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  • 스테인리스강 수세미 전극을 사용한 미생물연료전지의 전력 오버슈트 예방과 환원조 유속 증가에 의한 환원전극 과전압 감소

    2017

    학술지

    김태영

    대한환경공학회지

    촉매 코팅하지 않은 탄소전극(graphite felt)을 이용한 미생물연료전지에서 전력 오버슈트 현상이 발생하였으며 환원전위의 손실이 대부분의 전압 감소 원인으로 파악되었다. 이를 해결하고자 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극과 싸고 고전도성을 지닌 스테인리스강 수세미 전극을 사용하여 전력 오버슈트 현상 극복과 전압손실에 대한 분석을 하였다. 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극을 환원전극으로 이용한 미생물연료전지에서는 여전히 전력오버슈트가 발생하였지만 스테인리스강 수세미 전극에서는 낮은 환원용액 공급유속에서도 전력 오버슈트가 발생하지 않았으며 29% 가량의 증가된 최대전력밀도 값($23.9A/m^3$)을 얻을 수 있었다. 탄소전극을 사용한 미생물연료전지의 전력 오버슈트는 환원용액의 유입유속을 증가시킴에 따라 해결할 수 있었다. 또한 탄소전극과 스테인리스강 수세미 전극을 이용한 미생물연료전지 모두 유속 증가에 따라 최대전력밀도 값과 최대전류밀도 값이 2-3.5배 가량 증가하였다. 유입유속 증가에 따른 전압손실을 분석한 결과 활성도 손실, 저항 손실, 물질전달 손실 모든 구간에서 미생물연료전지의 환원전위 손실이 감소하였다. 이에 따라 스테인리스강 수세미는 경제성 있고 전력오버슈트 현상을 예방하는 미생물연료전지의 환원전극으로써 좋은 재료이며 만약 환원전극 문제로 인해 전력 오버슈트 현상이 발생한다면 환원조 내부 유동을 증가시키는 것이 이를 해결할 수 있는 좋은 방법이라 판단된다.

  • DNA 고정 탄소나노튜브 페이스트전극의 물고기 세포속테트라싸이클린에 정량

    2007

    학술지

    이수영; 이장현; 정영삼

    Journal of the Korean Chemical Society

    2007.01.01

    DNA를 고정한 탄소나노튜브 페이스트 전극으로 옥시테트라싸이클린 항생제의 분석조건을 연구하였다. 사각 파형 벗김 전압전류법과 순환 전압 전류법을 사용하여 최적조건에서 1-10 ngL?1의 정량 가능 범위에 도달하였다. 벗김법 0.1 mgL?1 농도에서 15번 반복 측정하여 0.068%의 상대표준편차였으며, 벗김법 최적 분석 조건에서 0.4 ngL?1의 검출 한계를 얻었다. 개발된 결과를 양식어류의 세포에서 응용하였다.

  • 환원전극 DO 농도에 따른 단일 및 직렬연결 미생물 연료전지 전기발생량 평가

    2009

    학술지

    유재철; 이태호

    대한환경공학회지

    2009.04.01

    미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 3 7 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 7 9 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

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  • 투명전극 폴리머 태양전지 개발
    전극핀 오염 방지기능을 가진 청정환경용 정전기 제거 장치 개발
    초소형 에너지 저장 장치용 CNT 기반 전극의 3차원 복합 나노구조화
    초소형 에너지 저장 장치용 CNT 기반 전극의 3차원 복합 나노구조화
  • 미래 스마트기기용 나노탄소/금속 복합 유연전극 개발

    2018

    이건웅

    한국전기연구원

    기계소재

    ... 직물/의류일체형 웨어러블 소자 개발을 위해 탄소나노튜브, 그래핀, 나노금속 등과 같은 새로운 소재를 이용하여 휘거나 굽히거나, 궁극적으로는 직물처럼 접을 수 있는 형태 변형이 자유로운 유연전극에 대한 기술개발이 필요하다. 탄소나노튜브와 그래핀과 같은 나노탄소소재는 유연하면서도 그 자체로 전기전도성이 높아 유연전극의 기초소재로 인식되어 왔지만, 상용화를 위한 정제, 표면개질, 분산 ...

  • 디자인된 나노 다공성 소재를 이용한 차세대 에너지 장치 전극 물질 개발

    2016

    이진우

    포항공과대학교

    융합

    연구배경 및 필요성 - 차세대 에너지 장치를 위한 전극 소재 개발의 중요성대표적인 에너지 저장 장치인 이차전지와 에너지 전환 장치인 연료전지는 고성능·고효율의 전지일 뿐만 아니라 화석연료 대체 및 온실가스 감축 효과가 예상되는 차세대 에너지 장치로 주목받고 있다. 전 극 소재는 이차전지와 연료전지의 본질을 좌우하면서 제조 단가가 가장 높은 핵심 구성 요소로 연평균 ...

  • 나노 계면제어를 이용한 고효율 고수명 연료전지용 전극 재료

    2007

    박병우

    서울대학교

    기계소재

    ... 시작하였다. 국내의 경우 현대자동차는 2010~2019년 사이 소량 생산으로 연간 10만대 규모의 생산체제를 구축하고 2020년 이후부터 본격 보급할 예정에 있다인산계 산화물을 백금 전극 촉매에 코팅하는 기술이 상용화될 경우, 연료전지 시장은 2006년 약 570억원에서 2010년까지 약 1조 7,200억원으로 확대될 전망이다. 특히 국내 기술로 개발된 연료 전지는 국가 경쟁력 ...

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