태양광을 활용한 물분해 수소생산용 광촉매재료

김정현(Jung Hyeun Kim) 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.3

미래의 무한?청정 에너지원으로 고려되고 있는 태양에너지를 활용하여 수소를 생산할 수 있는 광촉매재료에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 태양광을 이용한 물분해 수소생산용 광촉매재료들에 대하여 알아보고, 현재까지 보고된 다양한 광촉매재료의 특성들을 검토하고자 한다. 또한, 다양한 광촉매재료를 활용하여 수소생산 효율을 높이기 위해서 시행되었던 촉매재료 개질 방법들을 통하여 향후 지속적으로 진행될 연구방향을 모색해 보고자 한다. 각각의 광촉매재료들이 활성을 가질 수 있는 빛의 영역을 알아보고, 광촉매 작용에 필수적인 광원, 광밀도, 파장영역 등의 중요성에 대해서도 토론한다. Researches on developing photocatalyst materials for hydrogen production from solar water splitting attract great attentions due to the unlimited and clean characteristics of the solar energy. In this review, photocatalysts used for hydrogen production from the solar water splitting are discussed in terms of material characteristics. In addition, various modification techniques applied to the photocatalysts for improving hydrogen production efficiency are summarized. Finally, light characteristics such as intensity, illumination density and wavelength cutoff are also discussed for the importance of hydrogen production rate.

발포 폴리스티렌 충전제가 첨가된 폴리우레탄 폼의 안락특성

이정하(Jungha Lee),김정현(Jung Hyeun Kim) 한국고분자학회 2022 폴리머 Vol.46 No.1

폴리우레탄 폼은 자동차 산업에서 시트 쿠션재로 널리 사용되고 있다. 폴리우레탄 폼의 안락 특성은 기본 처방에 다양한 충전제를 추가하여 향상시킬 수 있다. 본 연구에서는 발포 폴리스티렌(expandable polystyrene, EPS) 충전제의 함량을 변화시켜 EPS가 폴리우레탄 폼의 물리적 특성에 미치는 영향을 조사하였다. EPS 충전제가 폴리우레탄 폼의 형태학(공동 크기, 미세구멍 크기, 미세구멍 비율, 미세구멍 개폐도)에 미치는 영향은 미미하였으나, EPS 함량이 증가함에 따라 꺼짐인자와 이력손실은 증가하였다. 특히, 공동 크기에 비하여 상대적으로 큰 EPS 충전제가 폴리우레탄 폼을 지지해주기 때문에 이미 보고된 문헌들의 다양한 이력손실 값들에서 응력을 비교할 경우 EPS가 첨가된 폴리우레탄 폼이 매우 우수한 응력 값을 나타냈다. 따라서 향상된 안락특성으로 인해 자동차 시트재로의 적용 가능성이 매우 크다고 할 수 있다. Polyurethane (PU) foams are widely used for seat cushioning materials in automobiles. The comfort properties of PU foams can be enhanced by adding various fillers to the base formulations. In this study, physical properties of PU foams were investigated by varying the content of expandable polystyrene (EPS) beads. EPS beads rarely changed the morphology (pore size, cavity size, pore ratio, and open porosity) of PU foams, but the sag factor and hysteresis loss increased as EPS beads were added. Especially, the stress values of the EPS-filled PU foams were much higher than those of the PU foams previously reported at a similar level of hysteresis loss. Therefore, it is promising to apply the EPS filler particles in manufacturing the PU foams for automotive seat applications.

전이영역에서 레이놀즈수에 따른 마찰계수 측정

김충수 ( Chung Su Kim ),남원모 ( Won Mo Nam ),신현민 ( Hyun Min Shin ),최영우 ( Young Wu Choi ),김정현 ( Jung Hyeun Kim ) 서울시립대학교 산업기술연구소 2006 산업기술연구소논문집 Vol.14 No.-

Generally, the pressure drop for a pipe flow is a function of flow velocity because it is affected by friction factor through a tube surface. In this study, the property relationship between Reynolds number and friction factor was investigated by measuring the liquid flow velocity, which in turn changes the Reynolds number for the system. Friction factor is important property for many applications such as a pipe-flow in oil industries and a water transport line in dessert. Tap water and 10, 20, 30 weight percent sugar solution were used for experiments. The 30 weight percent sugar solution was mainly used to draw a conclusion. As a result, the friction factor shows a following relation: f=85.184 × Re-1.0936. This final correlation can be used for transition region only because it deviates a lot for the other regimes and because we had difficulty in obtaining data points for the other regimes.

고점도 유체 내에서 부양하는 거품의 종말속도, 항력계수, 형태 분석

김진현 ( Jin Hyun Kim ),김정현 ( Jung Hyeun Kim ) 한국화학공학회 2010 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.48 No.4

저분자량 폴리올 혼합에 따른 폴리우레탄 폼의 흡음특성

최현준(Hyeon Jun Choi),김정현(Jung Hyeun Kim) 한국고분자학회 2021 폴리머 Vol.45 No.1

연질 폴리우레탄폼 흡음재는 적용 분야에 따라 요구되는 흡음 성능의 주파수 영역이 결정된다. 본 연구에서는 경질 폼 제조 시에 사용되는 저분자량 폴리올(TF400)과 젤화 촉매인 DBTDL을 기반으로 이들의 함량을 변화시켜 연질 폼을 제조하고 조성에 따라 변화되는 형태학이 흡음 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 폴리우레탄폼의 내부 형태학은 TF400 비율이 증가하고 DBTDL이 첨가됨에 따라 공동의 크기는 감소하였고 공동벽 면적비는 저분자량 폴리올 50%에서 최소값을 나타낸 뒤 75% 이상에서 급격하게 증가하였다. 이러한 형태학적 특성에 따라 공동벽 면적비가 최소값인 처방에서 음향 활성과 소음감소율이 가장 높은 결과를 보였다. 유동 흐름 저항은 서서히 증가하다가 공동벽 면적비에 따라 75%에서 급격하게 증가하였다. 따라서 TF400의 혼합에 따라 변화되는 흐름저항과 형태학이 폴리우레탄폼의 저주파 영역 흡음률을 향상시키는 것으로 판단된다. Flexible polyurethane foams are used in targeted applications depending on the specific frequency ranges. In this study, low molecular weight polyol (TF400) and DBTDL gelling catalyst are selected as control parameters to examine their effects on the cellular morphology and acoustic properties. As the contents of the TF400 increase, the cavity and pore sizes get smaller. The cell wall area ratio shows the lowest value at 50% TF400, and it increases drastically after 75% TF400 contents. These morphological results are closely related to the highest acoustic activity at 50% TF400. Air flow resistance also gradually increases with increasing the TF400, and it rapidly increases due to high cell wall area ratio after 75%. Therefore, air flow resistance and cellular morphology are dominant factors to improve acoustic properties at low frequency regions in the polyurethane foams including low molecular polyol.

Nb2O5 코팅에 따른 염료감응 태양전지의 효율 향상

박선영 ( Seon Yeong Park ),정수권 ( Su Kwon Jung ),김정현 ( Jung Hyeun Kim ) 한국화학공학회 2010 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.48 No.4

레이놀즈 수에 따른 평판위 실린더 주위의 유체흐름

박종진 ( Jong Jin Park ),우행언 ( Haeng On Woo ),장정익 ( Jung Ik Jang ),김정현 ( Jung Hyeun Kim ) 서울시립대학교 산업기술연구소 2006 산업기술연구소논문집 Vol.14 No.-

The main goal of this work is to investigate the flow patterns flowing around a cylinder on a horizontal flat plane. We also show the result of flow pattern variations flowing a vertical tube for various Reynolds number. By measuring the flow velocity and thickness of the fluid, the flow patterns around a cylinder are observed as almost symmetrical if Reynolds numbers are very small. However, as the Reynolds number is increased, the separation point behind the cylinder is also increased. Furthermore, the Von Karman vortex street behind the cylinder is observed when the Reynolds number is larger than 70. We are able to compare our observations with the reported results in many fluid dynamics textbooks for various flow ranges: Re < 2100, laminar; 2100 < Re < 4000, transition; Re < 4000, turbulent. For the case of a vertical flow, the Reynolds number is much higher than that of a flat plane case (Re < 20 ~ 30) for the laminar flow.

표면처리 실리카 나노입자를 포함하는 폴리우레탄 폼의 안락 특성

최현준(Hyeon Jun Choi),심준섭(Jun Seob Sim),김정현(Jung Hyeun Kim) 한국고분자학회 2021 폴리머 Vol.45 No.1

자동차 산업에서 폴리우레탄 폼은 주로 쿠션재, 흡음재로 사용된다. 본 연구에서는 연질 폴리우레탄 폼에 표면 특성이 다른 두 종류(hydrophilic, hydrophobic)의 실리카 나노입자를 첨가하여, 안락 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 소수성 실리카 입자(Aerosil-R972)는 우레탄 사슬과의 우수한 접착으로 인해 내부 형태학과 안락 특성의 변화가 거의 없었다. 반면, 친수성 실리카 입자(Aerosil-300)는 우레탄 사슬과의 불안정한 접착성으로, 폼의 강성이 저하되는 결과를 보였다. 이로 인해, 공동과 미세구멍의 크기가 증가했고 친수성 실리카 표면이 미세구멍의 생성을 유도하는 역할을 하게 되어 공동 당 평균 미세구멍의 수가 증가하였다. 이러한 형태학적 특성에 따라 친수성 입자의 함량이 증가함에 따라 이력손실과 꺼짐인자는 증가하는 경향을 보였다. 결과적으로, 친수성 입자를 1.5 wt% 첨가할때, 이력손실 10% 증가와 꺼짐인자 38% 증가의 결과를 나타내었다. Flexible polyurethane foams are mainly used in the automobile industry for seat cushioning and sound adsorbing materials. The polyurethane composite foams were fabricated by applying hydrophobic and hydrophilic fumed silica nanoparticles in order to examine the comfort properties of the polyurethane composite foams. In the case of hydrophobic silica (Aerosil-R972), there was little change in morphology and comfort property, but hydrophilic silica (Aerosil-300) revealed higher changes in morphology and comfort properties than the hydrophobic case. Low compatibility of the hydrophilic silica nanoparticles with the polyurethane matrix resulted in larger a cavity and pore sizes compared to the hydrophobic silica case. As a result, the hydrophilic silica influenced much more on the morphology and comfort properties of the foams than the hydrophobic silica case. The sag factor and hysteresis loss were changed about 38% and 10%, respectively by applying 1.5 wt% of hydrophilic fumed silica nanoparticles in fabrications of flexible polyurethane composite foams.

크러싱공정과 경화시간이 폴리우레탄 폼의 흡음 특성에 미치는 영향

백승환(Seung Hwan Baek),최현준(Hyeon Jun Choi),김정현(Jung Hyeun Kim) 한국고분자학회 2020 폴리머 Vol.44 No.1

폴리우레탄 폼은 흡음 성능이 뛰어나 자동차 내장 흡음재로 많이 사용되고 있다. 본 연구에서는 크러싱공정 및 크러싱공정 전 경화시간 변화에 따른 폴리우레탄 폼의 흡음 특성 변화에 대해 연구하였다. 크러싱공정과 경화시간 변화와 무관하게 공동과 구멍(열린 형과 닫힌 형) 크기는 일정하였다. 부분적으로 열린 구멍의 크기는 경화시간이 길어질수록 감소하는 경향을 보였다. 경화시간이 증가함에 따라 일정하게 유지되는 열린 구멍의 비율에서, 닫힌 구멍의 비율은 감소하고 부분적으로 열린 구멍의 비율은 증가하였다. 이는 크러싱공정에 의해 일부 닫힌 구멍이 부분적으로 열린 구멍으로 바뀌었기 때문이다. 흡음성능은 경화시간이 16시간일 때 최대였으며, 이는 폴리우레탄 폼의 공기흐름저항, 굴곡도와 관련이 있었다. 폴리우레탄 폼의 점탄성을 보여주는 저장 탄성률과 손실 탄성률은 경화시간이 증가함에 따라 증가하는 경향을 보였으며, 이는 우레탄 고분자 사슬의 상분리와 밀접하게 관련이 있는 것으로 판단되었다. Polyurethane foams are widely used as sound absorbing materials for automobiles due to their high sound absorption efficiency. The effects of crushing process and aging time on the sound absorption properties of polyurethane foams are investigated. The cavity and pore (open & closed) sizes are uniform regardless of the crushing process and aging time. However, the partially-open pore size decreases with increasing aging time. Closed pore ratio decreases, but the partially-open pore ratio increases with increasing aging time at the similar level of the open pore ratio. This is attributed to the increased partially-open pores derived from the closed pores by the crushing process. Sound absorption properties show maximum performance at 16 h of aging time, and these are strongly related to the airflow resistivity and tortuosity of polyurethane foams. Storage and loss modulus increase with increasing aging time, and it is closely related to the phase separation of polyurethane foams.

침강하는 물체의 종말속도 측정을 통한 항력계수 평가

송승화 ( Seung Hwa Song ),박성훈 ( Sung Hun Park ),박종욱 ( Jong Wook Park ),황지혜 ( Ji Hye Hwang ),여고은 ( Go Eun Yeo ),하현희 ( Hyun Hee Ha ),김정현 ( Jung Hyeun Kim ) 서울시립대학교 산업기술연구소 2006 산업기술연구소논문집 Vol.14 No.-

The prediction of the terminal velocity of particles in quiescent fluid is important in many industrial applications such as mining processes, fluidized bed reactor, and grain milling. Many studies on this topic have been reported with relatively accurate correlations for solid spheres, but it is hard to find experimental results and correlations for terminal velocity of irregular shaped bodies. In this study, the settling velocity of various types of objects was examined at Reynolds number lower than 20 in high viscous fluid; glycerin and silicon oil. Our experiment was mainly focused on obtaining the relationship between drag coefficient and Reynolds number for irregular shaped bodies. As a result, the drag coefficient of the irregular shaped bodies has discrepancy of about 15% from the Haider and Levenspiel correlation ( Powder Technol. 58, 1989, pp. 63).