• 제목/요약/키워드: Ion Conductivity

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상수도관 부식방지를 위한 탄산칼슘 포화지수(LI) 인자 제어에 관한 연구 (Control of the CaCO3 Saturation Index Parameters for Protecting the Corrosion of Waterworks Pipe)

  • 박영복;공성호
    • 공업화학
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    • 제16권3호
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    • pp.372-378
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    • 2005
  • 탄산칼슘 포화지수(LI: Langelier Index)는 탄산칼슘의 포화정도로서 수돗물의 부식성을 나타내며 수도관 부식방지를 위해 미국, 유럽, 일본 등은 수도법에 의해 관리되고 있지만 국내는 아직 도입되지 않았다. 본 연구는 LI의 국내 도입 타당성을 검토하기 위해 LI인자(5개항목: 수온, pH, 총알칼리도, 칼슘이온, 전기전도도)들을 측정하고 LI값을 산출하였다. 수온은 연간 $2.0{\sim}26^{\circ}C$, 연평균 $23.9^{\circ}C$로 나타났다. 총알칼리도는 30 mg/L (as $CaCO_3$)로 나타났으며, 총알칼리도를 $HCO_3{^-}$ 농도 값으로 대체가능성을 검토한 결과 농도 차가 거의 없는 것으로 나타났다. LI값은 2.0~-0.5로 나타나 부식성을 가지고 있는 것으로 나타났으며, 수돗물 부식성을 감소시키기 위해 정수장에서 $Ca(OH)_2$, $CaCO_3$, NaOH, $NaHCO_3$ 등을 투입할 필요가 있는 것으로 나타났다.

순수 양이온성(DTAB, TTAB, CTAB), 비이온성(Tween-20, Tween-40, Tween-80) 및 이들 혼합 계면활성제의 미셀화에 대한 열역학적 연구 (Thermodynamics on the Micellization of Pure Cationic(DTAB, TTAB, CTAB), Nonionic(Tween-20, Tween-40, Tween-80), and Their Mixed Surfactant Systems)

  • 이남민;이병환
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.679-687
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    • 2013
  • 4-클로로벤조산의 가용화현상을 이용하여 순수양이온성 계면활성제(DTAB, TTAB, CTAB), 비이온성 계면활성제(Tween-20, Tween-40, Tween-80) 및 이들 혼합계면활성제(TTAB/Tween-20, TTAB/Tween-40, TTAB/Tween-80)의 임계미셀농도(CMC)값과 반대이온 결합상수값(B)를 온도 284 K에서 312 K까지 변화를 주면서 UV/Vis 분광광도법과 전도도법으로 측정하였다. 온도에 따른 CMC와 B값의 변화를 측정하여 미셀화현상에 대한 여러 가지 열역학 함수값(${\Delta}G^o{_m}$, ${\Delta}H^o{_m}$, 및 ${\Delta}S^o{_m}$)을 계산하고 분석 하였다. 그 결과 측정범위 내에서 ${\Delta}G^o{_m}$값은 모두 음의 값을 나타내었다. 그러나 ${\Delta}H^o{_m}$${\Delta}S^o{_m}$값은 계면활성제의 종류와 계면활성제분자에서 탄소사슬의 길이에 따라 양의 값 혹은 음의 값을 나타내었다.

$SiO_2$가 유리섬유로 보강된 고분자 겔 전해질의 전기 화학적 특성에 미치는 영향 ([ $SiO_2$ ] Effect on the Electrochemical Properties of Polymeric Gel Electrolytes Reinforced with Glass Fiber Cloth)

  • 박호철;김상헌;전종한;김동원;고장면
    • 전기화학회지
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    • 제4권1호
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    • pp.6-9
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    • 2001
  • 유리섬유(glass fiber cloth, GFC)가 보강제로 사용된 고분자 겔 전해질(polymeric gel electrolytes, PGEs)에 $SiO_2$를 첨가하여 전해질의 전기 화학적 특성을 조사하였다. 가소제로는 Ethylene carbonate(EC) , propylene carbonate(PC), diethyl carbonate(DEC)를, 리튬염으로는 $LiClO_4$를 고분자로는 polyacrylronitrile(PAN)과 poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoro propylene)(P(VdF-co-HFP))을 사용하여 $80\~90{\mu}m$의 두께로 전해질을 제조하였다. 제조된 전해질은 모두 상온체서 $10^{-3}S/cm$의 이온 전도도를 나타내었고, 4.8V까지 안정하였다. 리튬금속을 사용하여 제조된 셀의 임피던스 결과에서는 시간이 지남에 따라 모든 전해질이 부동태 피막의 성장으로 계면저항이 증가했으나, $SiO_2$첨가비율에 따라 뚜렷한 차이는 보이지 않았다. $LiClO_2$와 mesophase pitch-based carbon fiber(MCF)를 각각 양극과 음극으로 사용하여 제조된 겔의 임피던스에서는 $SiO_2$가 첨가되지 않은 셀의 옴 저항이 충전, 방전이 진행되는 동안 많은 변화를 보였으며, $SiO_2$가 첨가된 셀의 저항은 거의 변화되지 않았고, 계면의 변화도 적었다. 또한 방전용량에서도 $SiO_2$$20\%$가 첨가된 전해질이 0.2C의 방전속도에132mAh/g의 비 용량을 나타내었고, 2C의 방전속도에서$85\%$의 방전용량을 유지하였다.

표면코팅을 통한 LiMn2O4 양극의 고온성능 개선 (Improvement of High-Temperature Performance of LiMn2O4 Cathode by Surface Coating)

  • 이길원;이종화;류지헌;오승모
    • 전기화학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.81-87
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    • 2009
  • 리튬 이차전지의 양극 활물질인 스피넬 망간산화물(${LiMn_2}{O_4}$, LMO) 표면에 ITO(indium tin oxide)를 코팅하여, 고온($55^{\circ}C$)에서 사이클 수명과 속도특성을 조사하였다. 정전류 정전압 충방전 실험의 결과, ITO가 코팅되지 않은 LMO 전극의 표면에서 고온 고전압 조건에서 전해질이 분해하여 피막이 형성되고, 이 피막의 저항으로 인하여 분극현상(polarization)이 심하게 발생하였다. 그러나, ITO가 2 mol% 이상 코팅된 LMO의 경우 양극 활물질과 전해질과의 직접적인 접촉 면적이 줄어들어, 전해질의 분해가 감소하였고 내부저항에 의한 분극 현상 또한 현저히 감소하였다. 이러한 결과, ITO가 코팅된 전극의 충방전에 따른 가역성이 코팅되지 않은 LMO에 비해 크게 향상되었다. 적외선 분광기를 이용하여 ITO가 코팅된 LMO 표면에서 피막형성이 감소함을 확인하였다. ITO의 코팅으로 LMO 전극의 속도특성도 크게 향상되었는데, 이는 저항이 큰 피막형성이 억제된다는 점과 ITO의 전기전도도가 크다는 사실로 설명할 수 있다.

하천형 저수지 팔당호의 육수학적 특성:수문과 수환경 요인 (Limnological Characteristics of the River-type Paltang Reservoir, Korea: Hydrological and Environmental Factors)

  • 신재기;강창근;김호섭;황순진
    • 생태와환경
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    • 제36권3호통권104호
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    • pp.242-256
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    • 2003
  • 본 연구는 하천형 저수지 (팔당호)에서 강우 ·유량 패턴과 주요 수환경 요인과의 관련성을 파악하기 위해 1999년 1월부터 2001년 12월까지 일 모니터링 하였다. 수환경의 일 변동을 관찰한 결과 자연적 기후 요인과 유량 변동의 수문학적 요인 영향이 주요한 것으로 나타났다. 강수량은 수문 변동의 주된 근원이 되었고, 강수빈도는 유량의 변동 폭을 좌우하는 직접적인 변수가 될 수 있었다. 강수량은 11 ${\sim}$ 5월에 적었고, 6 ${\sim}$ 10월에 풍부하여 대비가 되었으며 여름철과 가을철에 편중된 구조를 보였다. 유량은 7 ${\sim}$ 9월사이에 변동 폭이 가장 컸고, 1 ${\sim}$ 2월로 갈수록 변동이 거의 없었다. 주요 환경 요인에 대한 수문학적 영향은 각 요인의 계절적 변동을 좌우하였고, 그 양상은 크게 증가형, 감소형 및 중간형의 3가지유형으로 나눌 수 있었다. 환경 요인 중에서 수온, 탁도, 색도 및 유기물(COD)요인은 증가형에, DO, pH는 감소형에 해당하였다. 중간형에는 전기전도도, 알칼리도 및 염소 이온 농도가 포함되었으며, 각 요인간에도 상호 관련성이 관찰되었다. 육수학적 특성으로 볼 때,호수형 저수지의 특성과 다소 이질적인 하천형 저수지의 수환경관리에 대해 수문학적 요인의 중요성이 제시될 수 있었다.

Structural and Electrochemical Properties of Li2Mn0.5Fe0.5SiO4/C Cathode Nanocomposite

  • Chung, Young-Min;Yu, Seung-Ho;Song, Min-Seob;Kim, Sung-Soo;Cho, Won-Il
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권12호
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    • pp.4205-4209
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    • 2011
  • The $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ silicate was prepared by blending of $Li_2MnSiO_4$ and $Li_2FeSiO_4$ precursors with same molar ratio. The one of the silicates of $Li_2FeSiO_4$ is known as high capacitive up to ~330 mAh/g due to 2 mole electron exchange, and the other of $Li_2FeSiO_4$ has identical structure with $Li_2MnSiO_4$ and shows stable cycle with less capacity of ~170 mAh/g. The major drawback of silicate family is low electronic conductivity (3 orders of magnitude lower than $LiFePO_4$). To overcome this disadvantage, carbon composite of the silicate compound was prepared by sucrose mixing with silicate precursors and heat-treated in reducing atmosphere. The crystal structure and physical morphology of $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ was investigated by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, and high resolution transmission electron microscopy. The $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$/C nanocomposite has a maximum discharge capacity of 200 mAh/g, and 63% of its discharge capacity is retained after the tenth cycles. We have realized that more than 1 mole of electrons are exchanged in $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$. We have observed that $Li_2Mn_{0.5}Fe_{0.5}SiO_4$ is unstable structure upon first delithiation with structural collapse. High temperature cell performance result shows high capacity of discharge capacity (244 mAh/g) but it had poor capacity retention (50%) due to the accelerated structural degradation and related reaction.

유리섬유 분리막 인장으로 인한 구조전지의 전기적 물성 변화 (The Effect of Glass Fabric Separator Elongation on Electric Property in Structural Battery)

  • 신재성;박현욱;박미영;김천곤;김수현
    • Composites Research
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    • 제30권1호
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    • pp.46-51
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    • 2017
  • 질량 및 부피 증가없이 전지와 구조물기능을 복합재에 결합시키는 구조전지 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 탄소섬유 및 유리섬유를 하중지지 및 음극, 분리막 용도로 사용하고, 하중전달이 가능한 고체전해질을 모재로 쓰는 것이 현재 아이디어 이지만, 고체전해질이 두 성능을 충분히 만족시키지 못하는 수준이라 구조전지를 구현하지 못하고 있는 실정이다. 그래서, 본 연구는 유리섬유 분리막 및 액체전해질을 사용하여 하중지지 및 전지의 기능을 동시에 수행하는 실험을 구성하여 액체전해액을 사용한 구조전지의 가능성 및 전기적 물성 변화를 관찰하였다. 인장된 분리막은 안정성을 떨어트리는 영향을 미치는데, 이는 양극의 미세입자들이 늘어난 유리섬유의 틈새로 침투하는 것을 분리막이 막지 못하기 때문이라 예상하였고, 상용 분리막을 추가로 사용 하여 그 예상되는 원인을 확인해 보았다. 그리고, 이러한 구조전지 시스템을 구현하기 위해서는 유리섬유 특성의 연구와 전극과 분리막의 계면에 대한 연구가 필요하다.

교류 피복아크 용접에 의한 해수 배관 용접부위의 부식 특성 평가 (Evaluation of the corrosion property on the welded zone of seawater pipe by A.C shielded metal arc welding)

  • 정재현;김윤해;문경만;이명훈;김진경
    • Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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    • 제37권8호
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    • pp.877-885
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    • 2013
  • 선박 기관실의 해수 배관은 염소이온 농도와 전기 전도성이 높은 해수가 빠른 속도로 유동하는 환경에 놓여 있게 된다. 따라서 부식성이 강한 염소 이온으로 인해 배관 내부에 국부 부식이 발생하여 해수가 누설되는 경우가 종종 발생하고 있다. 그래서 해수 배관의 누설 부위에 대해 일반적으로 선박 내에서 여러 가지 피복아크용접봉을 사용하여 교류 아크용접기로 보수용접을 한다. 본 연구에서는 해수파이프 등에 E4301, E4311, E4313 및 E4316과 같은 피복아크용접봉으로 용접한 경우, 용접부위에 대해 영역별로 내식성 차이를 전기화학적 방법으로 비교 분석하고, 각각의 용접부위에 대한 미세조직 관찰 및 미소 비커스 경도를 측정하였다. E4313의 용접봉을 사용한 용접부가 다른 용접봉을 사용한 용접부에 비해 가장 낮은 경도 값을 나타내었으나 내식성은 가장 우수하게 나타나고 있다. 그리고 용접봉의 종류에 관계없이 용접부는 모재보다 상대적으로 내식성이 더 우수하였고, 경도도 더 높은 값을 나타내었다.

2005년 우리나라 습성강하물의 특성과 분포 (A Characteristics and Distributions of Wet Deposition in Korea, 2005)

  • 한진석;이상덕;홍유덕;공부주;신선아;정일록
    • 한국대기환경학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.459-467
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    • 2006
  • This study was carried out to characteristics and distributions of acid deposition in Korea. Precipitation was collected by acid deposition monitoring networks and analyzed for pH, conductivity, and following major ionic components $SO_4^{2-}$, $CI^-$, $NO_3^-$, $NH_4^+$, $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg{2+}$. During the investigation period, Volume weighted annual mean pH of precipitation in Korea is 4.8, showing slightly acidic level. The amount of rainfall in the range of pH 5.1$\sim$5.5 charged approximately 28% of annual precipitation,23.4% in pH 4.6$\sim$5.0, and contributed 16.2% under pH 4.5. Among seasons, alkaline precipitation has occurred more often in spring, meanwhile acidic precipitation in which pH is under 4.5 has frequently occurred in autumn. Volume weighted annual mean concentrations of $SO_4^{2-}$, $NO_3^-$, $CI^-$ are 2.558 mg/L, 1.590 mg/L, 1.286 mg/L respectively, and provided that $SO_4^{2-}$, is the major contributor, followed by $NO_3^-$, $CI^-$. In case of cation, annual mean concentration for $NH_4^+$, $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg{2+}$, $H^+$ are 0.693 mg/L, 0.528 mg/L, 0.439 mg/L, 0.455 mg/L, 0.089 mg/L,0.015 mg/L, and $NH_4$ were decided as the main contributor, followed by $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg{2+}$, $H^+$. Annual wet deposition rate for sulfate, nitrate and ammonia are $3.316gm^{-2}yr^{-1}$, $2.057gm^{-2}yr{-1}$, $0.894gm^{-2}yr{-1}$, respectively, and it was founded that the deposition flux in summer contributes about 38.42% to 67.62% to total deposition.

해안지역 비피압 충적 대수층에서의 흐름 및 분산(수치모형의 개발 및 적용) (A Study on the Flow and Dispersion in the Coastal Unconfined Aquifer (Development and Application of a Numerical Model))

  • 김상준
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제49권1호
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    • pp.61-72
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    • 2016
  • 얕은 비피압 충적층이 대부분인 우리나라 해안지역 대수층에서의 흐름과 분산을 분석하기 위하여, 비선형 Boussinesq 방정식에 대한 FDM 수치해석 모형을 개발하고, 이와 관련한 분석, 검증을 수행하였다. 수치해석 과정에서 비선형 문제를 해결하기 위하여 반복법을 사용하였으며, 수치모형은 자유 지하수면과 바닥의 굴곡을 고려하는 평면 2차원 모형이므로, 결국 3차원 형태를 나타낸다. 모형의 검증을 위해서, 흐름방정식의 경우 Lee (1989)가 제시한 급상승 혹은 급하강의 경계조건을 갖는 1차원 부정류 해석해와 비교하여 거의 일치하는 결과를 나타내었으며, 분산방정식의 mass balance 산출 결과는 10% 내외의 오차범위를 나타내었다. 개발된 모형은 비피압 대수층에서의 흐름 및 분산에 대한 평가 및 설계에 이용될 수 있다. 지하댐이 설치되어 있는 쌍천 하구역에서 본 모형을 적용하여 역해석에 의하여 관련 매개변수를 도출한 결과 투수계수는 90m/day, 종분산지수는 15 m로 산출되었다. 도출된 매개변수를 대상지역에 적용하여 갈수기를 기준으로 분석한 결과, 양수정은 7호 양수정을 제외하고는 서로 영향권 내에 있는 것으로 나타났다. 대수층을 통한 해안유출량은 $3700m^3/day$로 산출되었다. 또한 지하댐이 없을 경우 양수정의 염소이온($cl^-$) 농도는 1000 mg/L 이상 증가하는 것으로 나타나 지하댐의 역할이 큰 것으로 분석되었다.