TMGa와 유전체 장벽방전에 기초한 질소함유 활성종을 이용하여 (0001) 사파이어 기판위에 GaN 박막을 저온에서 성장시켰다. III-V 질소화합물 반도체의 에피막 성장에 있어서 암모니아는 유기금속 화학증착법에서 지금까지 알려진 가장 보편적인 질소 공급원이며 충분한 질소공급을 위해 1000˚C 이상의 고온 성장이 필수적이다. GaN 박막을 비교적 저온에서 성장시키기 위하여 질소 공급원으로 암모니아 대신 유전체 장벽방전을 이용하였다. 유전체 장벽방전은 전극사이에 유전체 장벽을 설치하여 arc를 조절하는 방전이며 수 기압의 높은 공정압력보다 훨씬 높으므로 기판표면까지 전달하는데도 이점이 있다. GaN 박막의 결정성과 표면형상은 성장온도, 완충층에 따라 변화하였으며, 700˚C의 저온에서도 우수한 (0001) 배향성을 갖는 GaN 박막을 성장할 수 있었다.

본 연구에서는 특수 설계된 연면방전(Surface discharge induced Plasma Chemical Process, SPCP) 반응기로부터 발생하는 플라스마에 의하여 일산화질소(NO)와 이산화질소(NO2)등 유해 환경오염 가스를 주파수, 유량, 농도, 전극재질 및 감은 횟수 등의 공정변수 변화에 따른 분해율, 소비전력 및 소비전압 등을 측정하여 최적의 공정조건과 최대의 분해효율을 얻고자 하였다. 표준시료로서 일산화질소와 이산화질소를 고전압발생기의 주파수(5~50kHz), 유해가스의 체류시간(1~10.5 초)과 초기농도(100~1000 ppm), 전극의 재질(W, Cu, Al), 전극의 굵기(1, 2, 3 mm)및 감은횟수(7회, 9회, 11회)에 대하여 플라스마 연면방전 반응기를 이용하여 분해효율을 구하였다. 유해가스(NO, NO2)의 분해제거 실험결과, 10 kHz의 주파수와 각각 19.8와 20 W의 소비전력에서 각각 94.3, 84.7 %로 가장 높은 분해제거율을 나타내었고, 20 kHz이상에서는 주파수가 커질수록 분해율이 감소하였다. 또한 연면방전 반응기에서 유해가스의 체류시간이 길수록, 그리고 초기농도가 작을수록 분해율은 증가하였다. 방전전극에 대한 영향은 전극의 굵기가 굵을수록 분해율이 증가하여 본 실험의 경우 3 mm의 전극을 사용하였을 때 가장 높은 분해율을 나타내었고, 전극의 재질은 텅스텐을 사용하여 방전한 경우에 가장 높은 분해율을 보였으며 구리, 알루미늄의 순으로 낮아졌다. 방전전극의 감은 횟수에 대한 영향은 7회, 9회, 11회의 순으로 감은 횟수가 많을수록 분해율이 높아짐을 알 수 있었다.

니켈-수소화물전지의 음극재료로서 주목을 받고 있는 다원계 Zr기 Laves 합금의 조성에 따른 결정구조, 방전특성등을 조사하였다. 전극은 아크 용해한 합금을 분쇄한 분말과 PVA를 다공성니켈 foam에 충진하여 제작하였고 충방전시험은 6M KOH 용액중에서 수행하였다. 대상 합금은 ZrNi2를 기본조성으로 하여 이중 Ni의 일부를 V, Mn, Cr, Mo 또는 W로 치환한 삼원계 및 사원계 합금이었다. 이들 합금의 충방전 실험결과 ZrV0.5Mn0.5Ni1.0의 경우가 260 mAh/g로 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이 합금의 방전용량은 방전전류밀도의 영향을 크게 받았으며 10 mA/g과 200mA/g의 방전전류에서 각각 300mAh/g와 150mAh/g이었다. 이 합금을 1100˚C에서 열처리한 경우 저율방전시에는 방전용량의 변화가 거의 없었으나 수소의 확산이 율속이 될 것으로 생각되는 고율 방잔시에서는 방전용량이 현저하게 감소하였다. 이러한 현상은 열처리에 의해 수소의확산을 용이하게 해주는 격자결함이 감소하기 때문이 아닌가 생각된다.

본 연구에서는 상온에서 정방성 조성인 Pb0.9888Sr0.012(Zr0.52Ti0.48)O3계 세라믹스를 소결 후 직류전계 및 코로나를 이용하는 방법으로 소결시편을 분극한 후 분극방법에 따른 시편의 압전특성을 조사하였으며, 열화현상을 평가하기 위한 방법으로 시편의 내부응력의 차이를 조사하였다. 이 결과 코로나 분극방법은 직류분극에 비하여 30˚C정도 저온에서도 최대 Kp값을 얻을 수 있었으며 열화현상이 천천히 진행되었고 절연파괴가 발생하지 않는 등의 장점이 관찰되었다. 그러나 Kp값은 직류분극의 경우가 코로나 분극에 비하여 약 9~10%정도 높은 값을 나타내었다.

고압변압기의 1차측을 제어하고 2차측에 유도된 전압을 이용한 수중방전음원의 전기음향학적 제특성을 분석.검사한 결과는 다음과 같다. 1. 방전시 2차측 전류는 초기에는 Ohm 법칙을 따르다가 전류가 최고 6.3A 흘러 절연 파괴되었으며, 그 순간 방전음이 생성되었다. 2. 전류인가점과 방전음 생성문의 시간차는 약 3ms였으며, 전압이 최고일 때 절연파괴가 일어나 방전음이 생성되었다. 3. 전극의 끝이 뾰족할수록 2차측 전압이 높을수록 음압수준은 높았다. 4. 뾰족한 형태의 전극은 전극간격이 100cm일 때도 방전이 일어났으며 전극간격이 1cm이상부터 비교적 안정된 방전음이 생성되었다. 5. 방전음의 펄스폭은 약 0.15ms인 Shock Wave였으며, 10HKz 이하의 합성저주파 성분이었다.

This study was conducted to investigated the possibility of inactivating wilt germs (Fusarium oxysporum f. sp. radicis lycopersici) using Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma in a hydroponic system. Recirculating hydroponic cultivation system for inactivation was consisted of planting port, LED lamp, water tank, and circulating pump for hydroponic and DBD plasma reactor. Two experiments were conducted: batch and intermittent continuous process. The effect of plasma treatment on Total Residual Oxidants (TRO) concentration change, Fusarium inactivation and growth of lettuce were investigated. In the batch experiment, most of the Fusarium was inactivated at a TRO concentration of 0.15 mg/L or more at four-day intervals. There was no change in lettuce growth after two times of plasma treatment for one week. The intermittent continuous experiment consisted of 30-minute, 60-minute, and 90-minute plasma treatment in 2 day intervals and 30-minute treatment a one-day; most of the Fusarium was inactivated only by treatment for 30-minute every two days. However, if inactivation under 101 CFU/mL is required, it will be necessary to treat for 60 minutes in 2 day intervals. The plasma treatment caused no damage to the lettuce, except the 30 min plasma treatment ay the one-day interval. It was considered that the residual TRO concentration was higher than that of the other treatments.

Many chemically active species such as ·H, ·OH, O3, H2O2, hydrated e-, as well as ultraviolet rays, are produced by Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma in water and are widely use to remove non-biodegradable materials and deactivate microorganisms. As the plasma gas containing chemically active species that is generated from the plasma reaction has a short lifetime and low solubility in water, increasing the dissolution rate of this gas is an important challenge. To this end, the plasma gas and water within reactor were mixed using the air-automizing nozzle, and then, water-gas mixture was injected into water. The dissolving effect of plasma gas was indirectly confirmed by measuring the RNO (N-Dimethyl-4-nitrosoaniline, indicator of the formation of OH radical) solution. The plasma system consisted of an oxygen generator, a high-voltage power supply, a plasma generator and a liquid-gas mixing reactor. Experiments were conducted to examine the effects of location of air-automizing nozzle, flow rate of plasma gas, water circulation rate, and high-voltage on RNO degradation. The experimental results showed that the RNO removal efficiency of the air-automizing nozzle is 29.8% higher than the conventional diffuser. The nozzle position from water surface was not considered to be a major factor in the design and operation of the plasma reactor. The plasma gas flow rate and water circulation rate with the highest RNO removal rate were 3.5 L/min and 1.5 L/min, respectively. The ratio of the plasma gas flow rate to the water circulation rate for obtaining an RNO removal rate of over 95% was 1.67 ~ 4.00.

Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma is a new technique for use in environmental pollutant degradation, which is characterized by the production of hydroxyl radicals as the primary degradation species. Due to the short lifetime of the chemically active species generated during the plasma reaction, the dissolution of the plasma gas has a significant effect on the reaction performance. The plasma reaction performance can be enhanced by combining the basic plasma reactor with a homogenizer system in which the bubbles are destroyed and turned into micro-bubbles. For this purpose, the improvement of the dissolution of plasma gas was evaluated by measuring the RNO (N-dimethyl-4-nitrosoaniline, an indicator of the generation of OH radicals). Experiments were conducted to evaluate the effects of the diameter, rotation speed, and height of the homogenizer, pore size, and number of the diffuser and the applied voltage on the plasma reaction. The results showed that the RNO removal efficiency of the plasma reactor combined with a homogenizer is two times higher than that of the conventional one. The optimum rotor size and rotation speed of the homogenizer were 15.1 mm, and 19,700 rpm, respectively. Except for the lowest pore size distribution of 10-16 μm, the pore size of the diffuser showed little effect on RNO removal.

휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)은 지방족(파라핀계와 올레핀계 탄화수소 등)과 방향족 화합물(BTEX 등), 그리고 암모니아, 알코올, 알데히드 케톤, 에테르 등의 질소, 산소원소를 포함한 탄화수소의 총칭으로 대기 중에 배출되어 화학반응에 의해 오존을 생성할 수 있는 화합물을 말한다. 이러한 VOC 분해 메커니즘은 대기 온도, 태양 강도, 대기 혼합, 대기중의 VOC 농도 및 다른 오존 전구물질의 반응을 포함한 다양한 인자들로 인하여 매우 복잡하다. VOC가 대기 중으로 방출되면, 대기 중에서 질소산화물(NOx) 존재 하에서 오존, OH 라디칼 등 과 같은 극성 및 독성이 매우 강한 광화학 옥시던트를 발생시킨다. 본 연구는 VOC 및 NH₃를 동시에 처리하는 Mn촉매하에서 오존 및 코로나 방전에 의한 제거효과를 확인하기 위한 연구로, VOC의 경우 오존농도가 30 ppm 이하의 범위에서는 반응온도가 높을수록 그 제거효율이 다소 증가함을 보이고 있었지만, 그 이상의 농도에서는 온도에 영향을 받지 않았으며, NH₃ 는 반응온도에 상관없이 99% 이상의 균일한 제거성능을 나타내었다. VOC의 유입농도에 따른 오존의 분해 특성은 유입농도가 증가함에 따라 그 제거효율이 급격히 감소함을 보이고 있는데 이는 오존분자와 VOC분자간의 반응비율에 의한 영향으로 추정된다. 암모니아 분해효율은 촉매가 존재하지 않는 경우와 비교하여 그 성능이 일정하게 유지되는데, 이는 오존분자가 암모니아와 반응에서 한 분자당 다수의 암모니아 분자와 반응하는 것으로 추정되는데 오존이 촉매상에서 분해되면서 만들어지는 라디칼이 주변의 산소와 연쇄적으로 반응하여 암모니아와 반응이 가능한 라디칼을 생성하는 것으로 판단된다. 또한 코로나 방전 효과에 대한 실험도 실시되었는데, 촉매가 존재하지 않음에도 불구하고 코로나에 의한 VOC 제거효율은 유입농도가 1,000 ppm의 영역에서도 가능함을 보여주고 있었으며 이는 열분해 처리효과보다도 더 효과적이다. 유입 암모니아 가스농도가 1,000 ppm 이상의 고농도에서도 고로나방전에 의해 효과적으로 제거됨을 확인할 수 있었다.