• 제목/요약/키워드: Artificial Sunlight

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Photoelectrochemical Water Oxidation and $CO_2$ Conversion for Artificial Photosynthesis

  • Park, Hyunwoong
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.70-70
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    • 2013
  • As the costs of carbon-footprinetd fuels grow continuously and simultaneously atmospheric carbon dioxide concentration increases, solar fuels are receiving growing attention as alternative clean energy carriers. These fuels include molecular hydrogen and hydrogen peroxide produced from water, and hydrocarbons converted from carbon dioxide. For high efficiency solar fuel production, not only light absorbers (oxide semiconductors, Si, inorganic complexes, etc) should absorb most sunlight, but also charge separation and interfacial charge transfers need to occur efficiently. With this in mind, this talk will introduce the fundamentals of solar fuel production and artificial photosynthesis, and then discuss in detail on photoelectrochemical (PEC) water splitting and CO2 conversion. This talk largely divides into two section: PEC water oxidation and PEC CO2 reduction. The former is very important for proton-coupled electron transfer to CO2. For this oxidation, a variety of oxide semiconductors have been tested including TiO2, ZnO, WO3, BiVO4, and Fe2O3. Although they are essentially capable of oxidizing water into molecular oxygen, the efficiency is very low primarily because of high overpotentials and slow kinetics. This challenge has been overcome by coupling with oxygen evolving catalysts (OECs) and/or doping donor elements. In the latter, surface-modified p-Si electrodes are fabricated to absorb visible light and catalyze the CO2 reduction. For modification, metal nanoparticles are electrodeposited on the p-Si and their PEC performance is compared.

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자연조명과 인공조명이 병행 적용된 하이브리드 디밍제어시스템의 성능평가 (Performance Evaluation of Applied to Natural Light and Artificial Lighting Hybrid Dimming Control System)

  • 성태경;이충식;김병철;정채봉;강승훈
    • 한국태양에너지학회 논문집
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    • 제34권3호
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    • pp.66-74
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    • 2014
  • In this paper, the performance of Hybrid Dimming control system for Daylighting system is evaluated by accredited tests. The system controls the balance of illuminance of daylight between daylight system and LED light system. It makes the normal illuminance of interior without the effects of weather by controlling the LED depending on the brightness of outside. For the tests, 6 diffusers($600{\times}300mm$) were installed in lighting area($36m^2$) and normal operation of the system sensors were tested about the interference of sunlight. The results of the examinations were satisfied with the criteria of accredited tests. Further research is the verification of energy saving effect by comparing the Hybrid Dimming control system to current artificial light system.

주요경제수종(主要經濟樹種)의 내음성(耐陰性) 및 광선요구도(光線要求度)와 수분특성(水分特性)에 관한 연구(III) - 인공피음처리하(人工被陰處理下)에서 자라는 활엽수(闊葉樹) 5수종(樹種)의 수분특성(水分特性) 변화(變化)에 대한 P-V곡선(曲線) 분석(分析) - (Studies on the Shade Tolerance, Light Requirement, and Water Relations of Economic Tree Species(III) - Analysis of Pressure-Volume Curves on the Changes of Tissue Water Relations of Five Deciduous Hardwood Species Subjected to Artificial Shading Treatments -)

  • 최정호;권기원
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권4호
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    • pp.524-534
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    • 2001
  • 자작나무, 박달나무, 느티나무, 산벚나무, 고로쇠나무 1년생 유묘에 5수준의 인공피음처리를 실시하면서 이들의 수분특성에 미치는 피음의 영향을 조사하기 위하여 P-V curve에 의한 분석을 실시하였다. 최대 팽압 하에서의 osmotic potential(${\phi}_{{\pi}o}$)은 전광처리구에서 6월, 7월, 9월에 각각 -1.04~-1.27MPa, -1.03~-1.48MPa, -0.94~-1.44MPa(1차 연도), -0.90~-1.37MPa, -1.05~-1.79MPa, -0.99~-1.30 MPa(2차 연도)의 범위에서 수종이나 계절에 따라 변화를 보였다. 최대 팽압 하에서의 osmotic potential(${\phi}_{{\pi}o}$)은 전기간을 통해 조사된 모든 수종에서 전광 처리구(A)는 -0.90~-1.79MPa, 강피음구(E)는 -0.58~1.23MPa의 범위 내에서 피음수준이 높아지면서 증가하는 모습을 보였다. 초기위조점에서 측정된 수분 potential(${\phi}_{{\pi}p}$)은 전광 처리구(A)에서 6월, 7월, 9월에 각각 -1.64~-2.11MPa, -1.67~-2.15MPa, 1.47~-2.11MPa(1차 연도)과 -1.45~-2.04MPa, -1.30~-2.00MPa, -1.28~-2.33MPa(2차 연도)의 범위 내에서 변화를 보였다. ${\phi}_{{\pi}p}$ 측정치 대부분은 ${\phi}_{{\pi}o}$ 측정치에 비해서 약 0.5MPa 정도의 낮은 값을 보였다. ${\phi}_{{\pi}p}$ 측정치 또한 피음처리를 강하게 할수록 증가하는 경향을 보였으며 피음처리에 따른 ${\phi}_{{\pi}p}$ 측정치의 차이는 수종이나 생육시기에 따라 일부 예외는 있지만 일반적으로 ${\phi}_{{\pi}o}$ 측정치에서의 차이보다는 더 큰 것으로 나타났다. 최대팽압에서와 마찬가지로 초기위조점에서의 osmotic potential 측정치 대부분은 6월이나 9월에 비해 7월에 측정된 값이 다소 낮은 값을 보였다. 초기위조점에서의 상대수분함량(RWCp)은 전광조건에서 1차 연도 6월, 7월, 9월에 각각 81~88%, 71~86%, 75~84%, 2차연도에는 82~87%, 72~84%, 76~86%로 연도별 차이가 별로 크지 않은 비슷한 범위 내에 있었다. 고로쇠나무, 산벚나무에서의 상대수분함량은 자작나무 박달나무, 느티나무에 비해 다소 높은 값을 보였다. RWCp 또한 전광조건(A)에서는 71~88%, 강피음구(E)에서는 48~77%까지로 대부분 피음처리 수준이 강할수록 감소하는 변화를 나타냈다. 비록 수종이나 계절에 따라 일부 예외는 있지만 몇 가지 P-V 모수들의 변화에 미치는 피음효과는 본 연구에서 분명하게 확인할 수 있었다. 피음처리에 따른 P-V 모수들의 변화는 전해질의 축적, 세포막의 탄성, 세포액 등에서의 변화 등과 관련지어 추론될 수 있다. 그러나 P-V 모수들의 변화에 미치는 피음효과에 대한 생리적인 기작에 대하여 상세한 정보를 얻기 위해서는 반드시 더 많은 실험이 계속되어야만 할 것이다.

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철도차량 냉방 및 난방장치의 환경성능 시험방안 연구 (Study on the environmental performance test of cooling and heating equipments' of passenger cabin)

  • 조영민;이준석;박덕신;권순박;정우성
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.223-228
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    • 2009
  • Cooling and heating equipments of railroad passenger cabin is one of the most important part in keeping the good thermal comfort of the passengers. The bad performance of these equipments usually results in the comfort of the passengers. However, there is no testing method for cooling and heating equipments during manufacturing the passenger car, and calculation method is frequently used. Many railroad operators spend a lot of money for the maintenance. In this study, a new environmental performance test for railroad passenger cabin was suggested. The temperature of the chamber will be changed from $-40^{\circ}C$ to $60^{\circ}C$. The performance test of cooling and heating equipment in controlling the passenger cabin temperature was carried out under various temperature condition. The testing method to investigate the effect of artificial sunlight irradiation on the passenger cabin temperature was also suggested.

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Photocatalytic Systems of Pt Nanoparticles and Molecular Co Complexes for NADH Regeneration and Enzyme-coupled CO2 Conversion

  • Kim, Ellen;Jeon, Minkyung;Kim, Soojin;Yadav, Paras Nath;Jeong, Kwang-Duk;Kim, Jinheung
    • Rapid Communication in Photoscience
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    • 제2권2호
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    • pp.42-45
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    • 2013
  • Natural photosynthesis utilizes solar energy to convert carbon dioxide and water to energy-rich carbohydrates. Substantial use of sunlight to meet world energy demands requires energy storage in useful fuels via chemical bonds because sunlight is intermittent. Artificial photosynthesis research focuses the fundamental natural process to design solar energy conversion systems. Nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$) and $NADP^+$ are ubiquitous as electron transporters in biological systems. Enzymatic, chemical, and electrochemical methods have been reported for NADH regeneration. As photochemical systems, visible light-driven catalytic activity of NADH regeneration was carried out using platinum nanoparticles, molecular rhodium and cobalt complexes in the presence of triethanolamine as a sacrificial electron donor. Pt nanoparticles showed photochemical NADH regeneration activity without additional visible light collector molecules, demonstrating that both photoactivating and catalytic activities exist together in Pt nanoparticles. The NADH regeneration of the Pt nanoparticle system was not interfered with the reduction of $O_2$. Molecular cobalt complexes containing dimethylglyoxime ligands also transfer their hydrides to $NAD^+$ with photoactivation of eosin Y in the presence of TEOA. In this photocatalytic reaction, the $NAD^+$ reduction process competed with a proton reduction.

임간 초지 개발에 관한 연구 VII. 차광정도가 주요목초의 개체군생장향, 순동화율 및 광합성능력에 미치는 영향 (Studies on the Grassland Development in the Frest VII. Effect of shading degrees on the crop growth rate, net assimilation rate and photosynthtic active of main grasses)

  • 박문수;서성;한영춘;류종원;이종열
    • 한국초지조사료학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.122-127
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    • 1987
  • This experiment was carried out to investigate the effect of shading degrees (0:full sunlight, 25, 50 and 75%) on the crop growth rate (CGR), net assimilation rate (NAR) and photosynthetic activity of grasses for obtaining the basic data on the development, management and utilization of pasture in the forest. For the test, different artificial shading houses were established and pasture species used in this study were orchardgrass, timothy, perennial ryegrass and ladino clover. The experiment was performed at Livestock Experiment Station, Suwon, in 1984-'85. The results obtained are summarized as follows. 1. The highest CGR was obtained at 0% (full sunlight) and 25% of shading, followed by 50 and 75% of shading degrees, in that order. CGR of orchardgrass and perennial ryegrass were higher than those of timothy and ladino clover. 2. NAR was significantly decreased as the shading degrees increased. The highest NAR was observed at perennial ryegrass plot. 3. The photosynthetic activity during summer season was the highest at 25% of shading, followed by 50, 0 and 75% of shading degrees. While, the photosynthetic activity during fall season was the highest at 25% of shading, followed by 50, 0 and 75% of shading degrees, in that order. Those of orchardgrass and perennial ryegrass were remarkably higher than that of timothy. 4. A significant positive correlation was obtained in the relationship between CGR and NAR of main grasses, regardless of pasture species and investigated date.

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광필터를 이용한 실험적 실외 가시광 통신 시스템 (Experimental Outdoor Visible Light Data Communication Systems with Optical Filter)

  • 김용현;정연호
    • 한국정보통신학회논문지
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    • 제18권8호
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    • pp.1840-1846
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    • 2014
  • 본 논문은 태양광 혹은 인공광이 존재하는 외부 환경에서 광필터를 적용한 실험적 실외 광무선 데이터 통신 시스템을 제안한다. 광잡음의 효과적인 차단을 위해 마이크로루버 필름을 사용한 광필터를 광다이오드에 직접 적용하였으며 잡음광이 광다이오드에 정면으로 입사하지 않는다는 가정하에 입사각 30도를 초과하는 잡음광을 차단하도록 설계하였다. 제안하는 시스템을 낮시간 실외에서 데이터 전송을 통해 검증하였는데 지정한 입사각 혹은 그 이상의 입사 잡음광에 대해 거의 완벽하게 차단할 수 있었으며 전송된 패킷데이터의 90%이상을 성공적으로 수신하였다. 본 제안 시스템은 향후 실외 자유공간 광무선 데이터 전송에 효과적으로 사용될 수 있을 것이다.

미디어파사드 상영 시 경천사지 십층석탑에 미치는 영향 조사 연구 (A Study on the Impact of Media Façade Performances on the 10-story Gyeongcheonsa Pagoda)

  • 이홍식;유재형;이권준;양석진
    • 박물관보존과학
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    • 제28권
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    • pp.51-64
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    • 2022
  • 본 연구는 문화재를 대상으로 관람객에게 보다 관심을 유도할 수 있는 증강현실(AR)이나 미디어파사드 공연 시 문화재에 조사되는 광학 에너지에 의해 문화재에 어떠한 영향을 주는지 알아보기 위한 연구를 실시하였다. 문화재는 경천사지 십층석탑을 대상으로 하였으며 평상 시 조사되는 광에너지를 기준으로 미디어파사드 공연 시 조사되는 광에너지의 값을 가지고 그 영향성을 판단하였다. 비교를 위해서 경천사지 십층석탑에 조사되는 광원 별 조도(lx)값을 측정하였고 이 값을 활용하여 적산조도값(lx·h)을 통해 그 영향성을 비교하였다. 그 결과 태양광과 인공광원이 동시에 존재하는 경우 경천사지 십층석탑이 받는 시간 당 적산조도는 786.4 lx·h 이며, 1회 상영 시 미디어파사드에 의해서는 13.2 lx·h의 에너지가 입사됨을 확인하였다. 이 결과는 한 시간 기준으로 미디어파사드 공연 시(주 2회 기준) 경천사지 십층석탑이 받는 광 에너지보다 태양광과 인공광원에 의한 광에너지가 약 29.8배 높음이 확인되었고 이에 미디어 파사드 공연에 의한 경천사지 십층석탑이 광 에너지에 의한 손상은 미미한 수준일 것이라는 결론을 얻었다.

황 플라즈마 및 고압나트륨 램프의 보광에 따른 생육상 및 온실에서의 파프리카 광합성 및 생산성 비교 (Comparing Photosynthesis, Growth, and Yield of Paprika (Capsicum annuum L. 'Cupra') under Supplemental Sulfur Plasma and High-Pressure Sodium Lamps in Growth Chambers and Greenhouses)

  • 박경섭;권대영;이준우;손정익
    • 생물환경조절학회지
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    • 제27권4호
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    • pp.332-340
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    • 2018
  • 인공광을 이용한 보광은 시설재배에서 작물의 정상적인 생육과 수확량을 유지하고 품질 향상을 위하여 사용되는 실용적인 방법이다. 본 연구의 목적은 황 플라스마 램프(SP)와 고압 나트륨 램프(HPS)의 보광이 파프리카의 생육 및 수확량에 미치는 영향을 조사하는 것이다. 생장상에서는 SP 및 HPS를 기본 광원으로, 온실에서는 보광으로 사용하여 작물 생육에 미치는 효과를 비교 분석하였다. 생장상에서는 정식 2 주 후 SP와 HPS 하에서 초장, 엽면적, 줄기 직경, 엽수, 생체중 및 건물중을 매주 측정 하였다. 온실재배에서는 무보광을 대조구로 하였다. 보광은 07:00부터 21:00까지 외부일사 $100W{\cdot}m^{-2}$ 미만일 때 처리되도록 하였다. 보광 처리 후 3주부터 매주 생육량을 측정하였고, 2주 마다 수확하여 과실수와 과실무게를 측정하였다. 생장상에서는 높은 광합성속도로 인하여 SP가 HPS보다 생육이 양호하였고, 온실에서는 보광처리가 대조구보다 수확량이 유의적으로 높았다. 온실에서의 초장, 마디수, 엽장, 생체중, 건물중은 SP와 HPS 간의 유의적인 차이는 없었다. 그러나 수확 시 과실수와 수량은 광합성 증진과 및 과실수의 증가로 인하여 SP에서 많았다. SP는 태양광과 유사한 광 스펙트럼을 보였으나, HPS와 비교하여 높은 PAR과 적색과 원적색 파장의 광양자속의 합이 높았기 때문에 파프리카의 광합성과 수확량을 증가시켰다.

태양광/광촉매를 이용한 오폐수 살균특성 (Disinfection Characteristic of Sewage Wastewater Treatment Using Solar Light/TiO2 Film System)

  • 조일형;이내현;안상우;김영규;이승목
    • 한국환경과학회지
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    • 제15권7호
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    • pp.677-688
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    • 2006
  • Currently, the application of $TiO_2$ photocatalyst has been focused on purification and treatment of wastewater. However, the use of conventional $TiO_2$ slurry photocatalyst results in disadvantage of stirring during the reaction and of separation after the reaction. And the usage of artificial UV lamp has made the cost of photocatalyst treatment system high. Consequently, we studied that solar light/$TiO_2$ film system was designed and developed in order to examine disinfection characteristics of sewage wastewater treatment. The optimum conditions for disinfection such as solar light intensity, characteristic of sewage wastewater, amounts of $TiO_2$ and comparison of solar ligth/$TiO_2$ systems with UV light/$TiO_2$ system was examined. The results are as follows: (1) photocatalytic disinfection process with solar light in the presence of $TiO_2$ film more effectively killed total coliform (TC) than solar light or $TiO_2$ film absorption only. (2) The survival ratio of TC and residual ratio of organic material (BOD, CODcr) decreased with remain resistant material. (3) The survival ratio of TC and residual ratio of organic material (BOD, CODcr) decreased with the increase of amounts of $TiO_2$. (4) TC survival ratio decreased linearly with increasing UV light intensity. (5) The disinfection effect of solar light/$TiO_2$ slurry system decreased more than UV light/$TiO_2$ film systems. (6) The disinfection reaction followed first-order kinetics. We suggest that solar light instead of using artificial UV light was conducted to investigate the applicability of alternative energy source in the disinfection of TC and the degradation of organic material.