• Title/Summary/Keyword: 전기분석화학적 방법

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A study on the electrochemical reduction of carbon dioxide (전기화학환원에 의한 이산화탄소의 수소화 반응연구)

  • Sim, Kyu-Sung;Kim, Jong-Won;Kim, Yeon-Soon;Myeong, Kwang-Sik
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.9 no.1
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    • pp.8-15
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    • 1998
  • The catalytic hydrogenation of carbon dioxide has been studied for the fixation of carbon dioxide to mitigate global warming problems, but it needed hydrogen, which the price is still high. Recently, the electrochemical reduction of carbon dioxide has been drawn attractions because carbon dioxide could be converted to the valuable chemicals such as methane, ethane and alcohols electrochemically in the electrolyte solution using a catalytic electrode. This system is simple because the water electrolysis and hydrogenation take place at the same time using the surplus electricity at midnight. In this work, a continuous electrochemical reduction system was fabricated, which was composed of the reduction electrode (copper or perovskite type, $2{\times}2cm^2$), reference electrode(platinum, $2{\times}6cm^2$), standard electrode(Ag/AgCl), and potassium bicarbonate electrolyte solution saturated with carbon dioxide. The quality and quantity of the products and reduction current were analyzed, according to the electrolyte concentration and electrode type.

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A Study on the Purity Change of Silicon Metal According to the Purity of Silica Stone in Metal Silicon Extraction by Thermit Reaction (테르밋 반응을 이용하여 금속실리콘을 추출할 때 규석 순도에 따라 금속실리콘 순도 변화에 대한 고찰)

  • Kim, Jaehee;Han, Jinho;Shin, Hyunmyung
    • Resources Recycling
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    • v.26 no.4
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    • pp.19-25
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    • 2017
  • The ways of producing metal silicon include a carbon reduction method, a plasma reduction method, and a thermite reaction method. The carbon reduction process produces metal silicon by metallurgical refining. The carbon reduction method is produced by adding a raw material mixed with quartz and coke to an electric arc furnace which is for carbon reduction. The cost of high energy costs and environmental protection facilities is an issue when producing metal silicon using electric arc furnaces. For this reason, there is no metal silicon production facility in Korea yet. Therefore, the optimal manufacturing conditions by the carbon reduction method are being studied through the experimental facilities by the companies and research institutes. The present study investigated the change of metal silicon purity according to the purity of silicon when extracting metal silicon using the thermit reaction, which has a relatively lower manufacturing cost than the carbon reduction method.

Characteristics of BDD electrodes deposited on Ti substrate with TiN interlayer (TiN 중간층을 삽입하여 Ti기판 위에 증착한 BDD전극의 특성 평가)

  • Kim, Sin;Kim, Seo-Han;Yun, Jang-Hui;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2017.05a
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    • pp.113-113
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    • 2017
  • 최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며, 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도, 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상 시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

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Characteristics of BDD electrodes deposited on Ti substrate with TiN interlayer (TiN 중간층을 삽입하여 Ti기판 위에 증착한 BDD전극의 특성 평가)

  • Kim, Sin;Kim, Seo-Han;Kim, Wang-Ryeol;Park, Mi-Jeong;Song, Pung-Geun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2016.11a
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    • pp.157-157
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    • 2016
  • 최근 많은 산업의 발전으로 인해 환경오염을 유발시키는 폐수가 다량으로 배출되고 있으며, 이러한 폐수 속에는 유기용매, 고분자 물질 및 각종 염 등의 난분해성 물질들이 다량으로 함유되어 있다. 이런 물질들을 분해시키기 위해 물리적, 생물학적 수처리 방법이 많이 이용되고 있지만 이 방법들은 각각 운전비용과 처리비용이 고가인 단점이 있다. 따라서 비용과 효율 측면에서 효과적인 폐수처리를 위해서 전기화학적 폐수처리 방법이 많이 사용되고 있다. 물리적, 생물학적 처리 방법에 비해 비용이 적게 들고, 처리 후 잔류물이 남지 않으며. 독성을 띄는 산화제의 첨가 없이도 높은 폐수처리 능력을 보이기 때문에 친환경적이므로, 전기화학적 폐수산화 처리에 사용되는 불용성 전극에 대한 연구가 많이 진행되어져 오고 있다. 그 중 BDD(Boron-doped diamond) 전극은 표면에서 강력한 산화제인 수산화 라디칼의 높은 발생량으로 인해 뛰어난 폐수처리 능력을 보이므로 불용성 전극 분야에서 활발한 연구가 진행 중이다. 그러나 기존에 BDD 전극의 기판 모재로 이용되던 Si, W, Pb등은 모두 기계적 강도. 폐수처리 능력 및 독성 문제로 인해 한계가 있었고, 특히 Nb기판 위에 형성시킨 BDD 전극은 뛰어난 폐수처리 능력에도 불구하고 비싼 모재 원가로 인해 상용화가 힘든 실정이다. 이런 문제점을 해결하기 위해 높은 기계적 강도와 전기화학적 안정성을 가진 Ti 기판을 사용한 BDD 전극에 대한 연구가 보고되고 있다. 그러나 BDD와 Ti 간의 lattice mismatch, BDD층 형성을 위한 고온 공정 시 탄소의 확산으로 인한 기판 표면에서의 TiC층 형성으로 인해 접착력이 감소하여 박리가 생기는 문제점이 있다. BDD와 Ti의 접착력을 향상시키기 위해 융점이 높고, 전기전도성이 우수한 TiN을 diffusion barrier layer로 삽입하면 탄소 확산에 의한 TiC층의 생성을 억제하여, 내부응력에 기인한 접착력 감소를 방지할 수 있다. 또 하나의 방법으로 Ti 기판의 전처리를 통해 BDD층의 접착력을 향상 시킬 수 있다. Sanding과 etching을 통해 기판 표면의 물리, 화학적인 표면조도를 부여하고, seeding을 통해 diamond 결정 성장에 도움을 주는 seed 입자를 분포시킴으로써, 중간층과 BDD층의 접착력을 향상시키고, BDD 결정핵 성장을 촉진시켜 고품질의 BDD박막 증착이 가능하다. 본 연구에서는 기존 Si, Nb 등의 기판 모재를 Ti로 대체함으로써 제조원가를 절감시키고, TiN 중간층을 삽입하여 접착력을 향상시킴으로써 기존의 BDD 전극과 동등한 수준의 물성 및 수처리 특성을 가진 BDD전극 제작을 목표로 하였다. $25{\times}25mm$의 Ti 기판위에 TiN 중간층을 DC magnetron sputtering을 이용하여 증착 후, BDD 전극 층을 HFCVD로 증착하였다. 전처리를 진행한 기판과 중간층 및 BDD층의 미세구조를 XRD로 분석하였고, 표면 형상을 SEM으로 확인하였다. BDD전극의 접착력 분석을 통해 TiN 중간층의 최적 조성을 도출하고, 최종적으로 BDD/TiN/Ti 전극의 CV특성과 가폐수의 COD분해능력 및 축산폐수, 선박평형수 등의 실제 폐수 처리 능력을 BDD/Si, BDD/Nb 전극과 비교 검토할 것이다.

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Static Behavior of Hollow Cantilever Beam Using Multiplexed FBG Sensors (다중화된 FBG센서를 이용한 중공 내민보의 정적 거동 분석)

  • Lee, Tae-Hee;Kang, Dong-Hoon;Chung, Won-Seok;Mok, Young-Jin
    • Journal of the Korean Society for Nondestructive Testing
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    • v.29 no.4
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    • pp.316-322
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    • 2009
  • This paper presents a preliminary study to monitor the lateral behavior of pile foundation using multiplexed fiber Bragg grating(FBG) sensors. In the Preliminary study, an 1.7 meter long cantilever beam with the shape of square hollow box was fabricated and tested under the static loading. Four FBG sensors were multiplexed in a single optical fiber and installed into the top and bottom of the cantilever beam. The strains are directly measured from FBG sensors followed by curvature calculations based on the plane section assumption. Vertical deflections are then estimated using the regression analyses based on the geometric relationships. It has been found that excellent correlation with conventional sensing system was observed. The success of the test encourages the use of the FBG sensing system as a monitoring system for pile foundations. However, further consideration should be given in the case of the sensor malfunction for the practical purpose.

Electrochemical Immunoassay based on the Dopamine-antigen Conjugate for Detecting Hippuric Acid (항원인 마뇨산에 결합된 도파민을 이용한 전기화학적 면역 분석법)

  • Choi, Young-Bong;Jeon, Won-Yong;Kim, Hyug-Han
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.17 no.3
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    • pp.172-178
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    • 2014
  • In this work, we describe an electrochemical immunosensor for simple, fast and quantitative detection of a urinary hippuric acid (HA). Urinary HA, of molecular weight 180 DA, is one of the major metabolites and biological indicators in toluene-exposed humans. Simple and ubiquitous monitoring of exposure to toluene is very important in occupational health care. We propose the electrochemical immunoassay based on the dopamine-antigen conjugate for detecting hippuric acid. Our electrochemical immunoassay system employs a conjugate of dopamine (DA) as an electrochemical active molecule and hippuric acid (HA) as an antigen. As an electrochemical aspect, dopamine (DA) containing two hydroxyl group can show excellent redox signal. Also, dopamine-tethered hippuric acid (DA-HA) shows the reversible redox signal in the immunoassay. The competition between HA and DA-HA generated electric signals proportional to HA concentration. The electrochemical immunoassay was performed with DA-HA on the screen printed carbon electrodes (SPCEs), and then applies the mixture antigen (HA) and HA-antibody. The electrical signals were proportional to HA in the range of 0.010~2.500 mg/mL which is enough range to be used for the point-of-care.

Identification and purification of Wx protein involved in biosynthesis of amylose in Rice (벼에서의 아밀로즈 생합성 관련 Wx 단백질의 동정 및 분리)

  • Nahm, Baek-Hie;Kim, Jin-Ku;Choi, Hae-Choon
    • Applied Biological Chemistry
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    • v.36 no.6
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    • pp.533-538
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    • 1993
  • The Wx protein, known as starch synthase or starch glucosyl transferase (E.C. 2.4.1.11), is responsible for the amylose synthesis. In an effort to explain the mechanism of amylose biosynthesis, the starch synthase known as Wx protein was identified by analyzing the various wx rice mutants with SDS-PAGE of proteins extracted from rice starch. Finally, the 66 kDa protein was purified by extracting the starch-bound protein fractions followed by Suprose 12 gel filtration chromatography.

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A Consideration on the Process Technology and Application of MEMS to prepare for upcoming MEMS-based technological paradigm (MEMS 기반의 새로운 기술적 패러다임에 대비한 공정 기술 분석 및 적용에 대한 고찰)

  • Ko, Yun-Seok
    • The Journal of the Korea institute of electronic communication sciences
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    • v.8 no.7
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    • pp.979-986
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    • 2013
  • Recently, in the electric, electronic, robotic, and medical industries, a great attention has been paid to the development of MEMS-based smart devices with a compact size and highly intelligency. The MEMS technology is very effective in designing into a compact size and lightweight by combining into one the complex electrical, mechanical, chemical, and biological features which are required by smart devices, and at the same time, in bulk batch manufacturing. Therefore, this study, to prepare for upcoming new MEMS-based technological paradigm, analyzes MEMS processes and then considers its Applications.

Evaluation of TiN-Zr Hydrogen Permeation Membrane by MLCA (Material Life Cycle Assessment) (물질전과정평가(MLCA)를 통한 TiN-Zr 수소분리막의 환경성 평가)

  • Kim, Min-Gyeom;Son, Jong-Tae;Hong, Tae-Whan
    • Clean Technology
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    • v.24 no.1
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    • pp.9-14
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    • 2018
  • In this study, Material life cycle evaluation was performed to analyze the environmental impact characteristics of TiN-Zr membrane manufacturing process. The software of MLCA was Gabi. Through this, environmental impact assessment was performed for each process. Transition metal nitrides have been researched extensively because of their properties. Among these, TiN has the most attention. TiN is a ceramic materials which possess the good combination of physical and chemical properties, such as high melting point, high hardness, and relatively low specific gravity, high wear resistance and high corrosion resistance. With these properties, TiN plays an important role in functional materials for application in separation hydrogen from fossil fuel. Precursor TiN was synthesized by sol-gel method and zirconium was coated by ball mill method. The metallurgical, physical and thermodynamic characteristics of the membranes were analyzed by using Scanning Electron Microscope (SEM), Energy Dispersive X-ray (EDS), X-ray Diffraction (XRD), Thermo Gravimetry/Differential Thermal Analysis (TG/DTA), Brunauer, Emmett, Teller (BET) and Gas Chromatograph System (GP). As a result of characterization and normalization, environmental impacts were 94% in MAETP (Marine Aquatic Ecotoxicity), 2% FAETP (Freshwater Aquatic Ecotoxicity), 2% HTP (Human Toxicity Potential). TiN fabrication process appears to have a direct or indirect impact on the human body. It is believed that the greatest impact that HTP can have on human is the carcinogenic properties. This shows that electricity use has a great influence on ecosystem impact. TiN-Zr was analyzed in Eco-Indicator '99 (EI99) and CML 2001 methodology.

Embodiment of living body measure system modeling for Rehalibitation treatment of positive simulation for HRV algorithm analysis interface of Mobile base (모바일 기반의 HRV 알고리즘 분석 인터페이스에 대한 실증적 시뮬레이션의 재활치료용 생체계측 시스템 모델링의 구현)

  • Kim, Whi-Young
    • Journal of the Korea Computer Industry Society
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    • v.7 no.4
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    • pp.437-446
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    • 2006
  • Mobilecomputer offers more fundamental role than role assistance enemy of modern technology equipment and new Information <중략> These main weakness puts in structural relation between elements that compose system. Therefore, dynamics research that time urea of systematic adjustment has selected method code Tuesday nerve dynamics enemy who groping of approach that become analysis point is proper and do with recycling bioelectricity signal. Nature model of do living body signal digital analysis chapter as research result could be developed and scientific foundation groping could apply HSS (Hardware-software system) by rehalibitation purpose. Special quality that is done radish form Tuesday of bioelectricity signal formation furthermore studied, and by the result, fundamental process of bodysignal in do structure circuit form of analog - digital water supply height modelling do can.

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