본 논문에서는 난방용 축열보드에 응용하기 위해서 미세캡슐을 함유한 축열블럭의 열성능 특성을 조사하였다. 상변화 물질인 $CH_3COONa{\cdot}3H_2O$를 미세캡슐 형태로 제조하였고 미세캡슐 함유량이 각각 10%, 20%가 되도록 시멘트 몰타르와 혼합하여 축열블럭을 제작하였다. 축열블럭의 축열 및 방열 특성을 분석하기 위하여 유량과 유입 냉각 온도를 변화시켰다. 실험결과를 보면 미세캡슐 함유량이 증가할 수록 블럭에 축열되는 축열량은 증가를 하였고 방열시간도 증가를 하였다. 그리고 방열과정시 유량이 증가하고 유입 냉각온도가 감소함에 따라 방열시간은 감소하였다. 순수블럭(0% 미세캡슐 함유량)은 방열과정시 총괄 열전달 계수는 시간에 따라서 일정하게 유지를 하지만 축열블럭에서는 시간이 지남에 따라 증가를 하였다.
유사비중의 범위에 있는 PVC, PET and PMMA 3종 혼합플라스틱의 마찰하전 정전선별이 2단계 분리공정을 통하여 수행되었다. PVC, PET and PMMA의 재질분리에 있어 효과적인 하전장치의 재질은 Polypropylene(PP) 과 high-impact polystyrene(HIPS) 임을 확인하였다. PP 싸이클론 하전장치를 이용한 1단계 분리공정에서, PVC의 품위와 회수율은 공기속도 10 m/s, 전기장의 세기 200 kV/m 이상, 분리대 위치 +2cm, 상대습도 30% 이하의 조건에서 각각 99.6%와 97.5%로 구하였으며, HIPS 싸이크론 하전장치를 이용한 2단계 분리공정으로부터, 공기속도 10 m/s, 전기장의 세기 250 kV/m, 분리대 위치 0cm, 상대습도 40% 이하의 조건에서 PMMA의 품위와 회수율을 각각 97.8%와 95.12%로 구하였다.
$Li_{0.44}MnO_2$양극재료는 리튬의 삽입과정에서 높은 가역성을 가지며 과충전이나 과방전 과정에서 쉽게 손상되지 않는다. $Mn_2O_3$가 불순물로 자주 나타나며 전기화학적으로 비활성이기 때문에 전극의 전기화학적 용량을 감소시킨다. 잉여의 NaOH 첨가는 $Mn_2O_3$를 X선 회절에 검출되지 않는 정도로 낮추었다. 용량 증가는 큰 단위세포를 가지는 양극재료에서 얻어질 수 있으므로, 망간의 일부를 이온반경이 큰 티타니움으로 치환하였으며, $Li_{0.44}T_{iy}Mn_{1-y}O_2$(여기서 y = 0.11, 0.22, 0.33, 0.44, 0.55) 조성의 분말들을 합성하여 특성을 평가하였다. ECPS 실험결과 $Li/P(EO)_8$LiTFSI/$LixTi_{0.22}Mn_{0.78}O_2$전지에서 150 mAh/g 최대가역용량 값이 얻어졌다. 티타니움이 치환된 망간산화물을 사용한 전지는 충방전당 0.12 %나 그 이하의 용량감소율을 나타내었다.
Park, Ji Hoon;Attri, Pankaj;Hong, Young June;Park, Bong Sang;Jeon, Su Nam;Choi, Eun Ha
한국진공학회:학술대회논문집
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한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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pp.176.2-176.2
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2013
Property of optical diagnostics for pulse-discharged plasma in liquid and its biological applications to proteins are investigated by making use of high voltage Marx generator. The Marx generator has been consisted of 5 stages, where each charging capacitor is 0.5 ${\mu}F$, to generate a high voltage pulse with rising time of $1{\mu}s$. We have applied an input voltage of 6 kV to the each capacitor of 0.5 ${\mu}F$. High voltage pulsed plasma has been generated inside a polycarbonate tube by a single-shot operation, where the breakdown voltage is measured to be 7 kV, current of 1.2 kA, and pulse width of ~ 1 ${\mu}s$ between the two electrodes of anode-cathode whose material is made of tungsten pin, which are immersed into the liquids. We have investigated the emitted hydrogen lines for optical diagnostics of high voltage pulsed plasma. The emission line of 656.3 nm from $H-{\alpha}$ and 486.1 nm from $H-{\beta}$ have been measured by a monochromator. If we assumed that the focused plasma regions satisfy the local thermodynamic equilibrium conditions, the electron temperature and density of the high voltage pulsed plasma in liquid could be obtained by the Stark broadening of optical emission spectroscopy. For the investigation of the influence of pulsed plasma on biological proteins, we have exposed it onto the proteins such as hemoglobin and myoglobin. The structural changes in these proteins and their analysis have also been obtained by circular dichroism (CD) and ultraviolet (UV) visible spectroscopy.
The type III vessel, which is used to store high-pressure hydrogen gas, is made by wrapping the vessel's liner with carbon fiber composite materials for strength performance and lightening. The liner seals the internal gas and the composite resists the internal pressure. The properties of the fiber composite material depends on the angle and thickness of the fiber. Thus, engineers should consider these various design variables. However, it significantly increases the design cost due to the trial and error under designing based on experience or experiments. And, for aluminum liners, fatigue loads due to using and charging could give a huge impact on the performance of the structure. However, fatigue failure does not necessarily occur in the position under the highest load in use. Therefore, for hydrogen storage vessel, fatigue evaluation according to design patterns is essential because stress distribution varies depend on composite layer patterns. This study performed an optimization analysis and evaluated a high-pressure hydrogen storage vessel to minimize these trial and error and improve the reliability of the structure, while simultaneously conducting fatigue assessment of all patterns derived from the optimization analysis process. The results of this study are thought to be useful in the strength improvement and life design of composite reinforced high-pressure storage vessels.
본 논문은 압력과 온도조건에 따라 수소저장용기 TYPE 1에서 발생하는 거동특성을 FEM(Finite Element Method)으로 연구한 것이다. 용기의 구조안전성 평가를 위해 최고압력에서 발생한 VMS(Von Mises stress)을 소재의 YS(Yield Strength)를 비교하였고, 수명예측을 위한 기초데이터로써 PSED(Plastic Strain Energy Density) 결과를 분석하였다. 해석결과에 의하면 최고압력 40 Mpa 이상의 가스압에서 저장용기의 바닥면에 항복강도보다 높은 VMS가 발생하여 수소가스 저장용기의 안전성은 확보되지 않았다고 판단된다. 또한, 온도조건에 의해 발생한 VMS의 결과는 대단히 낮아서 온도에 의한 거동은 영향을 무시할 수 있다. VMS/YS이 1이하가 되는 최고압력은 약 30Mpa으로 계산되어 본 논문의 대상이 되는 수소저장용기는 30 Mpa이하의 가스충전압력으로 관리되어야 함을 알 수 있다.
Kim, Min-Young;Kang, Byeong-Su;Park, Sang-Jun;Lim, Jinsub;Hong, Youngsun;Han, Jong-Hun;Kim, Ho-Sung
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제12권3호
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pp.330-338
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2021
An integral electrode-bipolar plate assembly, which is composed of electrode, conductive adhesive film (CAF) and bipolar plate, has been developed and evaluated for application with a vanadium redox flow battery (VRB) to decrease contact resistance between electrode and bipolar plate. The CAF, made of EVA (ethylene-vinyl-acetate) material with carbon black or CNT (Carbon Nano Tube), is applied between the electrode and the bipolar plate to enable an integral assembly by adhesion. In order to evaluate the integral assembly of VRB by adhesive film, the resistivity of integral assembly and the performance of single cell were investigated. Thus, it was verified that the integral assembly is applicable to redox flow battery. Through resistance and contact resistance of bare EVA and CAF films on bipolar plate were changed. Among the adhesive films, CAF film coated with carbon black showed the lowest value in through resistance, and CAF film coated with CNT showed the lowest value in contact resistance, respectively. The efficiency of VRB single cell was improved by applying CAF films coated with carbon black and CNT, resulting in the reduced overvoltage in charging process. Therefore, the energy efficiency of both CAF films, about 84%, were improved than that of blank cell, about 79.5 % under current density at 40 mA cm-2. The energy efficiency of the two cells were similar, but carbon black coated CAF improved the coulomb efficiency and CNT coated CAF improved the voltage efficiency, respectively.
전세계적으로 저탄소 친환경에너지로 다변화 정책이 진행되고 있으며, 그 정책 중 하나가 수소경제 활성화이다. 수소경제 활성화 정책으로 수소 공급을 위한 수소충전소의 보급이 가속화됨에 따라 사고발생의 위험도 커지고 있다. 수소의 폭발사고는 대부분 대형사고로 이어지기 때문에 수소에너지를 사용함에 있어 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. 수소에너지를 활용하기 위해서는 액화수소의 생산, 저장, 운송 등에 사용될 수소저장 용기의 안전성 확보는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 가스 압력에 대한 거동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 압력용기의 재료는 SA-372 Grade J / Class 70을 사용하였고, 해석모델은 압력용기가 축대칭 형상이므로 1/4 형상만 고려하여 6면체 메쉬를 적용하였다. 수소가스 압력용기를 사용 최고 압력에서 유한요소해석을 하였으며, 해석 결과인 용기의 von Mises Stress와 변형량, 변형률 에너지 밀도를 관찰하였다.
Rahim, Ahmad Syahmi Abdul;Kufian, Mohd Zieauddin;Arof, Abdul Kariem Mohd;Osman, Zurina
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제13권1호
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pp.128-137
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2022
For this study, the sol gel method was used to synthesize the spinel LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) electrode material. Structural, morphological, electrochemical, and kinetic aspects of the LNMO have been characterized. The synthesized LNMO was indexed with the Fd3m cubic space group. The excellent capacity retention indicates that the spinel framework of LNMO has the ability to withstand high rate charge-discharge throughout long cycle tests. The Li diffusion coefficient (DLi) changes non-monotonically across three orders of magnitude, from 10-9 to 10-12 cm2 s-1 determined from GITT method. The variation of DLi seemed to be related to three oxidation reactions that happened throughout the charging process. A small dip in DLi at the beginning stage of Li deintercalation is correlated with the oxidation of Mn3+ to Mn4+. While two pronounced DLi minima at 4.7 V and 4.75 V are due to the oxidation of Ni2+/Ni3+ and Ni3+/Ni4+ respectively. The depletion of DLi at the high voltage region is attributed to the occurrence of two successive phase transformation phenomena.
Chen, Fei;Zhang, Gang;Zhang, Yiluo;Cao, Shiyu;Li, Jun
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제13권3호
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pp.362-368
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2022
The application of polymer composite electrolyte in all-solid-state lithium-sulfur battery (ASSLSBs) can guarantee high energy density and improve the interface contact between electrolyte and electrode, which has a broader application prospect. However, the inherent insulation of the sulfur-cathode leads to a low electron/ion transfer rate. Carbon materials with high electronic conductivity and electrolyte materials with high ionic conductivity are usually selected to improve the electron/ion conduction of the composite cathode. In this work, PEO-LiTFSI-LLZO composite polymer electrolyte (CPE) with high ionic conductivity was prepared. The ionic conductivity was 1.16×10-4 and 7.26×10-4 S cm-1 at 20 and 60℃, respectively. Meanwhile, the composite sulfur cathode was prepared with Sulfur, reduced graphene oxide and composite polymer electrolyte slurry (S-rGO-CPEs). In addition to improving the ion conductivity in the cathode, CPEs also replaces the role of binder. The influence of different contents of CPEs in the cathode material on the performance of the constructed battery was investigated. The results show that the electrochemical performance of the all-solid-state lithium-sulfur battery is the best when the content of the composite electrolyte in the cathode is 40%. Under the condition of 0.2C and 45℃, the charging and discharging capacity of the first cycle is 923 mAh g-1, and the retention capacity is 653 mAh g-1 after 50 cycles.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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