본 연구에서는 실리카 복합막 기반 고분자 전해질막을 5단 연료전지 스택에 적용하여 성능 평가를 수행하였다. 이를 통하여, 개별 구성 요소의 성능도 중요하지만, 전체적인 관점에서 공급되는 연료의 유량이 스택 성능에 중요한 역할을 하며, 특히 수소의 유량에 크게 의존한다는 사실이 확인하였다. 산소의 유량을 증가시켜도 성능의 변화는 미미한 반면, 수소 의 유량을 증가시키면 성능이 향상되는 것을 확인하였다. 그러나 수소의 유량 증가는 수소와 산소 유량 비율의 불균형을 초 래하여 장기적으로는 스택 성능과 내구성을 저하시키는 문제가 관찰되었다. 이러한 현상을 스택 구성 요소 및 개별 단위 셀 에서도 관찰할 수 있었으며, 따라서 스택 운전 시 각 구성 요소의 성능을 최적화하는 것 외에도 균일한 유량 제어를 위해 유 로 설계 및 운전 조건을 최적화하는 것이 중요하다는 것을 알 수 있었다. 마지막으로 실리카 복합막은 최대 출력 기준 25 W 이상의 성능을 나타내어 실제 연료전지 시스템에 적용하기에 충분한 성능을 갖춘 것으로 판단된다.

In this study platform, electrocatalytic detection of the antibiotic chloramphenicol (CAP) in phosphate buffer (pH 7) was easily achieved using a carbon paste electrode modified with NiO nanoparticles (note NiO-CPE). The peak reduction potential of chloramphenicol on the modified electrode is at (− 0.60 V/NiO-CPE vs. Ag/AgCl), its electrochemical behavior is completely irreversible, and controlled by adsorption phenomena. An excellent electrocatalytic activity has been demonstrated by the modified elaborated electrode towards the NO2 attracting group on the side chain of chloramphenicol. The structure and chemical composition of the NiO-CPE sensor were analyzed by SEM, and the X-ray diffraction results indicated that nickel oxide microcrystals were formed on the carbon sheets. The electrochemical characteristics of the NiO-CPE sensor were examined by cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy in comparison with the unmodified carbon. Since the DPV technique allows plotting the linearity curve between the electrocatalytic current intensity of the Chloramphenicol peak and their concentration, the proposed sensor showed a remarkable detection limit of 1.08 × 10– 8 mol/L M (S/N = 3) and a wide determination range from 100 to 0.1 μM for Chloramphenicol. The developed sensor was successfully applied in the detection of Chloramphenicol in real samples.

The fast expanding field of wearable technology requires light-weight, low-cost, scalable, flexible and efficient energy harvesters as a source of uninterrupted green power. This work reports fabrication of sub-micron graphite platelet/PVDF composite film-based flexible piezoelectric energy harvester (PGEH) for scavenging the wasted mechanical energy associated with human body motion. The addition of graphite platelet leads to the enhancement of electroactive β phase in PVDF; consequently, the piezoelectric and dielectric properties of the composite are enhanced. 0.5 wt% filler-loaded composite has 96% β phase fraction and dielectric constant 32 at 100 Hz (tanδ = 0.18).The PGEH produces open circuit voltage of 40 V and instantaneous power density of 3.35 mW cm− 3 with energy conversion efficiency of 22.5% under periodic finger tapping. It can generate fair electrical output under gentle heel (0.8 V) and toe movements (1.2 V). A PGEH is directly employed for powering 50 commercial LEDs and quick charging of a 2.2-μF capacitor upto 19.2 V. The device is also employed as self-powered dynamic pressure sensor which shows high sensitivity (0.9 VkPa− 1) with fast response time (1 ms). Therefore, this durable, flexible, efficient PGEH can have promising applications in wearable electronics as a green power source cum self-powered mechanosensor.

The development of heteroatoms doped inorganic nanocrystal-carbon composites (INCCs) has attained a great focus for energy applications (energy production and energy storage). A precise approach to fabricate the INCCs with homogenous distribution of the heteroatoms with an appropriate distribution of metal atoms remains a challenge for material scientists. Herein, we proposed a facile two-step route to synthesize INCC with doping of metal (α-Fe2O3) and non-metals (N, P, O) using hydrogel formed by treating hexachlorocyclotriphosphazene (HCCP) and 3, 4, 5-trihydroxy benzoic acid (Gallic acid). Metal oxide was doped using an extrinsic doping approach by varying its content and non-metallic doping by an intrinsic doping approach. We have fabricated four different samples (INCC-0.5%, INCC-1.0%, INCC-1.5%, and INCC-2.0%), which exhibit the uniform distribution of the N, P, O, and α-Fe2O3 in the carbon architecture. These composite materials were applied as anode material in water oxidation catalysis (WOC); INCC-1.5% electro-catalyst confirmed by cyclic voltammetry (CV) with a noticeable catholic peak 0.85 V vs RHE and maximal current density 1.5 mA.cm−2. It also delivers better methanol tolerance and elongated stability than RuO2; this superior performance was attributed due to the homogenous distribution of the α-Fe2O3 causing in promotion of adsorption of O2 initially and a greater surface area of 1352.8 m2/ g with hierarchical pore size distribution resulting higher rate of ion transportation and mass-flux.

이 논문은 정적 재하상태에 있는 무피복 강합성보와 내화피복을 적용한 강합성보를 대상으로 화재 시 내부 온도 및 수직처짐에 대 한 내화피복의 영향을 평가한 결과를 제시한다. 열응력해석을 위한 화재하중으로는 American Society for Testing and Materials E119 의 표준화재곡선을 사용했으며, 강재거더 표면에 부착하는 내화재료의 방화효과를 구현하기 위해 외기에서 강합성보로 전달되는 열 의 전달계수를 감소시켰다. 실규모 무피복 강합성보에 대한 구조화재실험에서 내부 온도분포와 수직처짐을 측정하였고 실험 결과와 의 비교를 통해 비선형 구조화재해석 결과의 타당성을 검증하였다. 내화피복이 적용된 강합성보의 구조화재해석 결과로부터 강재거 더 표면에 내화재를 적용할 경우 동일 화재 조건에서 무피복 강합성보에 비해 내부 온도와 수직처짐이 감소함을 알 수 있었다. 또한 열 전달계수의 변화에 따른 열응력 응답으로부터 화재 시 강합성보의 온도 및 구조거동에 대한 내화피복의 영향을 제시하였다.

이 논문에서는 보행교의 진동 사용성 평가에 있어서 보행자의 이동 질량 관성 효과의 고려 여부, 보행 패턴 등을 고려한 보행 시나 리오 등에 따른 해석 결과를 제시하고, 그에 따라 보행교 설계 단계에서 동적 유한요소 해석을 통한 진동 사용성 평가에 있어 적절한 해석 방법과 유의점을 제안한다. 지간 40m의 강합성 박스 단면을 갖는 단경간 단순교 형식의 보행교에 대하여 보행자 밀도, 보행 속 도, 임의 보행, 동기화 보행 등을 고려한 보행 시나리오에 대한 가속도 응답을 분석한다. 해석 결과 고정 질량 해석 방법은 임의 보행 시 나리오 해석에서 이동 질량 해석과 큰 차이를 보이지 않으며 진동 사용성 평가시에는 더 넓은 진동수 대역을 가진할 수 있는 임의 보행 시나리오를 고려하는 것이 바람직할 수 있음을 보였다.

Along with the development of the automobile industry, the materials and processing technology of parts have also developed. In particular, various materials have been developed and applied to automobile bumpers, which are directly related to crash safety. In particular, the application of composite materials is expanding for weight reduction. In this study, a new composite material made of a mixture of carbon fiber and aramid fiber was developed and the possibility of application to an automobile bumper was reviewed, and significant results were obtained.

국내 건설현장에서 장스팬 구조물이 증가함에 따라 콘크리트와 강재를 조합한 충전형합성보의 적용이 증가하고 있 다. 충전형합성보는 경제적이며 시공성이 향상되고 콘크리트 축열효과에 따라 내화성도 우수하다. 충전형합성보 내부에 휨성능 을 향상시키기 위해 Re-bar로 보강하여 사용한다. 이는 콘크리트 균열에 의해 부식 되어 내력저하를 유발한다. CFRP Re-bar는 경량이며 내부식성이 우수하다. 그러나 임계온도가 250℃로 낮기 때문에 화재에 취약으로 적절한 내화피복재를 적용해야된다. 따라서 열전달해석을 통해 내부 CFRP Re-bar가 보강된 충전형합성보의 온도분포를 확인하였다. 온도 상승에 따른 휨내력을 산 정하여 피복두께를 제안하고자 한다. 해석결과 단면크기에 상관없이 콘크리트 피복두께 40mm와 뿜칠내화피복재 20mm를 적용 하면 표준화재에서 3시간 내화성능을 확보하는 것으로 평가되었다.