• 제목/요약/키워드: 표면반응

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전기화학적 암모니아 합성을 위한 루테늄 촉매 표면에서의 질소 환원반응 메커니즘 해석의 위한 제1원리 모델링 (First-Principles Analysis of Nitrogen Reduction Reactions on Ruthenium Catalyst Surfaces for Electrochemical Ammonia Synthesis)

  • 조미현;이상헌
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권4호
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    • pp.598-603
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    • 2023
  • 촉매를 사용한 전기화학적 암모니아 생산은 주변 온도 및 압력 조건, 환경 친화적인 작동 및 고순도 암모니아 생산을 가능하게 함으로써 전통적인 하버-보쉬 방법을 대체할 대안으로서 가능성이 있다. 본 연구에서는 제1원리 계산을 사용하여 루테늄 촉매의 표면에서 발생하는 질소 환원 반응에 초점을 맞춘다. 루테늄의 (0001) 및 (1000) 표면에서 질소 환원에 대한 반응 경로를 모델링하여 반응 구조를 최적화하고 각 단계에 대한 유리한 경로를 예측했다. 각 표면에서의 N2의 흡착 구성은 후속 반응 활동에 상당한 영향을 미쳤으며, 깁스자유에너지 분석은 가장 유리한 질소 환원 구성을 도출하였다. 루테늄의 (0001) 표면에서는 질소 분자가 표면에 수직으로 흡착하는 end-on 형태가 가장 유리한 N2 흡착에너지가 나타났으며 유사하게, (1000) 표면에서도 end-on 형태가 안정적인 흡착 에너지 값을 보였다. 이어서, distal 및 alternating 구성 모두에서 최적화된 수소 흡착을 통해 NH3의 최종 탈착까지 이론적으로 완전한 반응 경로를 설명했다.

R을 이용한 회귀분석과 실험계획법 시스템 구축

  • 김성수;박희진;조영훈;오진호
    • 한국통계학회:학술대회논문집
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    • 한국통계학회 2005년도 추계 학술발표회 논문집
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    • pp.5-11
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    • 2005
  • 본 연구에서는 최근에 널리 사용되고 있는 R 프로그램을 이용하여 실험계획법 중 요인배치법과 반응표면분석을 구현하였다. 특히 반응표면분석에서 직교계획, 회전계획, 기울기 회전계획을 만족하는 실험계획을 제공함으로써 상업용 프로그램의 미진한 부분을 개선하여 실험선택의 폭을 넓게 하였다.

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근사직교블럭화를 평가하기 위한 측도 (Measures for Evaluating Nearly Orthogonal Blocking)

  • 장대흥
    • 응용통계연구
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    • 제15권1호
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    • pp.179-186
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    • 2002
  • 반응표면분석시 모든 실험이 동일한 조건 하에서 이루어지어야 하는 데 그렇지 못할 경우 우리는 블럭화를 행하게 된다. 반응 표면분석모형으로서 우리는 주로 2차 모형을 사용한다. 본 논문은 우리가 반응표면분석모형으로서 2차 모형을 사용할 때 근사직교블럭화를 평가하기 위한 간단한 측도들을 제시한다.

저압 화학 기상 증착에서의 텅스텐 박막 증착 메카니즘 (Deposition Mechanism of Tungsten thin Film in LPCVD System)

  • 김성훈;송세안
    • 한국진공학회지
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    • 제2권3호
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    • pp.360-367
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    • 1993
  • 텅스텐 박막 증착의 메카니즘을 밝히기 위하여 먼저 SiH4와 WF6의 열분해 반응에 관한 열역학적 결과들과 표면 촉매 반응에 대한 이론적인 결과들을 고찰하였다. 실험적으론 저압 화학기상 증착법을 이용하여 WF6를 SiH4로 환원시켜 텅스텐 박막을 Si(100) 기판위에 증착하였으며 증착반응 중의 기판 표면의 변화를 in-situ로 측정하였다. 증착 메카니즘을 밝히기 위하여 반응기체를 WF6, SiH4, WF6+SiH4, WF6$\longrightarrow$SiH4$\longrightarrow$WF6+SiH4로 달리하여 반응시켰으며 그 때의 박막 특성과 표면 및 단면 형상을 측정하였다. 이론적인 고찰과 실험적인 결과들로부터 텅스텐 박막은 먼저 Si 기판에 의한 WF6의 환원반응으로 인한 증착과 이어서 SiH4에 의한 WF6의 환원으로 증착됨을 밝혔다.

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옥타데실트리클로로실란 코팅에 의한 실리콘 표면 특성 변화 (Surface Characteristics of Silicon Substrates Coated with Octadecyltrichlorosilane)

  • 유희재;김수경;김진홍;강호종
    • 폴리머
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    • 제27권6호
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    • pp.555-561
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    • 2003
  • 미세전자기계 시스템에 사용되는 실리콘 기판의 표면 특성 조절을 위하여 옥타데실트리클로로실란 (OTS)을 실리콘에 자기조립 단분자층 (SAMs)으로 형성시켜, 코팅 조건 및 코팅 용액 조성에 따른 표면특성 변화를 살펴보았다. OTS와의 솔-젤 반응을 위하여 실리콘 표면을 sulfuric peroxide mixture (SPM) 용액으로 처리한 결과, 실리콘 표면에 -OH기가 형성되어 친수성이 증가됨을 알 수 있었으며 상온에서 황산의 비가 85%인 SPM 용액에서 솔-젤 반응을 위한 최적의 산화막이 형성됨을 알 수 있었다. SPM 처리에 의하여 발현된 실리콘 표면의 -OH기는 솔-젤 반응에 의하여 OTS의 -CI와 반응하여 Si-O 화학결합을 형성하며 이에 따라 표면은 소수성으로 변화됨을 확인할 수 있었다 이 때 코팅 온도 및 시간 그리고 용액의 조성은 솔-젤 반응에 영향을 미쳐 SAMs표면의 소수성을 조절하는 인자로 작용하였다.

유전알고리즘과 반응표면법을 이용한 BLDC 전동기용 영구자석 최적설계 (Optimum Design of BLDC Motor Magnet Using Genetic Algorithm and Response Surface Method)

  • 김창업;전문호
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제18권6호
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    • pp.152-157
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    • 2004
  • 본 논문에서는 유전알고리즘, 반응표면법을 이용하여 BLDC 전동기의 코깅 토크를 최소화 하기 위한 최적화 설계 방법을 제안하였다. 유전알고리즘, 반응표면법을 이용하여 BLDC 전동기의 설계변수를 추론하고 유한요소법으로 코깅 토크를 구하였다. 유전알고리즘, 반응표면법을 유한요소법과 결합하여 사용함으로써 BLDC 전동기의 코깅 토크를 최소로 하는 영구자석의 형상을 보다 빠르고 정확하게 구할 수 있었다.

결정 구조가 PtFe 산소 발생 반응 전기 화학적 촉매에 미치는 영향

  • 정원석
    • EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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    • 제4회(2015년)
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    • pp.308-311
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    • 2015
  • https://nano.edison.re.kr/에서 제공하는 Linear Combination of Atomic Orbitals 기반 Density Functional Theory 전자구조계산 SW을 이용하여 정렬된 FCC 결정구조의 PtFe와 원자의 배열이 무질서한 PtFe의 산소 발생 반응의 과전압을 알아보았다. 화학 반응에 참여하는 정렬된 FCC PtFe의 표면 방위는 표면 에너지 계산을 통해 (111) 면으로 설정하였다. 과전압 값은 산소 발생 반응의 각 단계의 자유 에너지 변화를 계산하여 양의 반응 에너지이다. 과전압 측정 결과 정렬된 FCC 결정구조의 PtFe와 원자의 배열이 무질서한 PtFe의 과전압은 각 각 0.623875eV, 0.603118eV 이다.

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열처리 조건에 따른 Pentacene 성장과 화학반응에 대한 연구

  • ;손재구;권학용;김홍배
    • 한국반도체및디스플레이장비학회:학술대회논문집
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    • 한국반도체및디스플레이장비학회 2005년도 추계 학술대회
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    • pp.63-67
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    • 2005
  • Pentacene channel OTFT(organic thin film transistor)을 SiOC 절연박막 위에서 film by thermal evaporation 방법을 이용하여 성장시켰다. CVD 방법으로 증착시킨 SiOC 절연막은 조성비에 따라 특성이 달라지므로 절연막 위에서의 펜타센의 화학적 반응을 조사하기 위해서 inorganic-type인 $O_2/(BTMSM\;+\;O_2)$ = 0.5의 비율을 갖는 SiOC 박막을 사용하였다. 팬타센 분자의 말단에서 SiOC 표면에서 Diels-Alder 반응에 의한 이중결합이 깨어지면서 안정된 성장을 하지만 온도가 높아감에 따라 표면에서의 $SN_2$(bimolecular nucleophilic substitution) 반응과 연쇄적인 화학반응에 의해 팬타센의 성장을 방해하는 것으로 나타났다.

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마이크로채널 반응기를 이용한 소형 이동전원 연료전지용 수소발생기 개발

  • 윤영기;임성대;박구곤;김창수;서동주
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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    • pp.112-121
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    • 2005
  • 본 연구는 2003년부터 2005년까지 2년간 에너지관리공단의 선행연구과제로서 진행되었으며 20 Watt 급 소형 연료전지에 수소를 공급할 수 있는 소형의 마이크로 채널 메탄올 개질장치를 개발하는 것을 목적으로 하였다. 개질장치는 개질기 본체, 여기에 반응열을 공급 해주는 촉매 연소기 그리고 연료를 증발시켜 주는 연료증발기의 세부분으로 구성되며 각 반응기의 개발 및 통합을 수행하였다. 반응기는 반응면적을 증가시키기 위하여 폭 $200{\sim}5000{\mu}m$, 필이 $200{\sim}5000{\mu}m$ 규모의 마이크로 채널 유로를 금속 박판을 화학 에칭하여 구현하였으며 이를 수십장 적층하여 전체 반응기를 제작하였다. 마이크로 채널표면에 내부 촉매 지지체를 먼저 코팅한 후 촉매를 코팅하는 방법을 사용하여 담지체 코팅으로 기하학적 표면적 대비 표면적이 10 배 이상 향상되는 우수한 결과를 얻을 수 있었고 촉매의 내구성이 월등히 향상 되었다. 저온 활성 촉매를 사용하여 $350^{\circ}C$ 이하에서 메탄을 전환율 90% 이상을 구현하였다. 실제 운전 후 측정 결과 개질 반응기의 부분별 온도차가 $20^{\circ}C$ 이내로 설계의 우수성을 확인하였다. 촉매 연소기를 이용한 개질 반응열 공급장치를 개발하여 20Watt 급 수소 생산을 위한 개질 반응기에 반응열을 공급하도록 하였다. 이와 함께 촉매 연소기를 이용한 연료 증발열 공급 장치 개발하여 개질기 공급 연료의 90% 이상이 기화되도록 하였다.

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