램프의 구동에서 과도한 전력을 인가하면, 치부전극 부분의 유리관 표면에 작은 원형의 구멍이 발생하여 램프가 파손된다. 이를 핀홀이라고 지칭한다. 핀홀은 치부전극과 유리관을 유전층으로 하는 캐패시터의 절연파괴로 분석된다. 치부전극에 정상 동작이상의 고 전압을 인가하면, 고 전류에 의하여 전극부분에 상당한 열이 발생하고, 이러한 전극부분에 발생하는 열과 고 전압에 의한 유리층 자제의 강한 전기장에 의하여 절연이 파괴되면서 핀홀이 발생한다. 이러한 현상은 유리판을 절연층으로 하여 유리판 양면에 전극을 형성하여 고 전압에 의한 절연 파괴 실험과 동일한 현상으로 이해된다.
본 연구에서는 압전 감지기/작동기를 이용한 복합적층판의 진동제어해석을 위 하여 판요소를 사용한 능률적인 유한요소코드 개발에 있다. 운동방정식은 고전 적층 판이론과 Hamilton의 법칙을 이용하여 유도하며 압전방정식으로부터 전기적-기계적 연 계를 고려한 감지식과 작동식을 구한다.각식들은 유한요소 보간함수에 의하여 절점 변위에 대한 행렬방정식으로 변환된다. 요소마다 하나의 전기적 자유도를 가진 4-절 점 12-자유도 판요소를 사용하여 효율적인 계산을 가능하게 하였다. 압전 감지기/작 동기를 도입함에 있어 하나의 전극에 대해 압전 감지기/작동기는 하나의 감지/작동전 압을 갖는다. 각 요소에 전극번호를 부가함으로써 다양한 형상의 전극을 쉽게 모델 링하였으며 전극의 특성도 충분히 고려하였다. 전기적 하중에 의한 압전보의 변형과 변형에 대한 감지전압에 대한 계산을 수행하여 기존의 연구와 비교함으로써 본 프로그 램의 타당성을 확인하였다. 나아가 여러가지 전극형상에 대한 복합재료 평판의 시간 영역과 주파수영역에서 응답을 계산하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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