• 제목/요약/키워드: membrane property

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고온 산소분리막용 고강도 다공성 지지체 제조 및 기계적 특성 연구 (Fabrication and Mechanical Properties of High-strength Porous Supports for High Temperature Oxygen Transport Membrane)

  • 박금숙;성영훈;유지행;우상국;한문희
    • 한국세라믹학회지
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    • 제50권6호
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    • pp.423-428
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    • 2013
  • Porous YSZ ceramics are fabricated using 3 mol% yittria-stabilized zirconia (3YSZ) and NiO with different particlesizes (0.6 and 7 ${\mu}m$). Nickel oxide (NiO) is added to the YSZ powder as a pore former with different amounts(40, 50, and 60 vol%) and at different sintering temperatures (1350 and $1400^{\circ}C$) are applied in order to evaluate the temperature effects on the pore and mechanical properties. Heat treatment is conducted after sintering at $700^{\circ}C$ in $H_2$ for the NiO reduction process; then, Ni is removed using a $HNO_3$ etchant solution. According to the NiO contentand sintering temperatures, 41-67% porous YSZ ceramic is obtained and the flexural strength increases, while the porosity decreases with an increasing sintering temperature. The optimum flexural strength ($136.5{\pm}13.4MPa$) and porosity (47%) for oxygen transport porous YSZ membrane can be obtained with 40 vol% of 7 ${\mu}m$ NiO particle at a sintering temperature of $1350^{\circ}C$.

고분자 전해질막 수소 연료 전지 분리판 용 흑연/폴리프로필렌/액정고분자 복합 재료의 특성에 관한 연구 (Study on Graphite/Polypropylene/Liquid Crystalline Polymer Composite for a Bipolar Plate of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 비라즈 둔가나;손영곤
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제16권5호
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    • pp.3627-3632
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    • 2015
  • 고분자 전해질 막 연료전지의 분리판 용 흑연/폴리프로필렌(PP)/액정고분자 (LCP) 복합소재의 기계적, 유변학 특성 및 전기전도도에 관하여 연구하였다. 저분자량 PP를 바인더로 사용하는 경우 다른 열가소성 고분자와 비교하여 상당히 높은 전기 전도도를 보임을 확인하였는데 이는 점도가 낮은 PP에 의해 흑연 입자의 분산이 향상되어 나타난 결과임을 확인할 수 있었다. 또한 탄소나노튜브를 소량 첨가하면 복합재료의 전기전도도가 크게 증가하였고 산처리를 하여 산소 관능기를 포함한 탄소나노튜브를 첨가했을 때에는 전기전도도의 증가가 거의 없었다. 이로부터 탄소나노튜브는 비극성 고분자와 친화도가 높음을 알 수 있었다. 저분자량 PP를 바인더로 사용하였을 때는 복합재료의 점도가 사출성형이 가능할 정도로 낮은 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 기계적인 강도는 다른 고분자에 비해 현저히 낮았다. 이를 보강하기 위하여 LCP를 혼합하여 복합재료를 제조한 결과 전반적인 물성 밸런스가 잘 맞는 복합재료를 얻을 수 있었다.

극저온 액화가스 화물창 2차방벽 구조 열 응력 취약 부 Prolonged 길이 고려 유리섬유 강화 복합재 기계적 물성 평가 (Evaluation of Mechanical Performance Considering Prolonged Length of Glass Fiber-Reinforced Composite on Structure Weakness by Thermal Stress at Secondary Barrier in Cryogenic Liquified Gas Storage)

  • 정연제;김희태;김정대;김정현;김슬기;이제명
    • Composites Research
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    • 제36권4호
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    • pp.246-252
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    • 2023
  • 멤브레인 형 LNG 화물창시스템(Cargo containment system, CCS) 내 유리섬유 강화 복합재료 기반 2차 방벽 설치 시 본딩 자동화 머신(automatic bonding machine, ABM) 활용한 prolonged 구조임과 동시에 양단 접착 고정 사이 비 접착(non-bonding, N-B) 영역의 복합재에서 극저온 열 수축 기인한 상당한 열 응력이 발생하기 때문에 이를 고려한 구조 안전성평가 관점에서 수행된 연구가 있으나 실제로 무한히 긴 길이 고려한 기계적 물성 평가를 수행한 연구는 찾아볼 수가 없었다. 해당 복합재는 파단강도 분산이 큰 세라믹 재료 취성 파괴임을 고려하여 2-파라미터 Weibull 통계분석을 통해 실제 길이 대상 신뢰도 있는 기계적 물성치 값을 표준화 하였으며 LNG 운반 환경을 고려한 극저온 환경까지의 특정 온도별 단축 인장실험을 수행하였다. 실험결과, -70℃에서 기계적 강도가 -20℃에 비해 약 1.5배 급증하고 초기 권축 섬유 신장의 비선형 거동이 억제되었다. 또한, 극저온 환경까지 온도가 낮아질수록 기계적 강도는 계속해서 증가하였으나 반대로 연신은 줄어드는 저온 취성의 현상이 확인되었다. 본 연구에서 제시하는 기계적 물성치 데이터는 멤브레인 형 LNG 화물창 구조 안전성 평가 시 신뢰도 높은 해석 지원 물성치 확보 측면에서 유용하게 적용되어지리라 사료된다.

지지체 종류에 따른 음이온 교환 함침막 특성 변화 (Property Changes of Anion Exchange Pore-filling Membranes According to Porous Substrates)

  • 전상환;최선혜;이별님;손태양;남상용;문선주;박상현;김지훈;이영무;박치훈
    • 멤브레인
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    • 제27권4호
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    • pp.344-349
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    • 2017
  • 전해질막을 사용하는 알칼라인 연료전지는 최근 들어서 시스템 구성이 비슷하고 전해질막의 종류만 다른 기존의 양이온 교환막 연료전지를 대체할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 특히, 알칼라인 연료전지에서는 비백금계 저가 촉매가 사용 가능하여 많은 연구들이 진행되고 있다. 본 연구에서는 이러한 알칼라인 연료전지 시스템에 적용하기 위한 고성능, 고내구성 음이온 교환막을 제조하기 위하여, 두 종류의 다공성 지지체인 폴리벤조옥사졸 지지체와 폴리에틸렌 지지체에 Fumion FAA 이오노머를 함침시켜, 기존의 Fumion 시리즈의 막보다 우수한 기계적 강도를 가지면서 높은 이온전도도를 유지할 수 있는 함침막을 제조하고자 하였다. 이를 통하여 최종적으로 지지체-함침막이 성공적으로 제조되었고, 이온 전도도와 기계적 특성이 지지체의 성질에 따라 서로 다른 결과를 보여 주었다. PE 지지체에 Fumion 이오노머를 함침시킨 함침막에서는 우수한 기계적 특성이 얻어졌지만, 이온전도도는 감소하였으며 특히 높은 온도에서 성능감소가 더욱 증가하였다. 반면에 PBO 지지체에 Fumion 이오노머를 함침 시킨 경우에는 PBO의 높은 염기성으로 인하여 함침 후에 높은 이온 전도도를 보였지만, Fumion-PE막에 비하여 상대적으로 낮은 기계적 특성을 나타내었다. 결과적으로 지지체-함침막 제조 시 알칼라인 연료전지의 운전조건에 따라 지지체의 특성을 충분히 고려하여 연구를 진행할 필요가 있다는 결론을 얻었다.

Sulfonated poly(ether sulfone)을 함유한 고분자 전해질 연료전지용 기체 확산 전극에 관한 연구 (Gas diffusion electrode containing sulfonated poly(ether sulfone) as ionomer for polymer electrolyte fuel cells)

  • 류성관;최영우;양태현;임성대;김한성;김창수
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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    • pp.75.2-75.2
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    • 2010
  • Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) have received a lot of attention as a power source for both stationary and mobile applications due to their attractive feature. In general, the performance of PEFCs is highly affected by the property of the electrodes. A PEFC electrode essentially consists of a gas diffusion layer and a catalyst layer. The gas difusion layer is highly porous and hydrophobicized with PTFE polymer. The catalyst layer usually contains electrocatalyst, proton conducting polymer, even PTFE as additive. Particularly, the proton conducting ionomer helps to increase the catalytic activity at three-phase boundary and catalyst utilization. Futhermore, it helps to retain moisture, resulting in preventing the electrodes from membrane dehydration. The most widely used proton conducting ionomer is perfluorinated sulfonic acid polymer, namely, Nafion from DuPont due to its high proton conductivity and good mechanical property. However, there are great demands for alternative ionomers based on non-fluorinated materials in terms of high temperature availability, environmental adaptability and production cost. In this study, the electrodes with the various content of the sulfonated poly(ether sulfone) ionomer in the catalyst layer were prepared. In addition, we evaluated electrochemical properties of the prepared electrodes containing the various amount of the ionomers by using the cyclic voltammetry and impedance spectroscopy to find an optimal ionomer composition in the catalyst layer.

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Melatonin Induces Akt Phosphorylation through Melatonin Receptor- and PI3K-Dependent Pathways in Primary Astrocytes

  • Kong, Pil-Jae;Byun, Jong-Seon;Lim, So-Young;Lee, Jae-Jun;Hong, Sung-Jun;Kwon, Kwang-Jun;Kim, Sung-Soo
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제12권2호
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    • pp.37-41
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    • 2008
  • Melatonin has been reported to protect neurons from a variety of neurotoxicity. However, the underlying mechanism by which melatonin exerts its neuroprotective property has not yet been clearly understood. We previously demonstrated that melatonin protected kainic acid-induced neuronal cell death in mouse hippocampus, accompanied by sustained activation of Akt, a critical mediator of neuronal survival. To further elucidate the neuroprotective action of melatonin, we examined in the present study the causal mechanism how Akt signaling pathway is regulated by melatonin in a rat primary astrocyte culture model. Melatonin resulted in increased astrocytic Akt phosphorylation, which was significantly decreased with wortmannin, a specific inhibitor of PI3K, suggesting that activation of Akt by melatonin is mediated through the PI3K-Akt signaling pathway. Furthermore, increased Akt activation was also significantly decreased with luzindole, a non-selective melatonin receptor antagonist. As downstream signaling pathway of Akt activation, increased levels of CREB phoshorylation and GDNF expression were observed, which were also attenuated with wortmannin and luzindole. These results strongly suggest that melatonin exerts its neuroprotective property in astrocytes through the activation of plasma membrane receptors and then PI3K-Akt signaling pathway.

Effects of Caponization on Bone Characteristics and Histological Structure in Chickens

  • Chen, Kuo-Lung;Chang, Ming-Huang;Tsay, Shiow-Min;Hurng, Huaang-Youh;Chiou, Peter Wen-Shyg
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제19권2호
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    • pp.245-251
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    • 2006
  • The aim of this study was to investigate the effects of caponization on the bone characteristics, biomechanical property and histology in Taiwan country chickens fed to market age of 26 wks. Male Taiwan country chickens $D{\times}L_2$ were caponized or sham-operated at 8 wks of age, and selected healthy sham-operated and completely caponized chickens (prominent degenerated comb) were selected at 16 wks old and fed to 26 wks old for the trials. Fifteen intact male chickens (Intact), sham-operated chickens (Sham) and caponized chickens (Capon) were assigned for trial 1, and sixteen Intact and Capon were assigned for trial 2. Results in trial 1 showed that the abdominal fat and relative abdominal fat weights of Capon were significantly heavier than Intact and Sham (p<0.05), while the tibia weight and relative weight were the lightest (p<0.05). The tibia breaking strength, bending moment and stress of Capon were the poorest among groups (p<0.05). The trial 2 produced the similar observation that Capon were significantly lighter than Intact (p<0.05) in the tibia weight, relative tibia weight and their biomechanical properties. On histological determinations, Capon showed a thinner cartilage end and fewer chondrocytes (about 50%) and trabecular, and bigger marrow cavity; while decreased hemopoietic cells number with increased adipocytes than Intact observed by H&E stain and at low magnification. At high magnification, Capon showed a decrease in the chondrocyte size by 33 to 50%, with smaller nucleus located near the cell membrane, and exhibited monocellular form chondrocytes. Capon also showed a less strongly acidic sulfated mucosubstance with weaker dyeing property within cartilage zone, and smaller chondrocytes size by Alcian blue stain.

마이크로 코일-채널과 GMR-SV 소자를 이용한 적혈구-자성비드 검출 특성연구 (Detection Property of Red Blood Cell-Magnetic Beads Using Micro Coil-Channeland GMR-SV Device)

  • 박지수;김누리;정현준;이상석
    • 한국자기학회지
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    • 제25권1호
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    • pp.16-21
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    • 2015
  • 광 리소그래피 공정을 이용하여 GMR-SV(Giant magnetoresistance-Spin valve) 다층박막 위에 마이크로 크기의 바이오센서용 소자와 코일-채널을 적층으로 각각 제작하였다. 직경 $1{\mu}m$ 크기인 여러 개의 자성비드가 결합된 적혈구가 마이크로 채널로 지나갈 때 코일에 인가하는 AC 신호로 정지 또는 통과하는 적혈구 움직임을 조절하였다. GMR-SV 소자 위에 포획된 적혈구-자성비드가 갖는 미세자기장은 자기저항비를 변화시켜 검출용 출력신호 특성으로 나타났다. 이것을 이용하여 자성비드를 결합한 적혈구의 막 변형에 따른 운동 특성을 분석하는 바이오센서로 활용할 수 있음을 보여주었다.

Di-2-ethylhexyl Phthalate (DEHP)에 노출된 동자개, Pseudobagrus fulvidraco의 혈액적 (Di-2-ethylhexyl Phthalate Induced Haematological Effects in Bagrid Catfish, Pseudobagrus fulvidraco After Short Term Exposure)

  • 지정훈;금유화;강주찬
    • 생태와환경
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    • 제37권3호통권108호
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    • pp.313-318
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    • 2004
  • Di-2-ethylhexyl Phthalate (DEHP)는 내분비장애물질로 분류되어 있는 플라스틱 가소제로서 in vitro에서 혈구세포막에 영향을 주는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 동자개, Pseudobagrus fulvidraco를 대상으로 DEHP 급성 노출에 따른 혈액학적 영향을 파악하기위하여 어체중 당 300 및 1,000 mg의 DEHP를 복강주사하였다. DEHP (1,000 mg b.w. $^{-1}$에 노출된 동자개는 적혈구수와 혈색소 농도 및 적혈구 용적이 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 혈청 내 유기성분인 총단백질량, 콜레스테를 수치는 300 및 1,000 mg 주사구에서 유의적으로 감소하였으며 지방산의 농도는 1,000 mg 주사구에서 대조구와 비교하여 유의적으로 감소하였다. 혈청 무기성분인 칼슘농도와 혈액 삼투압 농도는 1,000 mg DEHP 노출구에서 유의적인 감소가 관찰되었다.

연속식 중공사막 반응기를 이용한 각시가자미피 젤라틴의 가수분해 (Enzymatic Hydrolysis of Yellowfin Sole Skin Gelatin in a Continuous Hollow Fiber Membrane Reactor)

  • 김세권;변희국;강태중;송대진
    • 한국수산과학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.120-132
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    • 1993
  • 어류 가공시 부산물로 얻어지는 어피를 효율적으로 이용하고자 알칼리 전처리법으로 각시가자미 피(皮)로부터 제조된 젤라틴을 시료로 하여 연속식 중공사막 반응기를 이용한 젤라틴의 가수분해 최적조건과 중공사막 반응기 장치에서의 효소활성 및 안정성에 미치는 인자에 대하여 검토하였다. 연속식 중공사막 반응기에서 가수분해조건을 보면 효소농도는 0.1mg/ml 이상에서는 가수분해율이 거의 $72\%$ 이상이었다. 기질농도 $1\%$ 이하에서는 $70\%$ 이상의 가수분해율을 나타내었으며, 기질농도가 증가함에 따라 가수분해율이 약간 감소하는 경향이였다. S/E=100(w/w) 이하에서는 거의 $72\%$이상의 가수분해율을 나타내었다. 유출속도가 7.79ml/min일 때 잔류시간은 77분이였으며, 이때의 가수분해율은 $79\%$였다. 중공사막 반응기 장치의 최적조건은 $1\%$ 기질에 대해 효소농도 0.1mg/ml, 유출속도 7.79ml/min, 잔류시간 77분, 반응온도 $55^{\circ}C$에서 기질의 가수분해율은 반응시간 1시간 부근에서 최대값을 나타내었다. 효소활성은 온도 $55^{\circ}C$에서 $50\%$, $25^{\circ}C$에서 $20\%$가 감소되었으며, 막에 의한 효소활성은 3시간 후에 $34\%$ 감소하였다. 막을 통한 효소의 누출은 작동시간 20분에서 최대였으며 작동시간 5시간 이후에는 거의 효소가 누출되지 않았으며, 전체 효소량 중 효소누출량은 $12.95\%$이였다. 막의 fouling 성질은 $10\%$(w/v)기질용액에서 순수에 대한 상대적인 유출속도 감소율(RFR)은 $91\%$였으며 유출속도 재생율은 $92\%$였다. 높은 기질농도 $10\%$에서는 가수분해도가 $89\%$였으며, 그 이상의 기질농도에서는 $75\%$였다. 젤라틴에 대한 trypsin의 반응속도 상수인 $K_m$$V_{max}$는 회분식에서 각각 0.668mgN/ml, 1.468mgN/ml/min였으나, 연속식에서는 이들의 값이 각각 1.618mgN/ml, 0.347mgN/ml/min였다. 연속식에서 $K_m$값은 1.618mgN/ml으로 회분식의 0.668mgN/ml에 비해 2.4배 정도 큰 반면 $V_{max},\;K_2$는 매우 작았다. 회분식과 연속식에서 최적조건하에서 젤라틴을 가수분해하였을 때 효소 mg당 생산하는 가수분해물은 각각 87.58mg및 378.85mg으로 회분식에 비해 생산량이 4배 이상이었다.

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