• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제35권2호
• /
• pp.505-512
• /
• 2014

A new donor-accepter-donor-accepter-donor (D-A-D-A-D) type 2,1,3-benzothiadiazole-thiophene-based acceptor unit 2,5-di(4-(5-bromo-4-octylthiophen-2-yl)-2,1,3-benzothiadiazol-7-yl)thiophene ($DTBTTBr_2$) was synthesized. Copolymerized with fluorene and indeno[1,2-b]fluorene electron-rich moieties, two alternating narrow band gap (NBG) copolymers PF-DTBTT and PIF-DTBTT were prepared. And two copolymers exhibit broad and strong absorption in the range of 300-700 nm with optical band gap of about 1.75 eV. The highest occupied molecular orbital (HOMO) energy levels vary between -5.43 and -5.52 eV and the lowest unoccupied molecular orbital (LUMO) energy levels range from -3.64 to -3.77 eV. Potential applications of the copolymers as electron donor material and $PC_{71}BM$ ([6,6]-phenyl-$C_{71}$ butyric acid methyl ester) as electron acceptors were investigated for photovoltaic solar cells (PSCs). Photovoltaic performances based on the blend of PF-DTBTT/$PC_{71}BM$ (w:w; 1:2) and PIF-DTBTT/$PC_{71}BM$ (w:w; 1:2) with devices configuration as ITO/PEDOT: PSS/blend/Ca/Al, show an incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of 2.34% and 2.56% with the open circuit voltage ($V_{oc}$) of 0.87 V and 0.90 V, short circuit current density ($J_{sc}$) of $6.02mA/cm^2$ and $6.12mA/cm^2$ under an AM1.5 simulator ($100mA/cm^2$). The photocurrent responses exhibit the onset wavelength extending up to 720 nm. These results indicate that the resulted narrow band gap copolymers are viable electron donor materials for polymer solar cells.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권5호
• /
• pp.389-396
• /
• 2017

결합 기반 페리다이나믹 모델은 취성재료의 동적파괴 해석에 많이 이용되고 있으며, 최근의 연구(Bobaru et al., 2012)를 통해 적층유리 구조물의 동적 파괴 패턴 분석에도 활용되었다. 특히 실험(Bless et al., 2010)에서 나타난 적층유리 구조물의 다양한 손상 형태(압축 영역, Floret, Hertz-type 균열 등)를 결합 기반 페리다이나믹 시뮬레이션을 이용하여 구현하였다. 그러나 실제 적층 구조물은 각 유리판 사이를 탄성이 있는 층간 재료로 결합하는 반면, 기존의 페리다이나믹 수치 시뮬레이션에서는 층간 재료 결합을 무시하고 각 유리판이 직접 결속되도록 가정하여 층간 재료 효과가 무시되었다. 본 연구에서는 페리다이나믹 층간 재료 모델링을 통해 실제 적층 구조물에 보다 근접한 페리다이나믹 수치 해석 모델을 제안한다. 일반적으로 층간 재료는 매우 얇기 때문에 층간 재료를 명시적으로 모델링할 경우 많은 해석시간과 메모리가 소모되어 비효율적이다. 따라서 본 연구에서는 명시적 모델링을 대신하여 가상 절점을 통해 층간 재료를 모델링한다. 수치 예제를 통해 제안된 층간 재료 모델링의 효율성 및 정확성을 검토한다. 또한 압축 상태의 적층 구조물 해석을 위해 단거리 상호작용력에 기반한 투과 방지 기법을 도입하고 파라미터 테스트를 통해 검증한다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
• /
• 제6권2호
• /
• pp.145-150
• /
• 2020

유동층보일러를 구성하는 요소 중 하나인 수냉벽튜브는 외부의 고온 연소 가스를 이용해 물을 증기로 가열하는 튜브군의 하나로써, 보일러를 이용한 전력생산에 중요한 역할을 담당하지만, 고온 가스 및 유동매체로 인해 마모 및 부식이 심하게 일어나면 누수가 발생하게 되고, 누수로 인한 2차 피해도 발생될 뿐만 아니라, 발전 효율이 현저히 떨어지게 되어 수냉벽튜브의 유지보수는 매우 중요하다. 본 연구에서는 원격장 기반의 발신자(Exciter) 센서 설계, 원격장 와전류 시스템 구성, 수냉벽튜브 외벽 결함평가를 목적으로 하였으며, 이를 위한 발신자 형상의 센서 설계를 시작으로, 수냉벽튜브의 크기, 재질, 주파수, Lift-Off (센서와 수냉벽튜브 사이의 거리) 등 여러 가지 요인에 따른 시험을 진행하여 그에 따른 최적의 발신자 센서를 설계하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제9권3호
• /
• pp.70-76
• /
• 2001

바이오필터를 적절하게 설계하고 처리효율을 향상시키기 위해서는 바이오필터에서의 오염물질에 관한 동력학적 연구가 선행되어야 한다. 본 연구는 가솔린 휘발가스의 바이오필터 처리시 분해특성을 동력학적으로 평가하고자 수행되었다. 바이오필터 충전물질로는 퇴비를 사용하였으며, TPH 가스유입농도는 약 $300mg/m^3$에서 $7,000mg/m^3$로 하였다. 가스유입속도는 6m/hr와 15m/hr로 하였다. 6m/hr의 속도로 가스를 주입할 경우 $3,000mg/m^3$ 이하의 농도에서는 약 60%가 유입부분인 하층 25cm깊이에서 제거되었다. 가솔린 휘발가스의 제거특성은 1차 반응모델로 표현하기에 적합하였다. 농도와 가스유입속도별로 1차 반응속도상수(k)를 비교한 결과 전체적으로 6m/hr에서의 k값이 15m/hr일 때보다 높게 나타났다. $3,000mg/m^3$ 이상의 고농도에서는 6m/hr일 때의 k값(0.09/min)이 15m/hr일 때보다 2배 이상 높았다. 가스유입속도와 유입농도 그리고 1차반응속도상수 등을 검토한 결과 가솔린 휘발가스를 80% 이상제거하기 위해서는 100cm 충전높이에서 농도를 약 $2,000mg/m^3$ 이하로 주입하되 6m/hr의 가스유입속도를 유지시켜 주는 것이 필요하였다. 바이오필터 운전조건 중 가스속도를 통제하는 것이 가스농도를 통제하는 것보다 더 중요하다.

• 유기물자원화
• /
• 제16권4호
• /
• pp.91-97
• /
• 2008

본 연구에서는 상향류 혐기성 블랭킷 반응조를 이용한 침출수 처리시 입상활성탄과 입상슬러지의 첨가가 반응조의 성능에 미치는 영향을 평가하였다. Control 반응조의 경우 식종물질로 혐기성 소화슬러지를 이용하였으며 GAC 반응조와 Granule 반응조의 경우 Control 반응조와 동일 방식으로 식종하였으며 단지 GAC와 입상슬러지를 소량 첨가하였다. Granule 반응조가 초기 운전기간 동안 가장 짧은 순응기간을 보였으며 GAC 반응조의 경우에도 운전초기에 만족할 만한 성능을 보였다. 그러나 활성탄의 흡착능이 소모됨에 따라 유출수 COD 농도가 점차 증가하는 경향을 보였다. 반응조가 안정화된 후 GAC 반응조가 다른 반응조에 비해 약간 우수한 결과를 보였으며 모든 반응조의 COD 제거율은 수리학적 체류시간 1일에서 90% 이상을 나타내었다. 특히 GAC 반응조의 경우 COD 제거율의 변화 없이 유기물 부하 $4.0{\sim}8.2kg\;COD/m^3.d$에서 95%를 유지하였다. 소량의 입상슬러지 첨가에 의해 초기 운전기간을 단축시킬 수 있었으며 처리효율은 GAC 첨가에 의해 향상되는 것으로 나타났다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제25권1호
• /
• pp.20-26
• /
• 2015

세라믹 잉크젯 기술은 아트타일, 장식용 도자기 등에 이용되고 있으며, 원료의 효율이 높고 낮은 제작비용으로 다양한 이미지를 빠르고 정확하게 인쇄할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 잉크젯 프린팅 타일에 나노세라믹안료를 적용하기 위해서는 안정적인 잉크분산성 확보가 필수적이다. 본 논문에서는 잉크젯 인쇄용 수계 pink-red 세라믹잉크의 특성을 보여주고 있다. $CaCr_{0.1}Sn_{0.8}SiO_5$ 안료는 고상법을 이용하여 합성하였고, 잉크 토출 시 잉크젯 헤드의 노즐 막힘을 방지하기 위해 어트리션밀을 이용하여 분쇄한 안료를 사용 하였다. 수계 세라믹잉크 제조 시 $CaCr_{0.1}Sn_{0.8}SiO_5$ 나노안료의 농도는 10 wt%로 고정하였고, sodium dodecyl sulfate(SDS)를 0.4 wt% 첨가 하였을 때 최적의 분산성을 가지는 것을 확인할 수 있었다. 또한 수계 세라믹 잉크의 원활한 토출을 위해 polyvinyl alcohol(PVA)을 0.18 wt% 첨가하여 점도 조절을 하였다. 제조된 pinkred 세라믹 잉크는 토출 시 $180{\mu}s$ 이후 구형의 단일액적을 형성 하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제24권2호
• /
• pp.47-53
• /
• 2014

태양전지용 규소에는 단결정, 다결정, mono-like의 세 가지 재료가 사용 중에 있다. 첫 번째로, 단결정은 수율향상의 과제에 집중되고 있으며, 이것은 고액 계면의 형상이 주요 요인으로 알려지고 있다. 이에 대한 연구가 전산모사 등으로 집중되고 있다. 또한 결정과 도가니의 회전 속도가 고액 계면의 형상에 영향을 미치는 것이 확인 되었다. 다결정의 경우에는 결정립계의 역할이 매우 중요하므로 이에 대한 연구가 진행되는데, 이들을 특히 전기적으로 비활성적인 쌍정 입계로 전환하는 연구가 진행되고 있다. 성장 조건을 변경시켜 쌍정 입계로 바꾸어서 재료의 전기적 성질을 향상시키는 결과를 확인하였다. 또한 성장 공정에서 발생될 수 있는 오염을 줄이기 위한 노력은 상부의 Ar 가스의 흐름을 상향 조절하여 불순물의 용입을 줄임이 확인되었다. 다음으로 mono-like인 경우에는 측면으로부터 성장 되어 들어오는 다결정이 단결정의 분율을 저하 시키는 주요 요인이 되고 있다. 이에 대한 해결책으로 하부의 냉각 속도를 높이고 상부와 측면에 단열재를 보강하는 방안이 제시되고 있고, 하부에 놓는 seed의 orientation을 조절하여 측면으로부터 성장 되어 들어오는 다결정을 억제하는 방안이 효과가 있음이 확인 되고 있다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제23권2호
• /
• pp.108-113
• /
• 2013

$CuInSe_2$(CIS) chalcopyrite 물질은 고효율 박막 태양전지를 위한 광흡수층의 물질로 매우 잘 알려져 있다. 최근 태양광 산업의 흐름은 안정적인 재료 개발과 가격 경쟁력 있는 태양전지를 위한 효율적인 제조 공정을 일치시키는 것이다. 저가의 CIS 광흡수층 위해 다양한 방법으로 제조를 시도하였고, 본 논문에서는 CIS 광흡수층을 저가형으로 제조를 위해 상용화되는 6 mm pieces를 사용하여 high frequency ball milling과 cryogenic milling을 이용해 CIS 나노입자를 얻었다. 그리고, CIS 광흡수층은 불활성 분위기의 glove box 안에서 milling된 나노입자를 사용하여 paste coating법으로 제조하였다. Chalcopyrite CIS 박막은 기판온도 550도에서 30분간 셀렌화 한 후 성공적으로 제조되었으며, Al/ZnO/CdS/CIS/Mo 구조의 CIS 태양전지는 evaporation, sputtering 및 chemical bath deposition(CBD) 등 다양한 증착 방법으로 각각 제조하였다. 결론적으로, 나노입자를 이용한 CIS 태양전지 전기적 변환효율은 1.74 %를 얻었으며, 개방전압(Voc)는 29 mV, 합선전류밀도(Jsc)는 35 $mA/cm^2$, 그리고 충진율(FF)은 17.2 %였다. 나노입자 CIS 광흡수층은 energy dispersive spectroscopy(EDS), x-ray diffraction(XRD) 그리고 high-resolution scanning electron microscopy(HRSEM) 등으로 특성 분석을 하였다.

• Composites Research
• /
• 제28권4호
• /
• pp.219-225
• /
• 2015

선박 분야에서 이산화탄소($CO_2$) 배출을 줄이고 연료 효율을 높이기 위한 방법의 하나로 항해하는 선박의 공기 저항을 줄이기 위한 에어 스포일러를 장착하는 방안이 검토될 수 있다. 본 연구에서는 대형 선박에 적용될 수 있는 복합재 에어 스포일러의 체결부를 설계하고, 이에 대한 정적, 피로강도를 평가하였다. 하중은 선박의 운항 중 발생하는 청파(Green Water Pressure) 0.1 MPa이 에어 스포일러에 수직하게 가해지는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러는 유리섬유 면재에 발사 코어를 갖는 샌드위치 형태로 제작하였고, 여러 개의 샌드위치 패널이 셀(Cell) 형태로 강(Steel) 프레임에 볼트로 체결되는 것으로 가정하였다. 에어 스포일러와 프레임의 체결부는 베어링 파손을 가지도록 설계하고, 정적(베어링) 시험과 피로(4점 굽힘) 시험을 수행하였다. 시험 결과 개발된 에어 스포일러는 정해진 외부하중을 견딜 수 있는 충분한 안전여유를 갖는 것을 확인하였다. 개발된 에어 스포일러는 조만간 대형 상업용 선박에 적용될 예정이다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제6권3호
• /
• pp.267-276
• /
• 1997

It has been studded that combustion and the production of air pollution of anthracite - bituminous coal blend In a fluidized bed coal combustor, The objects of thIns study were to investigate mixing characteristics of the particles as well as the combustibility of the low grade domestic anthracite coal and Imported h19h calorific bltununous coal in the fluidized bed coal combustor. They were used as coal samples ; the domestic low grade anthracite coal with heating value of 2,010kca1/kg and the Imported high grade bituminous coal with beating value of 6,520kca1/kg. Also, the effects of air flow rate and anthracite fraction on the reaching time of steady state condition have been studied. The experimental results are presented as follows. The time of reaching to steady state was affected by the temperature variation. The steady state time was about 120 minute at 300sc1h which was the fastest. It has been found that $O^2$ and $CO^2$ concentration were reached steady state at about 100 minute. It has been found that $O^2$ concentration decreased and $CO^2$ concentration increased as the height of fluidlzed bed Increased. It was found that splash zone was mainly located from 25cm to 35cm above distributor. Also, as anthracite traction Increased, the mass of elutrlatlon particles Increased, and $CO^2$ concentration decreased. As gk flow rate Increased,$O^2$ concentration decreased and $CO^2$ concentration increased. Regardless of anthracite fraction and flow rate, the uncombustible weight percentage according to average diameter of elutriation particles were approldmately high In the case of One Particles. As anthracite traction and k now rate Increased, elutriation ratio Increased. As anthracite fraction was increased, exit combustible content over feeding combustible content was Increased. Regardless of anthracite fraction, size distribution of Ued material from discharge was almost constant. Over bed temperature 85$0^{\circ}C$ and excess air 20% , the difference of combution efficiencies were little. It is estimate that the combustion condition In anthracite-bituminous coal blend combustion is suitable at the velocity 0.3m/s, bed temperature 85$0^{\circ}C$, the excess air 20%.