A mold of free-form concrete segment can be used only one time. Thus, the construction duration and cost are increased. The materials of the mold such as wood and metal have limitations due to the implementation and reuse. The review of the material of the mold for free-form concrete segment is needed to reduce duration and production cost. Phase change material can be used both to implement free-shape by heating and to produce mold after cooling. After using Phase change material can be re-used to mold by heating. The scope of this study is many kind of phase change materials for molding. The aim of this study is to analyze the phase change materials for production of changable mold for free-form concrete segment. In this study, the paraffin wax that is melted at 64℃ was selected by considering both the energy efficiency and the weather of Korea.
JSTS:Journal of Semiconductor Technology and Science
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제8권1호
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pp.1-10
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2008
The present status of technical development of a highly scalable, high-speed non-volatile PCM is overviewed. Major technical challenges are described along with solutions that are being pursued in terms of innovative device structures and fabrication technologies, new phase change materials, and new memory schemes.
본 연구는 기존 국내 건축물의 동결을 방지를 위해 열선을 매립한 토목 및 건축물의 열선으로 인한 외부 에너지 사용으로 탄소 배출 및 유지관리비용이 증가하는 것을 절감시킬 수 있는 에너지 효율을 증대한 에너지 저장 시멘트 복합체를 제안한다. 최근 탄소 저감을 위해 상변화 물질(PCM)을 일반 시멘트 복합체에 통합하여 잠열 성능을 부여하는 연구가 진행되어왔다. 그러나 상변화 물질을 혼입한 콘크리트의 경우 상변화 물질의 유출, 강도 저하 및 부족한 열적 성능 등에서 문제점을 보이는 경향이 있다. 본 연구에서는 이러한 문제를 극복하기 위해 마이크로캡슐을 이용하여 상변화 물질을 캡슐화시켜 시멘트 복합체에 혼입하고 다중벽탄소나노튜브와 실리카 퓸을 사용하여 시멘트 복합체의 강도 감소를 최소화시킨 고효율 열저장 시멘트 복합체를 제안한다. 열선을 매립한 환경에서 보통 시멘트 복합체를 대체하여 고효율 열저장 시멘트를 사용한 경우 약 42 %의 에너지를 저감하는 효과를 보여주었으며 PCM만 혼입한 시멘트 복합체에 비해 압축강도, 휨강도는 각각 18 %, 23 %을 개선하여 사용성을 입증하였다.
Global automobile manufacturers are developing electric vehicles (EVs) to eliminate the pollutant emissions from internal combustion vehicles and to minimize fossil fuel consumptions for the future generations. However, EVs have a disadvantage of shorter traveling distance than that of conventional vehicles. To answer this shortfall, more batteries are installed in the EV to satisfy the consumer expectation for the driving range. However, as the energy capacity of the battery mounted in the EV increases, the amount of heat generated by each cell also increases. Naturally, a better battery thermal management system (BTMS) is required to control the temperature of the cells efficiently because the appropriate thermal environment of the cells greatly affects the power output from the battery pack. Typically, the BTMS is divided into an active and a passive system depending on the energy usage of the thermal management system. Heat exchange materials usually include gas and liquid, semiconductor devices and phase change material (PCM). In this study, an application of PCM for a BTMS was investigated to maintain an optimal battery operating temperature range by utilizing characteristics of a PCM, which can accumulate large amounts of latent heat. The system was modeled using Dymola from Dassault Systems, a multi-physics simulation tool. In order to compare the relative performance, the BTMS with the PCM and without the PCM were modeled and the same battery charge/discharge scenarios were simulated. Number of analysis were conducted to compare the battery cooling performance between the model with the aluminum case and PCM and the model with the aluminum case only.
본 연구는 수중 무인 이동체의 장기 운용을 위한 전기 에너지의 생성을 위하여 상변화물질(PCM)을 활용하는 방안에 대한 실험적 연구이다. 상변화물질이 온도에 따라 고체와 액체의 상태로 변하면서 발생하는 부피의 변화가 한정된 공간에서 고압으로 변환되어 이를 통해 유체의 흐름을 만들어 발전하는 방식이다. 상변화물질로 해양의 온도를 고려하여 폴리에틸렌글리콜(Polyethylene glycol)을 사용하였으며, 고체상태인 저온(1℃~2℃)과 액체 상태인 고온(21℃~25℃)에서 부피 변화를 압력으로 변환 시켜주는 전기 에너지 생성 장치를 제작하여 전기 에너지 생성 실험을 수행하였다. 실험 결과, 상(Phase)변화에 따른 압력 변화는 1시간에서 2시간 사이에 급격히 발생하였으며, 4시간 이후에는 약 24MPa 정도의 압력을 유지하였다. 이를 통해 상변화물질과 온도 차를 이용하여 수중 무인 이동체의 전원으로 활용할 수 있음을 확인하였고, 이를 적용하기 위해서는 좀 더 개선된 설계가 이루어져야 함을 알 수 있었다.
In this study, Aftertreatment properties of PCM/Nylon sheath/core fabrics have been determined. Especially, the relationship between finishing property and content including of PCM ratio. Samples of PCM/Nylon fabrics were monitored, separately, with 2% o.w.f solutions of each of the berberine chloride, cetylpyridinium chloride(CPC), benzyldimethylhexadecyl ammonium chloride(BDHAC) and dodecyltrimetyl ammonium bromide(DTAB). Various temperatures and liquor ratio and pH conditions were also studied to optimize aftertreatment properties. Berberine chloride finished sample showed the good color fastness. Cetylpyridinium chloride(CPC) finished sample showed very effective antibacterial properties against Staphylococcus aureus and Klebsiella pneumoniae.
A $Ge_2Sb_2Te_5$ nanowire (GST NW) phase change memory device is investigated with Joule heating electrodes. GST is the most promising phase change materials, thus has been studied for decades but atomic structure transition in the phase-change area of single crystalline phase-change material has not been clearly investigated. We fabricated a phase change memory (PCM) device consisting of GST NWs connected with WN electrodes. The GST NW has switching performance with the reset/set resistance ratio above $10^3$. We directly observed the changes in atomic structure between the ordered hexagonal close packed (HCP) structure and disordered amorphous phase of a reset-stop GST NW with cross-sectional STEM analysis. Amorphous areas are detected at the center of NW and side areas adjacent to heating electrodes. Direct imaging of phase change area verified the atomic structure transition from the migration and disordering of Ge and Sb atoms. Even with the repeated phase transitions, periodic arrangement of Te atoms is not significantly changed, thus acting as a template for recrystallization. This result provides a novel understanding on the phase-change mechanism in single crystalline phase-change materials.
Transactions on Electrical and Electronic Materials
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제15권1호
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pp.37-40
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2014
A novel memory is reported, in which $Ge_2Sb_2Te_5$ (GST) has been used as a floating gate. The threshold voltage was shifted due to the phase transition of the GST layer, and the hysteretic behavior is opposite to that arising from charge trapping. Finite Element Modeling (FEM) was adapted, and a new simulation program was developed using c-interpreter, in order to analyze the small shift of threshold voltage. The results show that GST undergoes a partial phase transformation during the process of RESET or SET operation. A large $V_{TH}$ shift was observed when the thickness of the GST layer was scaled down from 50 nm to 25 nm. The novel 1 transistor PCM (1TPCM) can achieve a faster write time, maintaining a smaller cell size.
A thermal storage systems was designed to correspond to the temporal or quantitative variation in the thermal energy demand, and most of its heat is stored using the latent and sensible heat of the heat storage material. The heat storage method using latent heat has a very complex phenomenon for heat transfer and thermal behavior because it is accompanied by a phase change in the course of heating/cooling of the heat storage material. Therefore, many studies have been conducted to produce an experimentally accessible as well as numerical approach to confirm the heat transfer and thermal behavior of phase change materials. The purpose of this study was to investigate the problems encountered during the actual heat transfer from an internal storage tank through simulation of the process of storing and utilizing thermal energy from the thermal storage tank containing charged PCM. This study used analysis methods to investigate the heat transfer characteristics of the PCM with simultaneous heating/cooling conditions in the rectangular space simulating the thermal storage tank. A numerical analysis was carried out in a state considering natural convection using the ANSYS FLUENT(R) program. The result indicates that the slope of the liquid-solid interface in the analysis field changed according to the temperature difference between the heating surface and cooling surface.
The thermal conductivity and density of slurries entrained with the particles of Micro-PCM are measured with respect to its temperatures as well as concentrations. For the thermal conductivity of slurries, a device made from P.A. Hilton (Model No. H470) is adopted. There is a well-scaled 0.3 mm gap between shells into which the slurry is injected. The temperatures of the slurry are changed to $5~25^{\circ}C$ , for which it is controled by the supplied voltage and cooling water circulated around the outer shell. The concentrations of Micro-PCM slurries are varied from 5 wt% to 50 wt%. Some general equations such as Maxwell's equation, are evaluated for their applicability with Micro-PCM slurry. As a result, it happens to be some 20% discrepancy between the experiment and the applied equations. The density measurements of Micro-PCM slurry to its temperature and concentration are peformed by hydrometer. For the experiment, tetradecane encapsulated slurry (($t_m≒6^{\circ}C$) and a mixed wax ($t_m≒50^{\circ}C$) are tested. The temperature changes of tetradecane are applied for $0^{\circ}C\;to\;$20^{\circ}C$and a mixed wax for $20^{\circ}C\;to\;$60^{\circ}C$ and its concentrations are changed from 5 wt% to 30 wt%. The results are compared with a general equation and the referenced data. For the conclusion, the experimental result and a general equation are well agreed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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