Semiconductor nanowires offer exciting possibilities as components of solar cells and have already found applications as active elements in organic, dye-sensitized, quantum-dot sensitized, liquid-junction, and inorganic solid-state devices. Among many semiconductors, silicon is by far the dominant material used for worldwide photovoltaic energy conversion and solar cell manufacture. For silicon wire to be used for solar device, well aligned wire arrays need to be fabricated vertically or horizontally. Macroscopic silicon wire arrays suitable for photovoltaic applications have been commonly grown by the vapor-liquid-solid (VLS) process using metal catalysts such as Au, Ni, Pt, Cu. In the case, the impurity issues inside wire originated from metal catalyst are inevitable, leading to lowering the efficiency of solar cell. To escape from the problem, the wires of purity of wafer are the best for high efficiency of photovoltaic device. The fabrication of wire arrays by the electrochemical etching of silicon wafer with photolithography can solve the contamination of metal catalyst. In this presentation, we introduce silicon wire arrays by electrochemical etching method and then fabrication methods of radial p-n junction wire array solar cell and the various merits compared with conventional silicon solar cells.
본 연구는 이온교환법을 통해 Ni촉매를 담지한 저등급 석탄(인도네시아 Eco탄)과 바이오매스(대한민국 상록수)의 혼합물로부터 제조된 촤(char)를 $700{\sim}900^{\circ}C$ 등온조건에서 온도가 반응속도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. $Char-CO_2$ 가스화 반응은 700, 750, 800, 850, $900^{\circ}C$의 온도에서 진행하였으며, 기-고체 반응의 가스화 거동특성을 알아보기 위하여 각각 다른 가정을 갖고 있는 shrinking core model(SCM), volumetric reaction model(VRM), random pore model(RPM), modified volumetric reaction model(MVRM)을 실험결과에 적용하여 비교하였다. Arrhenius equation를 이용하여 Ni-coal/biomass와 Non-catalyst coal/biomass의 활성화에너지를 구하였고 이를 비교하였다.
In a pursuit of the development of alternative mobile power sources with a high energy density, a planar and air-breathing PEMFCs with a new type of hydrogen cartridge which uses onsite $H_2$ generated from sodium borohydride ($NaBH_4$) hydrolysis have been investigated for use in advanced power systems. Two types of $H_2$ generation through $NaBH_4$ hydrolysis are available: (1) using organic acids such as sulphuric acid, malic acid, and sodium hydrogen carbonate in aqueous solution with solid $NaBH_4$ and (2) using solid selected catalysts such as Pt, Ru, CoB into the stabilized alkaline $NaBH_4$ solution. It might therefore be relevant at this stage to evaluate the relative competitiveness of the two methods mentioned above. The effects of flow rate of stabilized $NaBH_4$ solution, MEA (Membrane Electrode Assembly) improvement, and type and flow control of the catalytic acidic solution have been studied and the cell performances of the planar, air-breathing PEMFCs using $NaBH_4$ has been measured from aspects of power density, fuel efficiency, energy density, and fast response of cell. In our experiments, planar, air-breathing PEMFCs using $NaBH_4$ achieved to maximum power density of 128mW/$cm^2$ at 0.7V and energy efficiency of 46% and has many advantages such as low operating temperature, sustained operation at a high power density, compactness, the potential for low cost and volume, long stack life, fast star-up and suitability for discontinuous operation.
Constructing and making highly active and stable nanostructured Pt-based catalysts with ultralow Pt loading are still electrifying for electrochemical applications such as water electrolysis and fuel cells. In this study, MoO3 ribbons (RBs) of few micrometer in length is successfully synthesized via hydrothermal synthesis. Subsequently, 3-dimentional (3D)-silicate layer for about 10 to 15 nm is introduced via chemical deposition onto the pre-formed MoO3 RBs; to setup the platform for Pt metaldots (MDs) deposition. In comparison with the bare MoO3 RBs, the MoO3-Si has served as a efficient solid-support for stabilizing and accommodating the uniform deposition of sub-2 nm Pt MDs. Such a structural design would effectively assist in improving the electronic conductivity of a fabricated MoO3-Si-Pt catalyst towards MOR; the interfaced, porous and 3D silicate layer has assisted in an efficient mass transport and quenching the poisonous COads species leading to a significant electrocatalytic performance for MOR in alkaline medium. Uniformly decorated, sub-2 nm sized Pt MDs has synergistically oxidized the MeOH in association with the MoO3-Si solid-support hence, synergistic catalytic activity has been achieved. Present facile approach can be extended for fabricating variety of highly efficient Metal Oxide-Metal Nanocomposite for energy harvesting applications.
Silica supported $Cs_{2.5}H_{0.5}PMo_{12}O_{40}$ catalyst was prepared through sol-gel method with ethyl silicate-40 as silicon resource and characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, nitrogen adsorption-desorption and potentiometric titration methods. The $Cs_{2.5}H_{0.5}PMo_{12}O_{40}$ particles with Keggin-type structure well dispersed on the surface of silica, and the catalyst exhibited high surface area and acidity. The catalytic performance of the catalysts for benzene liquid-phase nitration was examined with 65% nitric acid as nitrating agent, and the effects of various parameters were tested, which including temperature, time and amount of catalyst, reactants ratio, especially the recycle of catalyst was emphasized. Benzene was effectively nitrated to mononitro-benzene with high conversion (95%) in optimized conditions. Most importantly, the supported catalyst was proved has excellent stability in the nitration progress, and there were no any other organic solvent and sulfuric acid were used in the reaction system, so the liquid-phase nitration of benzene that we developed was an eco-friendly and attractive alternative for the commercial technology.
주조공정에서 사형 제작 시 사용된 바인더는 고온의 용탕에 의해 다양한 가스를 발생시키며 이러한 가스는 가스결함을 유발하게 된다. 본 연구에서는 기존의 주물사와 바인더가 혼합된 주형 블럭을 활용하여 발생 가스부피를 산출하는 방법과 달리 액상 바인더, 고상 바인더, 주물사 등 사형을 구성하는 구성 요소별로 각각 시편을 만들고 열중량 분석기 (Thermo Gravimetry )와 질량분석기 (Mass Spectrometer)를 활용하여 온도에 따른 중량감소, 가스발생 성분을 측정하고 가스발생량을 분석하였다. 액상 바인더와 고상화 바인더의 TG결과로부터 촉매제에 의한 탈수량을 산정하였고 발생 가스성분이 서로 다름을 분석하였다. 또한 TG와 MS 결과를 상호 분석하여 각 가스성분별 발생량을 간접적으로 정량화 하였다. 이를 활용하면 추후 주조공정해석에서 가스발생량을 정량적으로 예측하는데 사용할 수 있다.
MCM 41, HMS, SBA 15와 같은 메조다공 실리카에 post-synthesis와 co-condensation 방법으로 황산이 결합된 촉매를 제조하였다. 이 메조다공 실리카들을 자일로즈 탈수화반응의 촉매로 사용하여 푸르푸랄을 합성하였으며 관련된 반응특성을 연구하였다. 그 결과, 친환경적 용매인 물을 사용한 경우에도 양호한 전환율과 선택도를 얻을 수 있었다. 아울러 실리카 표면에 황산의 양이 증가할수록 자일로즈의 전환율이 증가하는 것을 알 수 있었고, 동일한 반응 조건에서 다른 고체산 촉매인 제올라이트와 감마알루미나를 사용했을 때 보다 양호한 선택도 결과를 얻었다.
Gallium Oxide (Ga2O3) has been widely investigated for the optoelectronic applications due to its wide bandgap and the optical transparency. Recently, with the development of fabrication techniques in nanometer scale semiconductor materials, there have been an increasing number of extensive reports on the synthesis and characterization of Ga2O3 nano-structures such as nano-wires, nano-belts, and nano-dots. In contrast to typical vapor-liquid-solid growth mode with metal catalysts to synthesis 1-dimensional nano-wires, there are several difficulties in fabricating the nano-structures by using sputtering techniques. This is attributed to the fact that relatively low growth temperatures and higher growth rate compared with chemical vapor deposition method. In this study, Ga2O3 nanowires (NWs) were synthesized by using radio-frequency magnetron sputtering method. The NWs were then coated by Au thin films and annealed under Ar or N2 gas enviroment with no supply of Gallium and Oxygen source. Several samples were prepared with varying the post annealing parameters such as gas environment annealing time, annealing temperature. Samples were characterized by using XRD, SEM, and PL measurements. In this presentation, the details of fabrication process and physical properties of branched Ga2O3 NWs will be reported.
Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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제4권2호
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pp.95-102
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2000
Methane combustion over perovskite-type oxides prepared using the malic acid method was investigated. To enhance the catalytic activity, the perovskite oxides were modified by the substitution of metal into their A or B site. In addition, the reaction conditions, such as the temperature, space velocity, and partial pressure of the methane were varied to understand their effect on the catalytic performance. With the LaCoO3-type catalyst, the partial substitution of Sr or Ba into site A enhanced the catalytic activity in the methane combustion. With the LaBO3(B=Co, Fe, Mn, Cu)-type catalyst, the catalytic activities were exhibited in the order of Co>Fe Mn>Cu. Futhermore, the partial substitution of Co into site B enhanced the catalytic activity, whereas an excess amount of Co decreased the activity. The surface area and catalytic activity of the perovskite catalysts prepared using the malic acid method showed higher values than those prepared using the solid reaction method. The catalytic activity was enhanced with decreased methane concentration and with a decrease in the space velocity.
Producing solar grade silicon using an inexpensive method is a key factor in lowering silicon solar cell costs; the direct electrochemical reduction of SiO2 in molten salt is one of the more promising candidates for manufacturing this silicon. In this study, SiO2 granules were electrochemically reduced in molten CaCl2 (850℃) using Ag-Si eutectic droplets that catalyze electrochemical reduction and purify the Si product. When Ag is used as the working electrode, the Ag-Si eutectic mixture is formed naturally during SiO2 reduction. However, since the Ag-Si eutectic droplets are liquid at 850℃, they are easily lost during the reduction process. To minimize the loss of liquid Ag-Si eutectic droplets, a cylindrical graphite container working electrode was introduced and Ag was added separately to the working electrode along with the SiO2 granules. The graphite container working electrode successfully prevented the loss of the Ag-Si eutectic droplets during reduction. As a result, the Ag-Si eutectic droplets acted as stable catalysts for the electrochemical reduction of SiO2, thereby producing one-dimensional Si rods through a mechanism similar to that of vapor-liquid-solid growth.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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