• 제목/요약/키워드: 4극 전극

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Tubular Type Direct Methanol Fuel Cell for in situ NMR Diagnosis (In Situ NMR 진단용 원통형 직접 메탄올 연료전지)

  • Joh, Han-Ik;Um, Myung-Sup;Han, Kee-Sung;Han, Oc-Hee;Ha, Heung-Yong;Kim, Soo-Kil
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.12 no.4
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    • pp.329-334
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    • 2009
  • This study is to develop a fuel cell system applicable to an in situ NMR (Nuclear magnetic resonance) diagnosis. The in situ NMR can be used in real time monitoring of various reactions occurring in the fuel cell, such as oxidation of fuel, reduction of oxygen, transport phenomena, and component degradation. The fuel cell for this purpose is, however, to be operated in a specifically designed tubular shape toroid cavity detector (TCD), which constrains the fuel cell to have a tubular shape. This may cause difficulties in effective mass transport of reactants/products and uniform distribution of assembly pressure. Therefore, a new flow field designed in a particular way is necessary to enhance the mass transport in the tubular fuel cell. In this study, a tubular-shaped close-type flow field made of non-magnetic material is developed. With this flow field, oxygen is effectively delivered to the cathode surface and the produced water is readily removed from the membrane-electrode assembly to prevent flooding. The resulting DMFC (direct methanol fuel cell) outperforms the open-type flow field and exhibits $36\;mW/cm^2$ even at room temperature.

용융탄산염형 연료전지 분리판 재료의 부식거동

  • 이충곤
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.21-21
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    • 1998
  • 새로운 에너지원으로 각광받고 있는 연료전지는 우주선 동력윈으로서의 이용이래, 보다 실용적인 발전 시스템을 목적으로 많은 연구개발이 시도되고 있다. 이러한 연료전지는 사용하는 전해질의 특성으로 인하여 저온형($<300^{\circ}C$) 과 고온형($500^{\circ}C<$)으로 구분된 수 있는데, 저온형 연료전지의 경우는 전극반응 특성상 귀금속 촉매가 필요한 데 비해, 고온형 연료전지는 이러한 귀금속 촉매가 필요없다는 점등에서 다양한 장점을 가지게 된다. 즉, 저온형에 비해 다양한 연료가 가능하고, 대형화에 유리함며, 고온 페열을 이용할 수 있는 점 등을 들 수 있다. 용융탄산염형 연료전지(MFCFC)는 이러한 고온형 연료진지의 장점을 배경으로 현재 대규모의 개발이 진행되고 있다. 그러나 여기에 주로 사용되는 Li-K, Li-Na와 같은 용융탄신엽은 고부식성 전해질로서 대부분의 금속이 산화물을 형성하는 것으로 알려져 있다. MCFC의 분리판은 셀간을 전기적으로 이어주는 역할, 가스의 유로제공 및 가스 Sealing의 역할을 담당하는 부분으로서, 분리판의 부식은 이러한 특성의 저하 및 전해질의 소모를 유발시켜 MCFC의 내구성에 커다란 영향 을 미치는 요인으로 생각되고 있다. 이러한 배경으로부터 Uchida 그룹은 MCFC의 분라판 재료 의 부식거동을 계동적으로 검토하였다. 먼저 Fe에 Ni 과 Cr을 첨가한 재료를 산화성가스 분위기하에서 $(Li+K)CO_3$에 대하여 검토한 결과, Ni과 Cr 둘다 20wt%이상 첨가시, 내식성융 가지는 결 과를 보고하였다2) 이 경우 보호피막으로서 NiO 와 $LiCrO_2$가 작용하는데, $LiCrO_2$가 용융탄산염 중에서 보다 안정한 것으로 부터, Cr의 첨가가 내식성에 기여하는 것으로 판단하였다. 다음 단계 로서 Fe/Cr재료에 용-융탄산염 중에서 안정한 산화물을 형성하는 Al의 첨가효과를 검토하였다. Al의 첨가는 더욱 내식성을 향상시키는 것이 발견되었고, 약 4wt%의 첨가로 충분한 내식성을 가지 는 것을 보고 하였다. 그러나 이러한 안정한 산화물에 의한 내식성 향상은 전기진도도의 희생을 바탕으로 한 것으로서, 다읍 단계로서 Ti산화물의 반도체적인 특성을 이용하고자 제 4의 원소로서 Ti첨가를 시도하였다. 그러나 Fe/Cr/AVTi재료가 뛰어난 내식성을 가지는 것은 관찰되었으나, 전도도 향상에는 기여하지 못하는 것이 보고되었다. 현재 MCFC는 실용화를 위한 고성능화의 하나로서 가압하에서의 운전을 시도하고 있다. 이 러한 가압하에서의 운전은 기전력의 향상 및 전극반응의 촉진 등으로 출력의 향상을 가져오나. 현재 문제로 되고 있는 Cathode극인 NiO의 용해/석출 현상을 가속화하는 결과를 초래해, 이에대 한 대책으로서 Li-K보다 NiO의 용해가 적은 Li-Na탄산염으로의 전환이 진행되고 있다. 이러한 배경으로부터 Uchida그룹에서 개발한 FeiCr/AVTi재료와 현재 분리판 재료로 사용증인 SUS 310, S SUS 316재료에 대해. 산화성 분위기의 5기압까지의 가압하에서, Li-K, Li-Na탄산염에 대하여 부 식거동을 검토한 결과, 가압하에서 내식성이 향상되는 것이 발견되었다. 이유로서는 가압하에서 용융탄산엽의 증가된 산화력으로 보다 치밀한 내식성 산화물 피막이 형성되기 때문으로 생각되고 있다. 또한 Li-K, Li-Na탄산염에서의 부식의 정도에는 차이가 거의 없었으나, SUS 316의 경우 탄산염에 젖은 부분에서 내식성 피막이 형성되지 않는 이상부식현상이 관찰되었다. 재료간의 내식성 정도에서는 Fe/Cr/Al/Ti이 가장 내식성이 뛰어났으며, SUS 310 또한 뛰어난 내식성을 보였다.

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A Study on Catalytic Activity of Oxygen Reduction Reaction and Performance of PEMFC using Pt/C Synthesized by Modified Polyol (수정된 폴리올법으로 합성된 Pt/C를 이용한 산소환원반응성 및 고분자전해질 연료전지 성능 연구)

  • Yang, Jongwon;Chu, Cheonho;Kwon, Yongchai
    • Journal of Energy Engineering
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    • v.23 no.3
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    • pp.157-162
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    • 2014
  • In this research, we investigate electrical performance and electrochemical properties of carbon supported Pt (Pt/C) that is synthesized by polyol method. With the Polyol_Pt/C that is adopted for oxygen reduction reaction (ORR) as cathode of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), their catalytic activity and ORR performance and electrical performance are estimated and compared with commercial Pt/C(Johnson Mattey) catalyst. Their electrochemically active surface (EAS) area are measured by cyclic voltammetry (CV), respectively. On the other hand, regarding ORR activity and electrical performance of the catalysts, (i) linear sweeping voltammetry by rotating disk electrode and (ii) PEMFC single cell tests are used. The CV measurement demonstrate EAS of Polyol_Pt/C is compared with commercial JM_Pt/C. In case of Polyol_Pt/C, its half-wave potential, kinetic current density are excellent. Based on data obtained by half-cell test, when PEMFC single cell tests are carried out, current density measured at 0.6V and maximum power density of the PEMFC single cell employing Polyol_Pt/C are better than those employing commercial Pt/C. Conclusively, Polyol_Pt/C synthesized by modified polyol process shows better ORR catalytic activity and PEMFC performance than other catalysts.

Synthesis of Mesoporous Tin Oxide and Its Application as a Gas Sensor (메조세공을 갖는 이산화 주석의 합성 및 가스센서로서의 응용)

  • Kim, Nam-Hyon;Kim, Geon-Joong
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • v.18 no.2
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    • pp.142-147
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    • 2007
  • In this study, mesoporous tin oxide was synthesized by sol-gel method using $C_{16}TMABr$ surfactant as a template in a basic condition. The optimum conditions for the synthesis of mesoporous $SnO_2$ were investigated and the obtained samples were characterized by XRD, nitrogen adsorption and TEM analysis. A mesoporous and nanostructured $SnO_2$ gas sensor with Au electrode and Pt heater has been fabricated on alumina substrate as one unit via a screen printing process. Sensing abilities of fabricated sensors were examined for CO and $CH_4$ gases, respectively, at $350^{\circ}C$ in the concentration range of 1~10,000 ppm. Influence of loading amount of palladium impregnated on $SnO_2$ was also tested in detection of those gases. High sensitivity to detecting gases and the fast response speed with stability were obtained with the mesoporous tin oxide sensor as compared to a non-porous one under the same detection conditions.

Properties of stretch-activated $K^+$ channels in an G292 osteoblast-like cell (G292 세포에서 세포막 신장으로 활성화되는 $K^+$통로의 특성)

  • Lee, Sang-Gook;Jung, Dong-Keun;Suh, Duk-Joon;Park, Soo-Byung
    • The korean journal of orthodontics
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    • v.30 no.2 s.79
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    • pp.197-204
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    • 2000
  • [$K^+$]-selective ion channels were studied in excised inside-out membrane patches from human osteoblast-like cells (G292). Three classes of $K^+$channels were present and could be distinguished on the basis of conductance. Conductances were $270\pm27\;pS,\;113\pm12\;pS,\;48\pm8\;pS$ according to their approximate conductances in symmetrical 140 mM KCl saline at holding potential of -80 mV It was found that the small conductance (48 pS) $K^+$channel activation was dependent on membrane voltage. In current-voltage relationship, small conductance $K^+$channel showed outward rectification, and it was activated by the positive potential inside the membrane. In recordings, single channel currents were activayed by a negative pressure outside the membrane. The membrane pressure increased $P_{open}$ of the $K^+$ channel in a pressure-dependent manner. In the excised-patch clamp recordings, G292 osteoblast-like cells have been shown to contain three types of $K^+$ channels. Only the small conductance (48 pS) $K^+$channel is sensitive to the membrane stretch. These findings suggest that a hyperpolarizing current, mediated in part by this channel, may be associated with early events during the mechanical loading of the osteoblast. In G292 osteoblast-like cells, $K^+$channel is sensitive to membrane tension, and may represent a unique adaptation of the bone cell membrane to mechanical stress.

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Response of Electrocardiogram of Nile tilapia, Oreochromis niloticus to Light Stimuli (광자극에 대한 역돔의 심전도)

  • Kim, Young-Ki;Yang, Yong-Rhim
    • Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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    • v.38 no.3
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    • pp.217-225
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    • 2002
  • The authors examined the response of electrocardiogram(ECG) of Nile tilapia, Oreochromis niloticus [Linnaeus] to light stimuli. The experiments were performed in such a way that three levels of light stimuli(10, 100 and 400 lu$\chi$) were given to fishes with an electrode inserted into their bodies and then their ECGs were recorded continuously for 60 minutes in 16~18$^{\circ}C$. The results which are divided into by day and by night and then analyzed by fishes' conditions are as follows; 1. Nile tilapias reached a stable condition 3 minutes after anesthesia. In stable condition, the heart rate average was 47.6beat/min by day and 45.1beat/min by night. And the action potential average was 1.0.4$mutextrm{V}$ by day and 1.24$mutextrm{V}$ by night. 2. The heart rate average by three levels of light stimuli was, \circled1 In stimulus condition, in case of 10 lu$\chi$ 39.7beat/min by day and 38.2beat/min by night, in case of 100 lu $\chi$8.7beat/min by day and 36.9beat/min by night, and in case of 40.0. lux 36.8 beat/min by day and 35.8beat/min by night. \circled2 In recovery condition, in case of 10 lu$\chi$ 47.1beat/min by day and 46.0beat/min by night, in case of 100 lu$\chi$ 47.2beat/min by day and 45.6 beat/min by night, and in case of 400 lu$\chi$ 48.1beat/min by day and 46.6beat/min by night. 3. The action potential average by three levels of light stimuli was, \circled1 In stimulus condition, in case of 10 lu$\chi$ 1.22$mutextrm{V}$ by day and 0.71$mutextrm{V}$ by night, in case of 100 lu$\chi$ 0..63$mutextrm{V}$ by day and 0.90$mutextrm{V}$ by night, and in case of 400 lu$\chi$ 1.39$mutextrm{V}$ by day and 1.63$mutextrm{V}$ by night \circled2 In recovery condition, in case of 10 lu$\chi$ 1.26$mutextrm{V}$ by day and 1.59$mutextrm{V}$ by night, in case of 100 lu$\chi$ 2.63$mutextrm{V}$ by day and 3.65$mutextrm{V}$ by night, and in case of 400. lu$\chi$ 2.52$mutextrm{V}$ by day and 3.67$mutextrm{V}$ by night.

Effect of GABA on the Contractility of Isolated Canine Trachealis Muscle (개의 기관근 수축성에 미치는 GABA의 효과)

  • Koo, Cheol-Hoe;Kwon, Oh-Chul;Choi, Eun-Mee;Lee, Kwang-Youn;Kim, Won-Joon
    • Journal of Yeungnam Medical Science
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    • v.11 no.2
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    • pp.314-322
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    • 1994
  • This study aimed to investigate the existence of GABA receptor and the mechanisms of action of GABA and diazepam on the trachealis muscle isolated from dog. Horizontal muscle strips of $2mm{\times}15mm$ were prepared from canine trachea, and isometric myography in isolated muscle chamber bubbled with 95/5%-$O_2/CO_2$at $36^{\circ}C$, at the pH of 7.4 was performed. Muscle strips contracted responding to the electrical field stimulation (ESP) by 2~20 Hz, 20 msec, monophasic square wave of 60 VDC GABA and diazepam suppressed the EFS-induced contractions to the similar extent, significantly. (p<0.05) Bicuculline, a $GABA_A$ receptor antagonist blocked both GABA- and diazepam- inhibitions; but DAVA, a $GABA_B$ receptor antagonist did not affect either of them. These results suggest that in the canine trachealis muscle, there may be only $GABA_A$ receptor, and GABA and diazepam inhibit the contractility via $GABA_A$A receptor.

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Evaluation of the Stability of Oxidation-Reduced Potential (ORP) Using the Filter of the Alkaline Water (알칼리 환원수 필터의 산화환원전위 안정화 평가)

  • Nam, Sangyep;Kwon, Yunjung
    • Journal of the Institute of Electronics and Information Engineers
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    • v.53 no.8
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    • pp.129-135
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    • 2016
  • This study is about ionic water generator filter Recently, a lot of people feel deep interest in health and drinking water. Evaluation of the stability of oxidation-reduced potential (ORP) using the filter of the alkaline water. This study utilizes the three filter of activated carbon, UF, carbon block in alkaline reduced water equipment. Passing the water to the filter is evaluated that the OPR values are stability in accordance with the change of the volume in the bucket. Alkaline reduced water equipment is a system that has the function of making the water reduction. This system is the values of the human body beneficial minerals and ORP are made in the functional water has a very low value than general water. Which has passed through the filter the water in the water negative ions and positive ions through the electrolytic. After electrolysis, the cathode side by water, including $Ca^+$, $K^+$, $Mg^+$, $Na^+$ water gets Alkaline Reduced Water containing the minerals beneficial to the human body. A positive electrode side is made of the organic materials that have an anion such as chlorine (Cl), phosphorus (P), sulfur(S). This experiment uses the Alkaline Reduced Water to adjust the magnitude of the voltage of the electrolysis in the Alkaline Reduced Water. That is 1st step(pH8) 2nd step (pH8.5) 3th step (pH9), 4th step (pH9.5) in the Alkaline Reduced Water and -1st step (pH6.0), -2nd step (pH5.0) used as the acidic oxidation water. When the water passes through the three filter in this system was evaluated whether the ORP values are changed and stabilized. When about 100 liters of water passing through the filter was confirmed that the ORP values are stability and evaluation.

외국 공공연구기관의 단설대학원 운영사례연구

  • 김정흠;김갑수;김전식;이규호;이병민;조붕제;현병환
    • Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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    • 1998.05a
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    • pp.8-8
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    • 1998
  • 한 국가의 경쟁력은 여러 가지 생산요소들의 질적·양적 우위에 의해 결정되나, 그 중에서도 특히 기술이 체화된 인적자원이 경쟁력 확보의 핵심요소임은 재론의 여지가 없다. 과거 우리나라 급성장의 주요 원동력이었던 우수하고 풍부한 인력이 이제 더 이상 우리 경쟁력의 원천이 되지 못하고 있다. 무한경쟁시대를 이끌어갈 창의력과 지도력을 갖춘 고급기술인력이 부족하고, 우수한 기술인력이 과학기술계를 회피하고 있으며, 산업현장에서 실제문제를 해결할 수 있는 실천적 전문기술과 숙련된 기능을 제대로 갖춘 인력을 배출하지 못하고 있다. 이러한 기숙인력 양성의 문제들을 해결하기 위한 방안의 하나로서 일반대학과 별도로 기술인력양성을 전문으로 하는 학위과정 설치의 필요성이 대두되었으며, 1996년 교육개혁의 일환으로 단설대학원제도와 전문학위제도가 시행되기 시작하였다. 그동안 여러 분야에서 단설대학원 설립이 추진되었으며, 일부에서 운영이 시작되고 있으나 과학기술분야에서는 극히 일부의 사례만이 있을 뿐이고 아직 본격적으로 설립운영되고 있다고 보기 어렵다. 본고는 외국 공공연구기관에서 시행되는 단설대학원의 사례들을 조사 분석함으로써 우리나라 과학기술계 출연연구기관에서의 바람직한 운영모델을 제시하고자한다. 일본의 총합연구대학원대학과 연계대학원제도, 중국 국가연구소들의 학위수여제도, 프랑스 국가연구소들의 석·박사과정, 독일 연구기관들의 박사과정 등을 소개하며, 이 들의 특징과 장단점들을 비교한다. 이어서 우리나라에서 현재 진행되고 있는 현황을 분석하고, 과학기술계 출연연구기관의 단설대학원 설립의 방향과 활성화를 위한 개선방안 등을 제시한다. 보고하였다2) 이 경우 보호피막으로서 NiO 와 $LiCrO_2$가 작용하는데, $LiCrO_2$가 용융탄산염 중에서 보다 안정한 것으로 부터, Cr의 첨가가 내식성에 기여하는 것으로 판단하였다. 다음 단계 로서 Fe/Cr재료에 용-융탄산염 중에서 안정한 산화물을 형성하는 Al의 첨가효과를 검토하였다. Al의 첨가는 더욱 내식성을 향상시키는 것이 발견되었고, 약 4wt%의 첨가로 충분한 내식성을 가지 는 것을 보고 하였다. 그러나 이러한 안정한 산화물에 의한 내식성 향상은 전기진도도의 희생을 바탕으로 한 것으로서, 다읍 단계로서 Ti산화물의 반도체적인 특성을 이용하고자 제 4의 원소로서 Ti첨가를 시도하였다. 그러나 Fe/Cr/AVTi재료가 뛰어난 내식성을 가지는 것은 관찰되었으나, 전도도 향상에는 기여하지 못하는 것이 보고되었다. 현재 MCFC는 실용화를 위한 고성능화의 하나로서 가압하에서의 운전을 시도하고 있다. 이 러한 가압하에서의 운전은 기전력의 향상 및 전극반응의 촉진 등으로 출력의 향상을 가져오나. 현재 문제로 되고 있는 Cathode극인 NiO의 용해/석출 현상을 가속화하는 결과를 초래해, 이에대 한 대책으로서 Li-K보다 NiO의 용해가 적은 Li-Na탄산염으로의 전환이 진행되고 있다. 이러한 배경으로부터 Uchida그룹에서 개발한 FeiCr/AVTi재료와 현재 분리판 재료로 사용증인 SUS 310, S SUS 316재료에 대해. 산화성 분위기의 5기압까지의 가압하에서, Li-K, Li-Na탄산염에 대하여 부 식거동을 검토한 결과, 가압하에서 내식성이 향상되는 것이

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An Experimental Study on Fire Risks Due to Overcharge and External Heat of ESS Lithium Battery (ESS 리튬배터리의 과충전 및 외부수열에 따른 화재위험성에 관한 실험적 연구)

  • Kim, Si-Kuk;Choi, Su-Gil;Jin, Se-Young;Bang, Suck-Sung
    • Fire Science and Engineering
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    • v.33 no.4
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    • pp.59-69
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    • 2019
  • The present article relates to an experimental study on fire risks due to overcharge and external heat of ESS lithium battery. According to the experimental results of overcharge, ignition occurred as combustible gas and smoke was slowly increased after occurrence of venting, and an explosive combustion form accompanied by flame eruption and sparks was displayed as charged energy is rapidly discharged in an instant. On the other hand, according to the experimental results of external heat, as a tremendous amount of combustible gas and smoke was ignited following being discharged after occurrence of vent, the charged energy itself was rapidly reduced due to the discharged energy so that a passive combustion form was observed when compared with overcharge after occurrence of flames. According the analysis results of fire damage characteristics, differences between external heat (External flame) could be found through visual and X-ray inspections. Namely, while inside electrode plate was completely destroyed and perforation of the electrode plate was observed in the case of overcharge, fire damage of the electrode plate was not severe maintaining the form in the case of external heat.