수소는 연소 과정에서 산소와 반응하여 물과 열만을 생성하며 공해 물질이 배출하지 않아 깨끗한 에너지원으로 간주된다. 이러한 특징으로 산업 활동으로 비롯된 대기 오염, 이상 기후 문제 등을 해결 하기 위한 대책안으로써 수소를 활용한 신재생에너지가 세계적으로 주목받고 있다. 이에 따라 선행 연 구에서는 수직형 탱크 구조의 취약부로 평가되는 지지부 단면 변화에 따른 영향성을 평가하기 위해 수소 생산 인프라 현장 조사를 수행한 바 있으며, 현장 조사 중에 현장 설치된 수소 탱크 강재 지지부 의 부식 문제를 확인하였다. 지지부의 부식은 구조물의 전체 강성을 감소시키며, 재난(지진)에 취약해 져 수소 저장 용기가 손상으로 인한 2차 피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 본 연구는 선행 연구의 후속 연구로써 강재 지지부의 부식 문제를 개선하고자 고강도-저중량 재료인 CFRP(Carbon Fiber Reinforced Polymer)를 사용한 지지부를 개발하여 수치해석을 통해 CFRP 지지부의 내진 성능평가를 목적으로 한다. 해석에 사용된 수소 탱크는 크게 몸체, 지지부, 기초부, 앵커 볼트로 구성되어 있으며, 지지부는 높이 965mm, 75×75×9.5mm의 L형강 4개로 확인되었다. 지진 하중에 대한 동적 성능을 평가하기 위해 시간이력해석법이 사용되었으며, 적용 동적하중의 경우, ASCE의 ICC-ES에서 제시한 평가 기준에 따라 AC 156 Amplitude 100%의 인공 지진을 적용하였다. 해석 결과, CFRP 지지부와 강재 지지부 상단의 최대 변위가 각각 35.48, 32.54mm로 매우 유사한 것으로 나타났으며, Hashin Damage Criteria를 사용하여 CFRP 지지부의 최대 손상 지수를 측정한 결과 수지의 인장측에서 0.065로 확인되었다. 이는 기준 손상 지수 1 대비 매우 낮은 수준이며, 해석 결과를 종합했을 때 CFRP 지지부는 충분한 안전성을 보이는 것으로 판단된다.

본 연구에서는 수소 자원의 활용도가 높아짐에 따라 수소 저장 용기의 내진 성능을 평가하기 위해 수소 저장 시설을 방문하여 현장 조사를 수행하였다. 외관 조사 중, 수조 저장 용기의 지지부에서 부식이 진행됨을 확인하였고, 이에 대한 대책안 으로 내부식성 재료인 CFRP로 대체하여 성능을 평가, 검증하였다. 이를 위해 현장 조사 결과를 바탕으로 상용 유한요소해석 프 로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 해석 결과 CFRP로 제작된 수소 저장 용기의 지지부는 강재 대비 약 12배 이상 뛰어난 성 능을 보였다. Hashin Damage Criteria를 기반으로 CFRP 지지부의 안전성 검토를 수행한 결과 최대 손상 지수가 0.065로 확인되 었다. 기초부 콘크리트의 경우, 쪼갬 및 휨 인장 응력에 대한 안전성을 검토하였으며, 허용 강도 대비 7~36%의 안전도를 보였 다. 이를 근거로 CFRP를 수소 저장 용기의 지지부에 적용하는 것은 합리적이며, 뛰어난 경제성을 보인다. 다만, 이러한 결과는 수치 해석에 의하므로 실규모 지진동 모사 시험을 통해 해석 모델의 신뢰성을 보충할 필요가 있다.

Metals had been significantly substituted by synthetic polymers in most of our daily requirements, thus relaxing our life. Out of many applied areas, synthetic polymers especially conducting polymers had shown their marked effect and potential. Batteries, pseudocapacitors, superconductors, etc. are the potential zones where conducting polymers are chiefly employed owing to their appreciable conductivity, cost efficiency, and corrosion inhibition nature. Apart from energy storage devices, these conducting polymers find their potential application in biosensors, lasers, corrosion inhibitors, electrostatic materials, conducting adhesives, electromagnetic interference shielding, and others. These all applications including energy storage are due to astonishing properties like high conductivity, flexibility, tuneability, easy processibility, chemical, thermal and mechanical stability, easy and enhanced charge transportation, lightweight, etc. Conducting polymers are extensively studied for their application in energy storage batteries, for which the material under investigation needs to be electrically conductive. However, the conducting nature of these specific conducting polymers is dependent on numerous factors. This review discussed the effect of certain potential factors such as polymerization techniques temperature, doping, bandgap, extended conjugation, solvent, etc. on the electrical/electrochemical conductivity of these conducting polymers. These all factors with their specific variations are found to have a noticeable consequence on the electrical conductivity of the investigated conducting polymer and hence on the energy storage carried by them. This review could be proved beneficial to the readers, who can judiciously implement the conclusions to their research related to conducting polymers and their composites for generating highly efficient energy storage systems.

Hypercrosslinked polymers HCPs have been widely used as precursors to prepare porous carbon materials because of their highly ordered porous structure and large specific surface area. In this paper, we used a solvothermal method to prepare a hypercrosslinked polymer, and the HCPC-700-A was prepared using an activation method with the hypercrosslinked polymer as the precursor. The effects of different carbon–alkali ratios on the microstructure, composition and electrochemical properties of porous carbon HCP were studied. The results show that the surface of porous carbon HCPC-700-A presents a relatively regular geometric shape, and a large number of pore structures are mainly micro- and mesopores. The specific surface area is 2074.53 m2 g− 1, and the average pore size is between 1.29 and 1.93 nm. Porous carbon HCPC-700-1:2 has excellent electrochemical performance in 1 M H2SO4, and the specific capacitance is up to 464.4 F g− 1 at a current density of 1 A g− 1. The specific capacitance decay rate is 29.72% when the current density is increased from 1 A g− 1 to 8 A g− 1. After 5000 cycles, the capacitance retention rate is 91.16% at a current density of 2 A g− 1, showing excellent electrochemical performance, good cycle stability and perfect energy storage performance. This research provides new experimental ideas for HCPs in the electrochemical energy storage field.

용액 공정에 기반한 공액 고분자 재료들은 경량성, 유연성, 높은 가격경쟁력으로 주목받고 있다. 하지만 여전 히 유기 소재의 안정성 향상은 중요한 연구 주제로써 상용화를 위해 반드시 극복해야 할 사항이다. 따라서 다양한 물 리적 광학적 조성을 가진 유기 고분자 재료들의 지속적인 개발은 필수적이다. 본 연구에서는 기존에 태양전지용 공액 고분자로 사용되고 있는 BDT-S-TPD를 azido functionalization을 통해 성공적으로 아자이드 사슬로 변환시켰고 이를 NMR과 IR 스펙트럼을 통해 증명하였다. 또한 합성된 고분자로 열 또는 광 가교결합을 진행 후 내용제성 평가를 실 시하였고 아자이드 함량이 증가함에 따라 내용제성이 향상됨을 확인할 수 있었다.

취성특성을 가진 탄소섬유복합체의 인장특성을 결정하기 위해 ASTM D 3 0 39에 따라 인장시험을 실시하였다. 극한시 점에 박리, 부분파단으로 인해 스트레인 게이지의 계측값의 변동성이 커져 신뢰성을 확보하기 어렵기 때문에 극한응력과 탄성 계수를 이용한 유효극한변형률을 제안하고, 극한계측변형률과 상호보완하였다. 특히 게이지가 비정상적으로 작용할 경우에도 적용이 가능하다는 장점이 있다. 또한 유효극한변형률을 결정하는 탄성계수는 단일시편에서 여러 변형률 구간에 대하여 평가하여 비교 검증할 수 있다.

본 연구에서는 두 종류의 도너-억셉터 (D-A) 타입 고분자들을 Stille coupling 반응을 통하여 중합한 뒤, 이들 을 고분자 기반 유기 태양전지의 광활성 층으로 적용하였다. Benzodithiophene 전자 주게와 pyrazinoquinoxaline 전 자 받게를 활용하여 고분자들을 합성하였고, 전자 주게와 전자 받게가 직접 연결된 고분자를 PB-TMPQ 그리고 둘 사 이에 티오펜 π-bridge가 도입된 고분자를 PB-TTMPQ라 각각 명명하였다. 기본적인 화학 구조의 검증과 더불어, 고분 자들의 광학적 및 전기화학적 특성에 대한 분석 또한 실시하였다. 최종적으로 inverted-type 구조의 소자를 이용하여 고분자들의 광전지 특성들을 분석하였으며, PB-TMPQ와 PB-TTMPQ의 전력변환 효율은 각각 1.01%로 0.83%로 관측 되었다. 따라서, π-bridge의 도입이 pyrazinoquinoxaline 기반 고분자의 광전지 특성을 큰 영향을 미친다는 것이 확인 되었으며, 이러한 결과는 향후 pyrazinoquinoxaline 기반 고분자의 구조-물성 간 상관관계 연구에 활용될 수 있을 것 이다.

본 연구에서는 다공성 Polyacrylonitrile (PAN) 중공사막을 지지체막으로 하여 Poly styrene sulfonic acid (PSSA) 와 polyethyleneimine (PEI)을 이용하여 layer-by-layer법으로 선택층을 형성시켰다. 코팅용액에 Mg염을 첨가하여 염석법(salting out method)을 이용하였다. 코팅용액의 이온세기, 고분자 농도, 코팅시간 등을 달리하여 나노여과막을 제조하였으며 NaCl, MgCl2, CaSO4 100 mg/L를 공급액으로 하여 2 atm의 구동 압력에서 투과도와 염 배제율을 평가하였다. PSSA 20,000 ppm, 코팅시간 3분, 이온세기 1.0, PEI 30,000 ppm, 코팅시간 1분, 이온세기 0.1의 조건으로 코팅한 막이 가장 우수한 성능을 보여 주었다. 100 ppm의 NaCl, MgCl2, CaSO4 공급액에서 각각 20.4, 19.4, 18.7 LMH의 투과도와 67, 90, 66.6%의 염 배제율을 나타내었다.