• Title/Summary/Keyword: 화학에너지

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에너지 절약형 증류탑을 이용한 2-에틸헥산올의 농축 (Concentration of 2-Ethyl Hexanol Using an Energy-Efficient Distillation Column)

  • 김대환;박정우;김영한
    • 청정기술
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    • 제16권1호
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    • pp.59-63
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    • 2010
  • 가소제 등의 중간원료로 사용하는 2-에틸헥산올의 농축공정에 기존의 2 탑 증류 시스템 대신 에너지 절약형 증류탑인 열복합 증류탑을 사용할 때의 에너지 절감효과를 시뮬레이션을 통하여 계산하였다. 기존의 2탑 증류방식에 비해 약 41%의 에너지 절감효과가 있음을 계산의 결과로부터 알 수 있었으며, 에너지 절감의 원인을 증류곡선으로 설명하였다. 또, 기존 공정 대신 열복합 증류탑을 사용하면 증류탑의 운전비용뿐만 아니라 설비비의 절감도 가능한 추가적인 이득이 있다.

고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류 예측을 위한 전기화학 시뮬레이션 (Electrochemical Simulation for Limited-Discharge Current Prediction of Li-ion Secondary Cell Using High-Rate Discharge)

  • 김성종;이영신
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제39권8호
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    • pp.807-812
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    • 2015
  • 리튬 전지는 에너지 밀도가 높고, 소형화 및 경량화가 가능한 이차전지로서 저장된 화학 에너지를 전기화학적 반응을 통해 전기 에너지로 변환하는 장치로 노트북, 휴대폰, 파워-툴 및 자동차 등에 널리 사용되고 있는 에너지원이다. 특히, 파워-툴이나 자동차와 같은 응용분야에서는 고율 충방전을 필요로 하는데, 본 논문에서는 리튬 전지의 고율 방전 특성에 대해서 상용 유한요소 해석 프로그램을 이용하여 전기화학 시뮬레이션을 진행하여 실험 결과와 유사한 전기화학 모델을 완성하게 되었다. 또한, 이러한 전기화학적 해석 모델을 이용하여 고율 방전용 리튬 전지의 한계 방전 전류가 63A 정도라는 것을 해석적으로 예측 할 수 있었고, 이를 바탕으로 고율 방전 시 리튬 전지의 거동에 대해서 이해할 수 있게 되었다.

$Ar^+$이온 충격이 MOD 법에 의해 제조된 ${SrBi_2}{Ta_2}{O_9}$박막의 화학 상태에 미치는 영향 (Influence of $Ar^+$ ion Bombardment on the Chemical States of ${SrBi_2}{Ta_2}{O_9}$ Thin Films Fabricated by Metal-Organic Decomposition)

  • 박윤백;조광준;이문근;허성;이태권;김호정;민경열;이순영;김일욱
    • 한국세라믹학회지
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    • 제37권11호
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    • pp.1084-1090
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    • 2000
  • (Bi$_2$O$_2$)$^{2+}$층 사이에 두 개의 Ta-O 팔면체로 연결된 Bi 계의 층상 페로브스카이트 구조인 SrBi$_2$Ta$_2$O$_{9}$ (SBT) 박막을 XPS를 이용하여 깊이별 화학 상태 변화를 분석하였다. 아르곤 이온으로 SBT 박막을 식각하면, SBT 박막의 각 구성물들은 가속 Ar$^{+}$ 이온의 에너지에 따라 변화한다. SBT 각 구성물 중 Sr 3d의 화학 상태는 Ar$^{+}$ 이온의 에너지변화에 따라 근소하게 변화한다. 반면에, Ta 4f와 Bi 4f의 화학 상태 변화는 인가되는 Ar$^{+}$ 이온 에너지에 확실하게 의존한다. 특히, Bi 4f는 Sr과 Ta에 비해 낮은 Ar$^{+}$ 이온 에너지에서도 Bi-O의 화학 상태가 금속 Bi 화학 상태로 현저하게 변화한다. 이러한 SBT 박막의 화학 상태 변화는 산호 원자의 선택적인 식각 때문에 발생하며 선택적인 식각은 SBT 박막 내에서 각 구성물과 산소간의 질량 차이와 각 구성물의 열적 안정성에 의존함을 알 수 있다.

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Lox와 kerosene을 이용한 충돌형 F-O-O-F 인젝터의 연소 성능에 관한 실험적 연구

  • 이동진;박희호;김유
    • 한국추진공학회:학술대회논문집
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    • 한국추진공학회 2000년도 제14회 학술강연논문집
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    • pp.3-3
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    • 2000
  • 로켓엔진의 연소실은 가능한 크기가 작으면서 완전 연소되어 화학에너지를 운동에너지로 변환시킬수 있도록 연소성능이 우수해야 한다. 로켓의 연소성능을 해석적으로 구하기 위하여 많은 연구가 진행중이지만, 화학반응, 열전달, 유체유동 등이 복합적으로 관련되기 때문에 아직도 해석결과는 실제와 상당한 차이가 있으며, 결국 연소실험으로 정확한 값을 구하여 설계에 반영하고 있다.

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용융탄산염 연료전지 스택내에서의 온도/농도 분포 및 운전 특성 (Gas and Temperature Distribution during MCFC Stack Operation)

  • 고준호;안교상;강병삼;김동형;임희천
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집
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    • pp.253-258
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    • 1998
  • 연료 전지 시스템에서의 스택은 화학 공장의 반응기에 해당한다. 화학 공장에서 반응 생성물의 생산성을 최적화하기 위해 반응기 해석이 매우 중요한 것과 마찬가지로, 연료 전지 스택의 특성을 해석하고 최적 조건으로 설계 및 운전하는 것은 필수적이다. 스택에서 전기를 생산하는 과정에서 중요한 두 가지 운전 변수는 기체의 조성과 온도이며, 이론적인 해석을 위해서는 유체의 이동시에 열전달 및 각 성분별 물질 수지식과 전기 화학 반응식이 사용될 수 있다.(중략)

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PEM형 연료전지 전력처리시스템 설계연구 (A Study On Fuel Cell Powertrain System Design)

  • 한수빈
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2000년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.682-684
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    • 2000
  • 에너지 절약과 환경 공해분제 그리고 최근에 부각되고 있는 지구온난화 문제 등을 해결하기 위해 고효율 발전시스템인 연료전지가 주목을 받고 있다 연료전지는 연소과정 없이 화학에너지를 전기 화학적으로 직접 전기로 변환시키는 시스템으로 효율이 높고 공해 물질의 배출이 거의 없기 때문에 매우 이상적인 발전장치이다. 연료전지 발전시스템의 철거 제어기 설계를 위해 필요한 운전 조건 즉 운전온도 압력 등의 운전조건과 연료 농도 공급량이 전지의 성능에 미치는 영향에 대한 특성을분석하였고 이들을 정리하여 최적제어를 위한 기본방식을 얻기 위해 이용하였다 실재 스택에 적용하기 위한 관련 측정시스템과 제어기는 dSPACE-1103과 ControlDesk를 사용하여 구성하였다.

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화학 열펌프 시스템 설계를 위한 반응기의 동적 거동 모사 (Dynamic Behavior Simulation of Reactor for Chemical Heat Pump System Design)

  • 김태민;김성준;최홍규;이태희
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1994년도 추계학술발표회 초록집
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    • pp.43-47
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    • 1994
  • 화학 열펌프 시스템의 반응기 설계를 위하여 정적 설계의 결과를 이용하여 시간에 따른 전화율, 온도, 압력, 출력 등의 변화에 대한 모사를 시도하였다. 정적 모사를 통한 설계결과는 동적 거동 모사의 결과와 유사하였으며, 이로부터 정적모사가 동적모사를 위한 적절한 초기치와 기초 설계 정보를 제공함을 알 수 있었다. 본 연구를 통하여 확립된 설계절차와 해석방법에 따른 사례연구를 통하여 향후 실용화될 화학 열펌프 시스템의 개략적인 사양과 바람직한 설계방향을 제시 할 수 있었으며, 반응기의 조작에 따른 제어변수의 영향을 평가하는 기준을 마련할 수 있었다.

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전해구리막의 표면 조건과 어닐링 과정을 통한 그래핀 성장 최적화 (Optimizing Graphene Growth on the Electrolytic Copper Foils by Controlling Surface Condition and Annealing Procedure)

  • 이우진;고하은;구태림;이재성;이준우;홍순기;김상호
    • 한국표면공학회지
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    • 제56권3호
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    • pp.192-200
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    • 2023
  • Graphene, a two-dimensional material, has shown great potential in a variety of applications including microelectronics, optoelectronics, and graphene-based batteries due to its excellent electronic conductivity. However, the production of large-area, high-quality graphene remains a challenge. In this study, we investigated graphene growth on electrolytic copper foil using thermochemical vapor deposition (TCVD) to achieve a similar level of quality to the cold-rolled copper substrate at a lower cost. The combined effects of pre-annealing time, graphenized temperature, and partial pressure of hydrogen on graphene coverage and domain size were analyzed and correlated with the roughness and crystallographic texture of the copper substrate. Our results show that controlling the crystallographic texture of copper substrates through annealing is an effective way to improve graphene growth properties, which will potentially lead to more efficient and cost-effective graphene production. At a hydrogen partial pressure that is disadvantageous in graphene growth, electrolytic copper had an average size of 8.039 ㎛2, whereas rolled copper had a size of 19.092 ㎛2, which was a large difference of 42.1% compared to rolled copper. However, at the proper hydrogen partial pressure, electrolytic copper had an average size of 30.279 ㎛2 and rolled copper had a size of 32.378 ㎛2, showing a much smaller difference of 93.5% than before. This observation suggests this potentially leads the way for more efficient and cost-effective graphene production.

아세톤의 선택적 감지를 위한 In2O3 zig-zag nanocolumns (Highly ordered In2O3 zig-zag nanocolumns for selective detection of acetone )

  • 정재한;김호균;조윤행;황준호;박시형;손성우;정수빈;이은솔;이광재;심영석
    • 한국표면공학회지
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    • 제57권1호
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    • pp.38-48
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    • 2024
  • We fabricated In2O3 zig-zag nanocolumns(ZZNCs) by oblique angle deposition method based on e-beam evaporator for highly sensitive and selective CH3COCH3 sensor. Our results indicate that as the ZZNCs layer stacks, the gas response also increases. In comparison to thin films, ZZNCs at 5 layer show a 117-fold enhancement in gas response and a rapid response time (~2 s). When measured with various gases, it showed a high selectivity towards acetone. Under conditions of 80% R.H., exposure to CH3COCH3 gas theoretically indicated a detection limit of 1.2 part-per-billion(ppb). These results suggest the potential of In2O3 ZZNCs as a breath analyzer for the diagnosis of diabetes.