• 제목/요약/키워드: Research Process Engineering

검색결과 13,343건 처리시간 0.045초

in Vitro와 ex vivo에서 황백 온수추출물의 신생혈관 억제효과 (The Anti-angiogenic Potential of a Phellodendron amurense Hot Water Extract in Vitro and ex Vivo)

  • 김억천;김서호;배기호;김한성;겔린스키 미첼;김택중
    • 생명과학회지
    • /
    • 제25권6호
    • /
    • pp.693-702
    • /
    • 2015
  • 신생혈관형성을 억제하는 것은 최근들어 많은 고형암의 치료에 있어서 매우 유용한 접근 방법이다. 현재까지 가장 잘 알려진 접근 방법은 신생혈관형성의 핵심인자인 혈관내피세포성장인자(VEGF)를 표적으로 하는 방법이다. 다양한 화학예방 물질들을 포함하는 많은 자연의 생산물들이나 추출물들은 그들의 항신생혈관형성 성질을 통하여 악성종양의 성장을 억제하고 있다. 황백은 항종양, 항균, 항염증 및 그외 다른 생물학적 작용을 가지고 있는, 오래전부터 널리 사용되어온 한국 전통 약재이다. 우리는 종양의 성장, 침투, 전이에 있어서 매우 중요한 과정인 신생혈관형성에 미치는 황백 온수추출물의 효과를 연구하였다. 황백 온수추출물의 항신생혈관형성 효과를 확인하기 위해서 혈관 내피세포의 성장, 이동, 침투, 관형성 그리고, 자이모그램 분석을 수행하였으며, 흰쥐 대동맥 주변 미세혈관 발아실험을 진행하였다. 그 결과, 황백 온수추출물은 혈관내피세포성장인자(VEGF)에 의해 유도되는 혈관내피세포의 성장, 이동, 침투, 관형성 그리고, 대동맥의 혈관발아를 억제하는 효과를 in vitro와 ex vivo 실험을 통해서 확인하였다. 또한, 황백 추출물은 VEGF에 의해 유도되는 기질금속단백질분해효소 (MMP)-2와 -9의 활성화를 저해하였다. 본 연구 결과들은 황백 온수추출물의 신생혈관형성 억제작용이 암과 같은 혈관신생과 관련된 질병을 치료하는데 좋은 소재가 될 수 있음을 시사한다

천마총 출토 철부(鐵釜)의 제작기법 및 보존처리 (Study on the Manufacturing techniques & Conservation of Iron Pot from Cheonmachong Ancient Tomb)

  • 이승렬;신용비;정원섭
    • 보존과학회지
    • /
    • 제30권3호
    • /
    • pp.263-275
    • /
    • 2014
  • 천마총(황남동 제 155호 고분)에서 출토된 철부(鐵釜)의 제작기법 및 보존처리에 대하여 연구하고자 하였다. 철부의 제작기법을 조사하기 위하여 유물 중 일부를 채취하여 마운팅 후 연마하고, etching을 실시하여 금속조직을 관찰하였고, 비금속개재물부분은 SEM-EDS로 분석을 실시하였다. 금속학적 조직검사와 SEM-EDS분석 결과 철 솥은 백주철 조직이 관찰되었고, 주조 후 상온에서 서서히 건조시킨 것으로 보이며, 취성을 개선하기 위해 별다른 열처리를 시도한 흔적은 보이지 않는다. 몸통 중심부의 폭3cm 두께 1.5cm 전이 확인됨에 따라서 가로식 거푸집을 활용한 이분제작기법을 사용하여 주조한 것으로 추정된다. 이처럼 백주철 조직과 가로식 거푸집을 활용한 제작기법은 비슷한 시기인 식리총과 황남대총에서 출토 된 철 솥에서도 나타나는 것으로, 당시 주조품의 생산기술이 동일하였음을 알 수 있었다. 보존처리는 크게 처리전조사, 이물질제거, 탈염처리, 강화처리, 접합 복원, 색맞춤의 순서로 진행하였으며, 처리과정 중 필요에 따라 세척 및 건조를 실시하였다. 강화처리는 유물의 크기로 인하여 진공함침에 어려움이 있었으므로, 저농도의 Paraloid NAD-10을 2-3차례 붓으로 도포하였고, 보존처리가 완료된 후 15wt.% Paraloid NAD-10용액으로 표면을 재강화하였다. 파손부위의 복원은 섬유강화플라스틱 수지(POLYCOAT FH-245,몰드 적층용)를 사용하여 파손 부위와 유사한 형태의 모형을 만든 후 접합하여 복원하였다. 이번 연구를 통하여 철제유물의 보존처리뿐만 아니라 5-6세기 주조 철솥의 제작기법에 대한 자료를 축적함으로 향후 보다 나은 연구를 위한 발판으로 활용되었으면 한다.

상용 소형 쑥뜸의 열역학적 특성에 대한 실험적 연구 (Experimental Study on the Thermodynamic Characteristics of Commercial Small-size Moxa Combustion)

  • 이건목;황유진;이건휘
    • Journal of Acupuncture Research
    • /
    • 제18권6호
    • /
    • pp.171-187
    • /
    • 2001
  • Objective : Moxibustion has been proved efficacious for many diseases, but isn't widespread in the clinics due to a danger of skin burning, the smoke produced while burning a moxa combustion and so on. Therefore, another type of moxa that can be resolved these troubles is required. To improve the effect of moxibustion and develop the new thermal stimulating treatment, the performance of commercial moxibustion widely used are studied systematically and found out quantitatively. Methods : We have selected two types (small-size moxa A(sMA), small-size moxa B (sMB)) among small-size moxaes used widely in the clinic. We examined combustion time, various temperatures, temperature gradient in each period during a combustion of moxa. Results : 1. The combustion time in the preheating period appeared somewhat longer in sMA than in sMB. 2, The combustion time in the heating period appeared longer in sMA by 26% than in sMB. 3. The average temperature in the heating period was $37.6{\sim}37.8^{\circ}C\;in\;sMA\;and\;36.2{\sim}36.8^{\circ}C$ in sMB and the maximum temperature measured at a center of contact surface in sMA was $48.6^{\circ}C$, higher by over $2.8^{\circ}C$ than that of sMB moxibustion. 4. The average ascending temperature gradient in the heating period was $0.08{\sim}0.1^{\circ}C/sec$ in both moxaes, and the average ascending temperature gradient of heating period in sMB appeared larger. The maximum ascending temperature gradient appeared higher in sMB, and the time reaching maximum ascending temperature gradient appeared much earlier in sMA than in sMB. 5. The combustion time in the retaining period was around 100 sec in sMA and around 275 sec in sMB. 6. The average temperature in the retaining period was $42.2{\sim}46.0^{\circ}C\;in\;sMA\;and\;39.3{\sim}41.4^{\circ}C/sec$ in sMB. The minimum temperature in the retaining period was over $38.80^{\circ}C$ in sMA but just $34.7^{\circ}C$ in sMB. 7. The average descending temperature gradient in sMA was $-0.050{\sim}0.067^{\circ}C/sec$ and in sMB was $-0.030{\sim}0.037^{\circ}C/sec$ 8. The combustion time in the cooling period appeared longer over two times in sMA than in sMB, and the time which the cooling period (minimum temperature) finished at appeared later in sMB by 55 sec. 9. We classified the combustion process that the measured temperature rose over body heat($37^{\circ}C$) into the effective combustion period. The effective combustion time was 233.3 sec in sMA and 300.4 sec in sMB respectively, and was longer by about 29% in sMB. The average temperature and maximum temperature in the effective combustion time appeared higher in sMA. The time taken until the maximum temperature was reached was 225.1 sec in sMA and 244.5 sec in sMB, faster by about 20 sec in sMA. The maximum ascending temperature gradient during the effective combustion period appeared larger about 1.4 times in sMB, but the time when the maximum ascending temperature gradient happened was faster in sMA. Conclusion : It appears that sMB, compared with sMA, is proper if necessary to apply the long time and weak stimulus, because of the gentle stimulus during the relatively longer time. In contrast, sMA that the symmetrical combustion happened is proper if necessary to apply the short time and strong stimulus.

  • PDF

하수슬러지의 차수재 및 복토재로의 이용타당성에 관한 연구 (A Feasibility Study on the Use of Liner and Cover Materials Using Sewage Sludge)

  • 유남재;김영길;박병수;정하익
    • 한국지반공학회논문집
    • /
    • 제15권2호
    • /
    • pp.43-71
    • /
    • 1999
  • 본 연구는 하수처리장 슬러지를 사용하여 매립지의 복토재 및 차수재의 건설재료로 개발하기 위하여 수행한 실험의 분석결과이다. 하수슬러지에 그의 지반공학적 물성증진을 위하여 화강토와 화력발전소의 부산물인 플라이애쉬를 주첨가물로 사용하고 부첨가물로 시멘트 및 벤토나이트를 소정의 혼합비율로 섞어서 각각 전단강도 증진과 투수계수 감소효과를 도모하였다. 주재료인 하수슬러지와 첨가재의 혼합비율을 변화시킨 혼합물에 대하여 다양한 실내실험을 수행하여 복토재 및 차수재의 설계기준의 적합성 여부를 조사하였다. 각 주재료, 첨가재, 혼합물의 비중, 입도분석, 액\ulcorner소성한계 실험을 실시하여 기본물성을 구하고 그들이 투수성, 다짐성, 압축성, 전단강도에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 혼합물에 대하여 실내다짐시험을 실시하여 최대건조단위중량과 최적함수비를 구하고 현장 다짐효율성을 평가하였다. 다짐혼합시료에 대하여 변수두 투수시험을 실시하여 투수계수를 구하는 한편 변수두 투수시험을 하중제어식 압밀시험중에 병행 실시하여 그들의 압밀정수 및 투수계수를 측정하였다. 슬러지의 장기적 안정성과 관련하여 크리프실험을 변수두 투수시험과 함께 실시하였다. 한편, 한달간을 부패시킨 다짐시료에 대하여 투수시험을 실시하여 슬러지내 유기물질 부패에 의한 투수계수에 미치는 영향에 대하여 고찰하였다. 슬러지에 화강토, 플라이애쉬, 벤토나이트를 일정비율로 섞은 혼합물에 대하여 직접전단시험을 실시하여 전단강도정수를 구하였다. 시멘트와 혼합한 슬러지에 대하여 일축압축 강도시험을 실시하여 혼합비와 재령기간에 따른 압축강도 변화를 분석하였다. 한편, 다짐혼합시료에 대하여 CBR시험을 수행하여 그들의 주행성에 대한 평가를 실시하였다. 이와 같은 다양한 실험결과를 종합분석하여 매립지의 차수재 및 복토재로서 사용조건 만족여부를 검토하였다.

  • PDF

경관시뮬레이션을 이용한 도시교량의 시각적 특성 평가 - 경의선 폐철구간 양화로 지역을 대상으로 - (Assessment of Visual Characteristics of Urban Bridges using Landscape Simulations - A Case Study of Yanghwaro in the Gyeongui Railroad Area -)

  • 천현진;김성균
    • 한국조경학회지
    • /
    • 제38권3호
    • /
    • pp.75-82
    • /
    • 2010
  • 본 연구는 경의선 폐철구간 공원화 사업 구간 중 양화로 지역을 대상으로 경관시뮬레이션을 이용하여 도시교량경관의 시각적 특성을 평가하였다. 기존의 논문들은 선호도 평가를 통해서 설계방향만을 제시하였을 뿐 교량 시공 시 실질적인 경관 설계에 대한 사례 및 설계과정에 대한 연구 등은 이루어지지 않았다. 이러한 문제점으로 인하여 실제로 직접적인 교량 경관 설계에 활용하기에는 미흡하다. 본 연구는 교량 시공이 이루어질 가능성이 있는 대상지를 찾아서 주위 환경과 교량 형식에 따른 교량경관의 이미지를 평가하고, 선호도를 분석하여 교량 경관설계 시 이용 가능한 이론적 기초자료를 제시하는데 그 의의를 찾을 수 있다. 경관시뮬레이션에 사용된 배경경관은 도시경관이며 시뮬레이션을 할 대상교량은 거더교, 아치교, 트러스교, 사장교, 현수교 5개의 교량 유형을 대상으로 하였다. 대상교량은 설계도면을 바탕으로 하여 교량형태를 선정하였으며, 유형의 형태는 각 교량유형에 적합하고 그 특성이 뚜렷하면서도 일반적인 형태로 선정하였다. 연구결과를 요약해 보면 다음과 같다. 배경경관에 거더교를 제외한 나머지 교량을 도입하면 시각적 선호에 긍정적인 영향을 미치는 것으로 분석되었다. 선정된 배경경관의 이미지 평가에서는 '인공적인' 이미지가 높게 평가된 것으로 분석되었다. 거더교 도입경관의 이미지 평가에서는 '안정한', '질서있는' 이미지가 높게 평가되었으며, 아치교 도입경관의 이미지 평가에서는 '안정한', '아름다운', '질서있는', '흥미로운' 이미지가 높게 평가되었다. 트러스교 도입경관 이미지 평가에서는 '아름다운', '안정한', '질서있는' 이미지가 높게 평가되었으며, 사장교 도입경관 이미지 평가에서는 '자연적인', '조화로운', '질서있는' 이미지를 제외한 나머지 이미지에서 높게 평가된 것으로 분석되었다. 그리고 현수교는 '자연적인' 이미지를 제외한 모든 면에서 높은 평가를 나타내었다. 교량설계 시 교량형태가 주변 환경의 시각적 선호도에 높은 영향을 미치는 것으로 분석되었으며, 경관설계 시 교량형태와 주변 환경을 함께 고려한 경관계획의 수립이 필요한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 경관성에 대한 교량형태 만을 연구하였으나, 안정성, 경제성, 시공성 등 교량설계 시 여러 가지 중요한 변수들이 존재하므로 추후 연구에서는 이들과 함께 복합적으로 분석, 연구되어 적절한 교량형태가 선정될 수 있도록 해야 할 것이다.

대장균이 생산한 재조합 인체 감마인터페론의 발현과 정제 (Expression and Purification of Recombinant Human Interferon-gamma Produced by Escherichia coli)

  • 박정렬;김성우;김재범;정우혁;한명완;조영배;정준기
    • KSBB Journal
    • /
    • 제21권3호
    • /
    • pp.204-211
    • /
    • 2006
  • IFN-${\gamma}$의 대량생산을 위한 기초연구로서 IFN-${\gamma}$의 아미노 말단에 glucagon과 ferritin을 융합파트너로 각각 결합시켜 재조합 IFN-${\gamma}$의 발현을 유도하였다. 대장균 내에서 발현되는 IFN-${\gamma}$는 그 자체로 매우 강한 소수성 결합의 양상을 나타내어 inclusion body 형태로 발현된다고 알려져 있으나 OrigamiTM(DE3) 균주로부터 50% 이상의 수용성 형태로 발현시켰다. IFN-${\gamma}$로부터 융합파트너를 제거할 수 있는 system을 개발하기 위해 융합파트너와 IFN-${\gamma}$ 사이에 enterokinase cleavage site를 도입하였으며, enterokinase에 의해 IFN-${\gamma}$에는 영향을 미치지 않고 효과적으로 융합파트너를 제거할 수 있었다. 재조합 IFN-${\gamma}$의 분리 및 정제를 위해 발현벡터상의 융합파트너와 IFN-${\gamma}$사이에 6X His-tag을 도입하였고 융합파트너의 N-말단에도 6X His-tag을 추가적으로 도입함으로써 융합파트너와 더불어 enterokinase에 의해 분해되지 않은 융합단백질을 Ni-NTA agarose column으로 제거함으로서 IFN-${\gamma}$를 완전 정제할 수 있었다. IFN-${\gamma}$의 발현을 유도하는 발현유도체로서 15 mM lactose를 이용하여 5 L 발효조에서 IFN-${\gamma}$의 발현을 검토한 결과, 재조합 균체의 단위 건조질량(dry cell weight, g)으로 약 11 g DCW/L 수준의 재조합 융합단백질을 얻을 수 있었다.

해외 LNG벙커링 비즈니스 모델 분석 (Analysis of Overseas LNG Bunkering Business Model)

  • 김기동;박소진;최경식;조병학;오영삼;조상훈;차건종;조원준;성홍근
    • 한국가스학회지
    • /
    • 제22권1호
    • /
    • pp.37-44
    • /
    • 2018
  • 국제해사기구의 선박배출가스 규제 등의 환경규제 강화로 세계 주요 국가에서는 선박배출가스에 대한 3가지 솔루션 중에서 LNG연료를 장기적 솔루션으로 추진하는 국가와 기업이 늘어나고 있다. 본 연구에서는 세계적으로 LNG벙커링에 대한 비즈니스를 어떠한 형태로 이끌어 가는지에 대한 고찰로서, 주요 국가인 일본, 중국, 싱가포르의 아시아 지역과 유럽 그리고 미국을 중심으로 비즈니스 모델 관점에서 분석을 하였다. 연구결과 중국은 국가 위주의 LNG벙커링 정책 수립 후에 국가와 에너지 회사가 제휴하여 LNG연료추진선박용 LNG벙커링 비즈니스를 진행하여 있음을 발견하였다. 유럽 일부와 미국은 순수한 민간회사 위주의 LNG벙커링 비즈니스가 진행되고 있으며, 민간회사는 현재 선박유보다 저렴한 LNG연료 확보를 위하여 LNG터미널, 천연가스 액화플랜트 등의 중상류 사업자와의 제휴를 통해 가격 경쟁력이 높은 LNG를 확보하면서 자사 LNG연료추진선박에 LNG벙커링을 하는 비즈니스 모델을 가지고 있다. 전 세계 LNG벙커링 비즈니스는 공기업보다는 민간기업 위주로 진행되고 있으며, LNG벙커링 인프라 구축에는 초기비용이 필요하여 대부분 에너지 대기업 위주로 비즈니스가 진행되고 있었다. LNG벙커링 비즈니스는 현재 3가지 모델(TOTE 모델, Shell 모델, ENGIE 모델)이 개발 되고 있다. 국가별로 LNG벙커링 비즈니스 추진 방식은 기업 및 국가 정책에 따라 다르게 적용된다는 것을 발견하였다.

민간기업 조경공사에서 나타나는 식재설계 변경 타당성에 대한 전문가 인식 분석 (An Analysis of the Cognition of Professionals Regarding the Validity of Planting Design Change that Occurred in the Landscape Construction of a Major Private Company)

  • 박재영;조세환
    • 한국조경학회지
    • /
    • 제42권6호
    • /
    • pp.101-110
    • /
    • 2014
  • 본 연구는 민간기업에서 시행한 아파트 단지의 조경공사 중 식재설계변경의 유형과 변경의 타당성을 분석하여 공기업과 비교 고찰함으로써 조경공사 시에 발생하는 식재설계 변경을 객관적이고 효율적으로 관리하기 위한 기초 자료 제시를 목적으로 수행하였다. 본 연구의 결과 다음과 같은 다섯 가지를 얻을 수 있었다. 첫째, 민간기업에서 시행한 아파트 단지 조경공사에서 발생한 설계 변경 중 식재공사에서 발생한 비율이 61.8%를 차지하고 있음으로써 식재 부분이 설계변경의 주된 대상이 되는 것으로 나타났다. 둘째, 이러한 설계변경원인으로는 주로 공기부족 등 현장 여건과 관련되는 것이었고, 특히 체계적 설계변경보다는 현장에서 구두 설계변경승인으로 이루어지는 것으로 나타났다. 셋째, 식재설계의 설계변경은 한 건의 설계변경 승인에 7~48회의 동시다발적으로 발생하는 특징을 보이고 있었다. 넷째, 민간기업에서 발생하는 조경식재공사 설계변경 유형은 '이용자를 고려한 설계변경', '이미지 개선을 위한 설계변경', '유지관리의 용이성을 위한 설계변경', '설계내역 불일치로 인한 설계변경', '타 공종과의 관계로 인한 설계변경', '현장조사 미비로 인한 설계변경', '시공성을 고려한 설계변경' 등 총 7가지의 조경식재공사 설계변경 유형으로 구분할 수 있었는데 이것은 공기업에서 추진하는 설계변경 유형과 크게 다르지 않은 것으로 나타났다. 넷째, 이들 7가지 중 민간기업의 경우, '이용자를 고려한 설계변경'과 '이미지 개선을 위한 설계변경'이 전체 설계변경의 빈도에서 과반수를 넘는 것으로 나타나 공기업의 '이용자를 고려한 설계변경'과 '설계내역 불일치로 인한 설계변경'으로 나타난 것과 상이한 점을 보이고 있었다. 다섯째, 식재공사 설계변경 과정의 경우 민간기업은 공기단축을 통한 공사비용 절감 차원에서 선(先)시공 후(後)승인의 관행을 보이고 있는 것으로 나타났지만, 공기업의 경우 현장에서 설계변경 사유가 발생하였을 시 현장 상황 및 변경내용을 검토하고 반영하여 설계변경 절차를 보이는 등 상이한 절차를 거치는 것으로 나타났다. 이상의 결과는 조경공사 중 식재설계 변경의 유형은 공기업, 사기업에 관계없이 7개의 범주로 설계변경의 유형은 동일하나, 설계변경의 주된 사유와 절차는 상이한 점이 있는 것으로 나타남으로써 식재설계 변경은 조경공사의 성격에 따라 합리성과 효율성 차원에서 유동성 있게 적용하는 것이 바람직한 것으로 사료되었다.

고선량률 강내조사선원을 이용한 근접조사선량계획전산화 개발 (Development of Dose Planning System for Brachytherapy with High Dose Rate Using Ir-192 Source)

  • 최태진;예지원;김진희;김옥배;이호준;한현수
    • Radiation Oncology Journal
    • /
    • 제20권3호
    • /
    • pp.283-293
    • /
    • 2002
  • 목적 : 고선량률의 Ir-192 선원을 이용한 근접조사의 모의촬영 영상을 개인컴퓨터(PC)에 입력하여 해부학적 영상에 선량분포를 구현하고 히스토그램, 선량-용적히스토그램 및 3차원 선량분포를 전산화하였다. 대상 및 방법 : 선량전산화에 이용된 선원은 원격근접조사장치(Buchler 3K, 독일)의 Co-60 대체선원으로 한국원자력 연구소와 공동으로 개발한 Ir-192이다. 선원 모양에 의존하는 선량분포의 비등방성은 선원을 미소 분할하여 구한 선량과 선원 중심에서 측방 기준점의 공중선량을 기준으로 규격화한 값을 이용하였다. 선원 주위의 조직선량은 선원 중심에서 측방으로 실측된 조직감쇠와 산란에 의한 보정계수와 에너지에 따른 공기 저지능에 대한 조직의 저지능 비로 공중-조직선량 변환계수를 적용하고 기준점에 대해 규격화한 선량률표를 검색하여 얻도록 하였다. 선량계획 전산화 과정에 모의촬영 영상입력, 선원입력과 선원의 축면 결정과 해부학적 영상을 이용한 선량분포와 점선량, 히스토그램 및 선량-용적 히스토그램을 구현하였다. 결과 : 저자들이 개발한 근접조사 선량계획시스템에는 선원모의촬영 영상을 스켄하여 비트맵 파일로 저장하고, 좌표원점과 확대율을 정해, 선원위치를 결정하고 선량분포와 선량분석 프로그램을 포함한 선량전산화를 구현하였다. 실험에 이용된 Ir-192 선원의 조직내 선량은 공중선량율과 조직에 의한 감쇠 및 산란에 의한 실험식을 이용하였다. 선원 중심에서 축상의 거리와 축에서 떨어진 거리에 따른 선량률표에서 행렬 검색하여 얻도록 하였다. 근접조사선량계획은 선원좌표 입력과 선원의 축면(principal plane)을 결정하여 선원이 포함된 평면상의 선량을 구현하였으며, 시뮬레이션 영상인 관상면과 시상면에 선량분포를 구현하였다. 선량-히스토그램에 의한 선량분포 분석은 임의의 해부학적 영상면 위에 커서가 놓인 위치의 선량 스켓치로 얻었다. 임상에 필요한 선량분석은 선원의 축에서 면의깊이를 이동하여 선량분포를 구할 수 있게 하였으며, 선량-용적 히스토그램과 3차원 선량분포를 구현하였다. 결론 : 고선량률 Ir-192를 이용하여 근접조사선량계획을 전산화하였으며, 선량분포의 분석에는 해부학적 영상의 선량분포와 선량-히스토그램, 선량-용적히스토그램을 구현하였으며, 선량분포의 면을 임의 선택할 수 있고 3차원 선량분포를 포함한 선량계획시스템을 준비하였다.

다양한 멤브레인을 적용한 메틸 바이올로겐과 템폴 활물질 기반 수계 유기 레독스 흐름 전지 성능 평가 (The Effect of Different Membranes on the Performance of Aqueous Organic Redox Flow Battery using Methyl Viologen and TEMPOL Redox Couple)

  • 박균호;이원미;권용재
    • Korean Chemical Engineering Research
    • /
    • 제57권6호
    • /
    • pp.868-873
    • /
    • 2019
  • 본 연구에서는 유기물인 메틸 바이올로겐(methyl viologen, MV)과 템폴(4-hydroxy-TEMPO, TEMPOL)을 활물질로 사용하고 NaCl의 중성 전해질 기반 수계 유기 레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 메틸 바이올로겐(MV)과 템폴(TEMPOL)은 중성 전해질인 염화나트륨(NaCl) 전해질에 대해 높은 셀전압(1.37 V)을 얻을 수 있다. 성능 비교를 위해 사용한 멤브레인은 두 가지이다. 첫째로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 117를 사용하였을 때 성능은 첫번째 사이클에서 충전만 일어났을 뿐 그 후 높은 저항 때문에 완전지가 작동하지 않았다. 하지만 두번째로 사용한 Fumasep 음이온 교환막(FAA-3-50)은 Nafion 117 멤브레인을 사용했을 때와는 다르게 비교적 안정적인 충방전 사이클링을 보였다. 전류 밀도 $40mA{\cdot}cm^{-2}$, 컷-오프 전압 0.55~1.7 V에서 전류 효율(charge efficiency)은 97%, 전압 효율(voltage efficiency)은 78%로 높게 나타났다. 방전 용량(discharge capacity)은 10사이클에서 $1.44Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 54%를 나타내었다. 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.0015Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 로 나타났다. 순환주사전류 실험을 통해 Nafion 117 멤브레인과 Fumasep 음이온 교환막 사이의 이러한 성능차이는 활물질의 크로스 오버(cross over) 현상으로 인한 방전 용량 손실이 아닌 멤브레인과 활물질의 화학적 반응으로 인한 저항 증가가 원인임을 파악할 수 있었다.