• 제목/요약/키워드: charge/discharge

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Fe-V Chloric/Sulfuric Mixed Acid 레독스흐름전지 전극의 활성화 온도에 따른 전기화학적 성능 고찰 (A Study on the Electrochemical Performance of Fe-V Chloric/Sulfuric Mixed Acid Redox Flow Battery Depending on Electrode Activation Temperature)

  • 이한얼;김대업;김철중;김태근
    • 공업화학
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    • 제31권6호
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    • pp.639-645
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    • 2020
  • 레독스흐름전지(redox flow battery, RFB)의 구성 부품 중 전극은 전해액의 확산층 역할을 함과 동시에 전자의 통로 역할을 담당하여 출력에 직접적인 영향을 미치는 주요 부품이다. 본 연구는 Fe2+/Fe3+와 V2+/V3+를 레독스 커플로 사용한 RFB 시스템에 chloric/sulfuric mixed acid 지지 전해액을 사용한 경우 전극 종류 및 활성화 정도에 따른 용량, 쿨롱 효율, 에너지 효율을 비교하여 최적의 전극 및 활성화 정도를 제시하였다. 실험에 사용된 5종의 탄소 전극을 사용한 단일셀 평가에서 모두 이론 용량에 근사한 값을 보여 신뢰성을 확보하였으며, 사용된 전극 중 GFD4EA는 상대적으로 우수한 에너지 효율 및 충방전 용량을 나타내었다. 활성화 온도에 따른 전기화학적 성능 고찰을 위하여 GFD4EA 전극을 공기 분위기 하에서 400, 450, 500, 600 및 700 ℃에서 열처리하여 활성화하였다. 질량 변화, 주사전자현미경(SEM) 및 XPS 분석을 통하여 활성화 전 후의 물성 변화를 관찰하였으며, 각각의 온도에서 활성화된 전극을 적용한 RFB 단일셀 평가를 실시하여 전기화학적 성능을 비교하였다.

대기압 유전체장벽방전을 적용한 플라즈마오존 공간살균장치에 관한 연구 (A study of the space sterilization device using atmospheric-pressure DBDs plasma)

  • 오희수;이강연;박주훈;정병호
    • 한국융합학회논문지
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    • 제13권3호
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    • pp.281-289
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    • 2022
  • 플라즈마오존은 높은 살균성능으로 인해 다양한 살균분야에서 활용되고 있다. DBD(유전체 장벽방전)에 사용되는 유전체는 주로 석영, 세라믹, 폴리머 등이 주로 사용된다. 유전체로 이루어진 레이어는 공급되는 전하의 양을 제한시키고 플라즈마가 유전체 면 위에서 고르게 발생할 수 있도록 하는 역할을 한다. 이러한 DBD를 이용한 플라즈마, 오존살균은 살균대상이나 주변 환경이 복잡한 구조로 된 경우가 많아 공간살균에 대한 개념을 수립하고 이에 대한 연구와 학문적 체계가 필요하다. 본 연구에서는 플라즈마라디칼과 오존 생성을 위해 대기압에서 DBD방식을 이용한다. 플라즈마오존의 발생을 위한 반응기의 구조는 세라믹 튜브 유전체와 스테인리스 도체를 일정한 간격으로 배치하여 유전체 장벽방전을 발생시키는 형태이다. 공간살균장치로서의 플라즈마오존 발생은 성능 면에서 우수한 살균장치로 인식되고 있으므로 장치의 설계와 검증을 통해 공간살균장치의 최적설계를 확립하고자 하며 제안된 방법을 기반으로 다양한 살균 어플리케이션을 개발하는데 기초를 제공한다.

결정배향 LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 전극활물질을 통한 리튬이차전지 성능 향상 및 이의 전기화학적 해석 (Enhanced Performance in a Lithium-ion Battery via the Crystal-aligned LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 and the Relevant Electrochemical Interpretation)

  • 김참
    • 대한화학회지
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    • 제66권6호
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    • pp.451-458
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    • 2022
  • LiNixMnyCo1-(x+y)O2의 자기특성을 고려한 자기장 이용 결정방향 제어 연구를 통해, LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 결정 내 많은 비율의 (00l) plane들이 전극집전체 표면에 수직으로 정렬된 결정배향 전극을 확보하였다. 해당 결정배향 전극은 리튬이차전지의 충방전 과정 중에 낮은 전극 polarization 특성을 나타내었으며, 일반 LiNi0.6Mn0.2Co0.2O2 전극 대비 높은 용량을 기록하였다. 결정 배향 전극은 빠른 리튬이온 전달에 적합한 구조적 특성으로 인해 리튬이차전지 성능 향상에 기여한 것으로 예상되었다. 결정배향 전극에 의한 성능 향상을 다양한 전기화학적 이론 및 분석 결과를 통해 검증, 해석하였다.

리튬이온 이차전지에서 Si/CNT/C 음극 복합소재의 전기화학적 성능에 대한 바인더 및 전해액의 효과 (Effect of Binder and Electrolyte on Electrochemical Performance of Si/CNT/C Anode Composite in Lithium-ion Battery)

  • 최나현;김은비;염태호;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권3호
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    • pp.327-333
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    • 2022
  • 본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF6 (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법 (Electric vehicle battery remaining capacity analysis method using cell-to-cell voltage deviation)

  • 조갑성;고대식
    • Journal of Platform Technology
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    • 제11권2호
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    • pp.54-65
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    • 2023
  • 전기자동차에 사용되는 배터리는 전기자동차의 특성상 정격용량이 매우 커다란 배터리이다. 전기자동차를 장기간 운행하거나 교통사고로 전기자동차가 폐차되게 되면 전기자동차용 배터리는 폐배터리가 된다. 폐차되는 차량이더라도 전기자동차용 폐배터리에 남아 있는 용량은 다른 용도로 사용하기에 충분하다. 자동차용 폐배터리는 매우 고가이기때문에 재활용 및 재사용이 필요하지만 재활용 및 재사용을 위한 폐배터리 성능등급 측정기준이 부족한 문제가 있었다. 폐배터리의 잔존용량을 측정하는 방법으로 가장 안정적이고 신뢰할 수 있는 방법은 완전 충·방전을 이용하여 배터리의 잔존용량을 측정하는 것이다. 하지만 이러한 완전 충·방전에 방식에 의한 검사 방법은 배터리의 용량에 따라 다르지만 검사하는데 하루 이상이 걸리는 단점을 가지고 있으며 많은 사람들이 이러한 문제를 해결하기 위하여 많은 노력을 하고 있다. 본 논문에서는 전기자동차 배터리에 대한 검사 시간을 줄일 수 있는 방법으로 셀간 전압 편차를 활용한 전기자동차 배터리 잔존용량 분석 기법을 연구 분석하였다. 이를 위하여 완전 충·방전 기반의 용량 측정시스템을 구성하고 코나 폐배터리를 이용하여 실험데이터를 수집하였고 배터리 팩을 구성하고 있는 배터리 셀간 전압 편차와 잔존용량과의 상관관계를 분석하여 배터리 검사에 활용할 수 있는지를 검증하였다.

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승강기 EDLC 비상전원 전력변환장치 제어 알고리즘 연구 (The Study on Control Algorithm of Elevator EDLC Emergency Power Converter)

  • 이상민;김일송;김남
    • 예술인문사회 융합 멀티미디어 논문지
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    • 제7권6호
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    • pp.709-718
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    • 2017
  • 최근 정전시에 엘리베이터에 탑승한 승객들을 안전하게 대피시킬 수 있는 비상전원장치가 법제화됨에 따라서 이 시스템에 대한 관심이 증대되고 있다. 본 연구에서는 대용량 커패시터에 필요 전력을 직류로 저장한 상태에서 정전시 교류 380V를 발생시켜 엘리베이터가 일정시간 동안 동작할 수 있는 비상전원장치(PCS : Power Conditioning System) 설계에 대한 내용을 다룬다. PCS에 사용되는 전력변환장치의 제어시스템은 원하는 응답 특성을 얻기 위한 전류제어기로 구성되어져 있다. 전류제어기의 설계 방법에는 일반적으로 빠른 응답 특성을 보여주는 데는 비트 제어기 설계를 사용하고 있지만, 복잡한 계산과정을 요구하기 때문에 고성능의 제어기를 필요로 하게 된다. 본 연구에서는 average 전류 제어기법을 사용한 전류제어기의 설계 방법에 대해서 서술하였다. 먼저 단상 시스템의 전류 제어 기법을 통해 제안된 방법의 적합성을 입증한 후 3상 시스템으로 확장시켜서 시스템에 적용하였다. 모델링을 통한 수학적 해석과 PSIM을 이용한 컴퓨터 시뮬레이션을 이용한 검증방법을 통해 본 연구에서 제안한 제어방법의 성능과 효과를 입증하였다.

실리콘 기반 음극의 구조적 안전성 향상을 위한 가교 구조를 가지는 수분산 고분자 바인더의 분자 구조 설계 (Molecular Design of Water-dispersed Polymer Binder with Network Structure for Improved Structural Stability of Si-based Anode)

  • 임은영;이은솔;이진홍
    • 공업화학
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    • 제35권4호
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    • pp.309-315
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    • 2024
  • 실리콘/탄소(SiC) 복합체는 실리콘의 높은 이론 용량과 탄소 소재의 높은 전기 전도성을 동시에 만족할 수 있어 실리콘 기반 음극의 상용화를 위한 새로운 음극 소재로서 주목받고 있다. 그러나 SiC 활물질의 반복적인 부피 변화에 따른 지속적인 전해질 소모와 용량 감소는 여전히 해결되어야 하는 문제로 여겨진다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 열적 가교 반응을 통해 네트워크 구조를 형성하는 4,4'-methylenebis(cyclohexyl isocyanate) (H12MDI) 기반의 수분산 폴리우레탄 바인더(HPUD)를 제안한다. 가교된 HPUD (CHPU)는 SiC 음극의 건조 공정 중 간단한 열처리를 통해서 가교제인 triglycidyl isocyanurate (TGIC)의 epoxy 고리 개환 반응을 활용하여 제조되었다. 뛰어난 기계적 특성 및 접착 특성을 가지는 CHPU 바인더를 사용한 SiC 음극은 우수한 율속 및 장기 수명 특성을 나타낼 뿐만 아니라, SiC 음극의 부피 팽창 또한 효과적으로 완화시키는 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 가교 구조를 가지는 환경친화적인 바인더가 다양한 실리콘 기반 음극에 활용될 수 있음을 시사한다.

진공증착법에 의해 제작된 Cd2GeSe4와 Cd2GeSe4:Co2+ 박막의 물리적 특성 (Physical Properties of Cd2GeSe4 and Cd2GeSe4:Co2+ Thin Films Grown by Thermal Evaporation)

  • 이정주;성병훈;이종덕;박창영;김건호
    • 한국진공학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.459-467
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    • 2009
  • 진공증착법으로 $Cd_2GeSe_4$$Cd_2GeSe_4:Co^{2+}$ 박막을 ITO(indium tin oxide) 유리 기판 위에 제작하였다. 결정화는 증착된 박막들을 질소분위기의 전기로에서 열처리함으로서 이룰 수 있었다. X-선 회절 분석에 의하여 증착된 $Cd_2GeSe_4$$Cd_2GeSe_4:Co^{2+}$ 박막의 격자상수는 $a\;=\;7.405\;{\AA}$, $c\;=\;36.240\;{\AA}$$a\;=\;7.43\;{\AA}$, $c\;=\;36.81\;{\AA}$로서 능면체(rhombohedral) 구조이었고, 열처리 온도를 증가함에 따라 (113)방향으로 선택적으로 성장됨을 알 수 있었다. 열처리 온도를 증가시킴에 따라 입계 크기가 점차 커지고 판상구조로 결정화 되었다. 실온에서 측정한 광학적인 에너지 띠 간격은 열처리 온도의 증가에 따라 $Cd_2GeSe_4$ 박막의 경우 1.70 eV ~ 1.74 eV로 증가하였고, $Cd_2GeSe_4:Co^{2+}$ 박막의 경우 1.79 eV ~ 1.74 eV로 감소하였다. $Cd_2GeSe_4$$Cd_2GeSe_4:Co^{2+}$ 박막 내의 전하운반자들의 동역학적 거동을 광유기 방전 특성(PIDC : photoinduced discharge characteristics) 방법으로 조사하였다.

SiOx 함량에 따른 CB/SiOx/C 음극재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of CB/SiOx/C Anode Materials by SiOx Contents for Lithium Ion Battery)

  • 김경수;강석창;이종대;임지선
    • 공업화학
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    • 제32권1호
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    • pp.117-123
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    • 2021
  • 본 연구에서는 실리콘 산화물, 소프트 카본, 카본 블랙을 혼합하여 복합체를 제조하였으며, 이차전지의 음극 특성을 고찰하였다. 이때, 소프트 카본 음극재의 용량 향상을 위하여 첨가된 실리콘 산화물 함량을 0, 6, 8, 10, 20 wt%로 달리하였으며, 카본 블랙은 실리콘 산화물의 부피 팽창 완화를 위한 구조 안정제로 첨가되었다. 제조된 CB/SiOx/C 복합체의 물리적 특성은 XRD, SEM, EDS 및 분체 저항 분석을 통하여 조사되었다. 또한 제조된 복합체의 전기화학적 특성은 리튬 이차전지의 충·방전 사이클, 율속 및 임피던스 분석을 통하여 관찰되었다. CB/SiOx/C 복합체는 카본 블랙 첨가에 의하여 실리콘 산화물의 부피 팽창을 완화시킬 수 있는 내부 공동이 형성되었으며, 카본 블랙과 실리콘 산화물 입자가 고르게 분포되었다 형성된 내부 공동은 실리콘 산화물 함량이 8 wt% 미만에서는 낮은 초기 효율 보이며, 20 wt% 이상에서는 낮은 사이클 안정성을 보였다. 실리콘 산화물이 10 wt% 첨가된 CB/SiOx/C 복합체는 537 mAh/g 초기 방전 용량, 88 %의 용량 유지율과 2C/0.1C에서 79 율속 특성을 보였다. 이는 소프트 카본 음극재의 용량을 향상시키기 위해 실리콘 산화물을 첨가하였고, 실리콘 산화물의 부피 변화를 완충하기 위해 구조 안정제로 카본 블랙을 첨가하였다. CB/SiOx/C 복합체를 고효율의 음극재로 사용하기 위해 최적의 실리콘 산화물 함량 및 구조 안정제로서의 카본 블랙의 메커니즘을 논의하였다.

가정간호 사업에 대한 의사, 간호사, 진료관련부서 직원 및 환자의 인식 비교 (A Study on Differences of Opinions on Home Health Care Program among Physicians, Nurses, Non-medical personnel, and Patients.)

  • 김용순;임영신;전춘영;이정자;박지원
    • 대한간호
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    • 제29권2호
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    • pp.48-65
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    • 1990
  • The government has adopted a policy to introduce Home Health Care Program, and has established a three stage plan to implement it. The three stage plan is : First, to amend Article 54 (Nurses for Different Types of Services) of the Regulations for Implementing the Law of Medical Services; Second, to tryout the new system through pilot projects established in public hospitals and clinics; and third, to implement at all hospitals and equivalent medical institutions. In accordance with the plan, the Regulation has been amend and it was promulgated on January 9,1990, thus establishing a legal ground for implementing the policy. Subsequently, however, the Medical Association raised its objection to the policy, causing a delay in moving into the second stage of the plan. Under these circumstances, a study was conducted by collecting and evaluating the opinions of physicians, nurses, non-medical personnel and patients on the need and expected result from the home health care for the purpose of help facilitating the implementation of the new system. As a result of this study, it was revealed that: 1. Except the physicians, absolute majority of all other three groups - nurses, non-medical personnel and patients -gave positive answers to all 11 items related to the need for establishing a program for Home Health Care. Among the physicians, the opinions on the need for the new services were different depending on their field of specialty, and those who have been treating long term patients were more positive in supporting the new system. 2. The respondents in all four groups held very positive view for the effectiveness and the expected result of the program. The composite total of scores for all of 17 items, however, re-veals that the physicians were least positive for the- effectiveness of the new system. The people in all four groups held high expectation on the system on the ground that: it will help continued medical care after the discharge from hospitals; that it will alleviate physical and economic burden of patient's family; that it will offer nursing services at home for the patients who are suffering from chronic disease, for those early discharge from hospital, or those who are without family members to look after the patients at home. 3. Opinions were different between patients( who will receive services) and nurses (who will provide services) on the types of services home visiting nurses should offer. The patients wanted "education on how to take care patients at home", "making arrangement to be admitted into hospital when need arises", "IV injection", "checking blood pressure", and "administering medications." On the other hand, nurses believed that they can offer all 16 types of services except "Controlling pain of patients", 4. For the question of "what types of patients are suitable for Home Health Care Program; " the physicians, the nurses and non-medical personnel all gave high score on the cases of "patients of chronic disease", "patients of old age", "terminal cases", and the "patients who require long-term stay in hospital". 5. On the question of who should control Home Health Care Program, only physicians proposed that it should be done through hospitals, while remaining three groups recommended that it should be done through public institutions such as public health center. 6. On the question of home health care fee, the respondents in all four groups believed that the most desireable way is to charge a fixed amount of visiting fee plus treatment service fee and cost of material. 7. In the case when the Home Health Care Program is to be operated through hospitals, it is recommended that a new section be created in the out-patient department for an exclusive handling of the services, instead of assigning it to an existing section. 8. For the qualification of the nurses for-home visiting, the majority of respondents recommended that they should be "registered nurses who have had clinical experiences and who have attended training courses for home health care". 9. On the question of if the program should be implemented; 74.0% of physicians, 87.5% of non-medical personnel, and 93.0% of nurses surveyed expressed positive support. 10. Among the respondents, 74.5% of -physicians, 81.3% of non-medical personnel and 90.9% of nurses said that they would refer patients' to home health care. 11. To the question addressed to patients if they would take advantage of home health care; 82.7% said they would if the fee is applicable to the Health Insurance, and 86.9% said they would follow advises of physicians in case they were decided for early discharge from hospitals. 12. While 93.5% of nurses surveyed had heard about the Home Health Care Program, only 38.6% of physicians surveyed, 50.9% of non-medical personnel, and 35.7% of patients surveyed had heard about the program. In view of above findings, the following measures are deemed prerequisite for an effective implementation of Home Health Care Program. 1. The fee for home health care to be included in the public health insurance. 2. Clearly define the types and scope of services to be offered in the Home Health Care Program. 3. Develop special programs for training nurses who will be assigned to the Home Health Care Program. 4. Train those nurses by consigning them at hospitals and educational institutions. 5. Government conducts publicity campaign toward the public and the hospitals so that the hospitals support the program and patients take advantage of them. 6. Systematic and effective publicity and educational programs for home heath care must be developed and exercises for the people of medical professions in hospitals as well as patients and their families. 7. Establish and operate pilot projects for home health care, to evaluate and refine their programs.

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