Only approximately 30% of fossil fuel energy is used; therefore, it is desirable to utilize the huge amounts of waste energy. Thermoelectric (TE) materials that convert heat into electrical power are a promising energy technology. The TE materials can be formed either as thin films or as bulk semiconductors. Generally, thin-film TE materials have low energy conversion rates due to their thinness compared to that in bulk. However, an advantage of a thin-film TE material is that the efficiency can be smartly engineered by controlling the nanostructure and composition. Especially nanostructured TE thin films are useful for mitigating heating problems in highly integrated microelectronic devices by accurately controlling the temperature. Hence, there is a rising interest in thin-film TE devices. These devices have been extensively investigated. It is demonstrated that transparent amorphous oxide semiconductors (TAOS) can be excellent thermoelectric (TE) materials, since their thermal conductivity (${\kappa}$) through a randomly disordered structure is quite low, while their electrical conductivity and carrier mobility (${\mu}$) are high, compared to crystalline semiconductors through the first-principles calculations and the various measurements for the amorphous In-Zn-O (a-IZO) thin film. The calculated phonon dispersion in a-IZO shows non-linear phonon instability, which can prevent the transport of phonon. The a-IZO was measured to have poor ${\kappa}$ and high electrical conductivity compared to crystalline $In_2O_3:Sn$ (c-ITO). These properties show that the TAOS can be an excellent thin-film transparent TE material. It is suggested that the TAOS can be employed to mitigate the heating problem in the transparent display devices.
In the past few years, considerable efforts have been directed towards the further development of Urea-SCR(selective catalytic reduction) technique for diesel-driven vehicle. Although urea possesses considerable advantages over Ammonia$(NH_3)$ in terms of toxicity and handling, its necessary decomposition into Ammonia and carbon dioxide complicates the DeNOx process. Moreover, a mobile SCR system has only a short distance between engine exhaust and the catalyst entrance. Hence, this leads to not enough residence times of urea, and therefore evaporation and thermolysis cannot be completed at the catalyst entrance. This may cause high secondary emissions of Ammonia and isocyanic acid from the reducing agent and also leads to the fact that a considerable section of the catalyst may be misused for the purely thermal steps of water evaporation and thermolysis of urea. Hence the key factor to implementation of SCR technology on automobile is fast thermolysis, good mixing of Ammonia and gas, and reducing Ammonia slip. In this context, this study performs three-dimensional numerical simulation of urea injection of heavy-duty diesel engine under various injection pressure, injector locations and number of injector hole. This study employs Eulerian-Lagrangian approach to consider break-up, evaporation and heat and mass-transfer between droplet and exhaust gas with considering thermolysis and the turbulence dispersion effect of droplet. The SCR-monolith brick has been treated as porous medium. The effect of location and number of hole of urea injector on the uniformity of Ammonia concentration distribution and the amount of water at the entrance of SCR-monolith has been examined in detail under various injection pressures. The present results show useful guidelines for the optimum design of urea injector for reducing Ammonia slip and improving DeNOx performance.
폴리(비닐 알코올) (PVA)과 폴리아크릴산-말레산-공중합체(PAM)의 블렌드를 수용액 상태로 얻은 후 점토인 사포나이트(SPT)를 분간시켜 필름 형태인 PVA/PAM/SPT의 나노복합재료를 합성하였다. 용액 삽입법을 이용하여 점토 함량을 0-9 wt%의 다양한 농도로 변화시켜 얻은 나노복합재료에 대해 분산도, 모폴로지 및 열적-기계적 성질 등을 각각 조사하였다. 점토 함량이 3 wt%일 때 점토 입자는 PVA/PAM 블렌드에 잘 분산되었으며, 점토함량이 7 wt%보다 많을 경우에는 고분자 모체에 일부 뭉친 구조가 관찰되었다. 나노복합재료의 열적 안정성은 점토함량이 9 wt%로 증가할 때까지 꾸준히 증가하였다. 인장 강도와 초기인장 탄성률은 점토 함량이 7 wt%일 때 최고값을 나타내었으나 그 이상의 점토 농도에서는 오히려 감소하였다. 본 연구 결과로부터 소량의 점토 첨가는 PVA/PAM 나노복합재료 필름의 열적, 기계적 성질을 증가시키는데 도움이 된다는 것을 알았다.
In order to evaluate and finally optimize the vitrification condition for combustible dry active waste (DAW), dust and gas generation characteristics were investigated for PE, cellulose, and mixed waste Tests were conducted by varying the operation variables such as melter configuration, excess oxygen amount, and waste feeding rate. Results showed that dust generation characteristics were affected by the operation parameters and the melter's configuration is the dominant one. For all tested DAWs, dust generation was reduced by increasing the waste feeding rate and the excessive oxygen amount in the melter. Among waste types, dust amount was decreased by the order of mixed wastes, PE, and cellulose. Other parameters such as temperature variation and operation time have also affected the dust generation. The optimum condition for the DAW vitrification was determined as the melter's configuration equipped for minimizing the waste dispersion with 20 kg/h of waste feeding rate and 100% of excessive oxygen supply. CO gas concentration in the off-gas was immediately influenced by the combustion state in the melter, but showed similar trend as the dust generation. For the NOx production during the vitrification process, thermal NOx, which is generated from the Post Combustion Chamber (PCC), rather than fuel NOx was assumed to be dominant. The gas cleaning of efficiencies of the PCC, wet scrubber, and Selective Catalytic Reduction system (SCR) were found to be high enough to keep the concentration of pollutants (CO, NOx, SOx, HCI) in the stack below their relevant emission limits.
The $NiSO_4/CeO_2-ZrO_2 $catalysts containing different nickel sulfate and $CeO_2$ contents were prepared by the impregnation method, where support, $CeO_2-ZrO_2$was prepared by the coprecipitation method using a mixed aqueous solution of zirconium oxychloride and cerium nitrate solution followed by adding an aqueous ammonia solution. No diffraction line of nickel sulfate was observed up to 20 wt %, indicating good dispersion of nickel sulfate on the surface of $CeO_2-ZrO_2$. The addition of nickel sulfate (or $CeO_2$) to $ZrO_2$ shifted the phase transition of $ZrO_2$ from amorphous to tetragonal to higher temperatures because of the interaction between nickel sulfate (or $CeO_2$) and $ZrO_2$. A catalyst (10-$NiSO_4/1-CeO_2-ZrO_2$) containing 10 wt % $NiSO_4$ and 1 mole % $CeO_2$, and calcined at $600{^{\circ}C}$ exhibited a maximum catalytic activity for ethylene dimerization. The catalytic activities were correlated with the acidity of catalysts measured by the ammonia chemisorption method. The role of $CeO_2$was to form a thermally stable solid solution with zirconia and consequently to give high surface area, thermal stability and acidity of the sample.
The main objective of this paper is to design and test a new type of polymer ZnO surge arrester for AC power system of railroad vehicles. Metal oxide surge arrester for most electric power system applications, electric train and subway are now being used extensively to protect overvoltage due to lightning. Surge arresters with porcelain housing must not have explosive breakage of the housing to minimize damage to other equipment when subjected to internal high short circuit current. When breakdown of ZnO elements in a surge arrester occurs due to flashover, fault short current flows through the arrestor and internal pressure of the arrester rises. The pressure rise can usually be limited by fitting a pressure relief diaphragm and transferring the arc from the inside to the outside of the housing. However, there is possibility of porcelain fragmentation caused by the thermal shock, pressure rise. etc. Non-fragmenting of the housing is the most desired way to prevent damage to other equipment. The pressure change which is occurred by flashover become discharge energy. This discharge energy raises to damage arrester housing and arrester housing is dispersed as small fragment. Therefore, the pressure relief design is requested to obstruct housing dispersion. The main research works are focused on the structure design by finite element method, pressure relief of module, and studies of performance of surge arrester for electric railway vehicle.
본 연구는 보호콜로이드로 PVA를 사용한 PVAc 에멀젼 폴리머와 VAE 에멀젼 폴리머 블렌드에 관한 것으로 보호콜로이드로 사용된 PVA는 블렌드 전의 각각의 에멀젼 폴리머 필름과 블렌드 후의 필름에서도 연속상으로 존재하였다. 이는 블렌드를 구성하는 입자사이에서 뛰어난 접착력을 예상하게 한다. Tg가 서로 다른 에멀젼 폴리머 블렌드는 중요한 관심 대상이며 PVAc/VAE 에멀젼 폴리머 블렌드는 이 중 간단하면서도 또 다른 뛰어난 연구 방향을 제시하였다. 혼합 결과, PVAc 증가에 따라 신율이 저하되었고, PVAc 제조에 사용된 가소제가 혼합물의 Tg에 영향을 미쳐 PVAc 가소제의 VAE 에멀젼 폴리머으로의 이행으로 인하여 VAE 에멀젼 폴리머의 Tg를 저하시켰고, 인장강도 및 내열성, 접착력에서 두 혼합물의 상승효과가 나타났다.
최근에 나노충전제를 낮은 부피 분율로 보강한 엘라스토머-나노복합체는 흥미 있는 물성 때문에 관심을 크게 불러 일으켰다. 특히 층화 규산염 클레이(clay), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유, 탄산칼슘, 금속 산화물 또는 실리카 나노입자 등과 같은 나노충전제를 탄성체에 혼입하면 기계적 물성, 내열성, 동적 기계적 물성, 화염지연성, 차단성 등이 크게 향상된다. 나노복합체의 물성은 크게 고분자 기질, 나노충전제의 성질과 이들의 혼입 방법에 좌우한다. 탄성체 기질 내에 나노충전제들의 균일한 분산은 원하는 물리적 특성과 기계적 특성을 얻기 위한 일반적 필수조건이다. 본 논문은 층화 규산염, 실리카(silica), 카본 나노튜브(carbon nanotube), 나노섬유와 여러 가지 다른 나노입자로 보강된 탄성체 나노복합체의 현재 개발 현황을 소개하였다.
Cao, Lan;Zhang, Xiaojie;Wang, Xiaolei;Zong, Chengzhong;Kim, Jin Kuk
Elastomers and Composites
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제53권3호
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pp.158-167
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2018
In this study, in-situ trans-selective polymerization of isoprene was carried out using titanium-based Ziegler-Natta catalysts. The catalysts were prepared by high-energy ball milling. Individually Large-inner-diameter carbon nanotubes (CNTL), and hydroxylated carbon nanotubes (CNTOH), along with magnesium chloride ($MgCl_2$) were used as the carriers for the catalysts. The optimum ball-milling time for preparing the $CNT/MgCl_2/TiCl_4$ Ziegler-Natta catalysts was 4 h. The $CNTOH/MgCl_2/TiCl_4$ catalyst showed a higher efficiency than that of the $CNTL/MgCl_2/TiCl_4$ catalyst, based on the rate of polymerization. The effects of the CNT-filler type on the isoprene polymerization behaviors and polymer properties were investigated. The morphologies of the trans-1,4-polyisoprene (TPI)/CNT and TPI/CNTOH nanocomposites exhibited a tube-like shape, and the CNTL and CNTOH fillers were well dispersed in the TPI matrix. In addition, the thermal stability of TPI significantly increased upon the introduction of a small amount of both CNTL/CNTOH fillers (0.15 wt%), owing to the satisfactory dispersion of the CNTL/CNTOH in the TPI matrix.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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