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TiO₂ 태양광 전극을 이용한 태양 - 수소 제조시스템 기초연구
이태규(Tai Kyu Lee),조서현(Suh Hyun Cho),조덕기(Duk ki Jo),최영희(Young Hi Chea) 한국태양에너지학회 1991 한국태양에너지학회 논문집 Vol.11 No.2
본 실험에서는 태양광의 photon energy를 활용한 물분해 수소제조 연구를 위하여 일차적으로 TiO₂ 광전극의 제조와 함께 전기화학적 특성관찰의 기초실험을 수행하였다. TiO₂ anatase분말을 원형으로 molding 한 후 1250℃에서 sintering하여 n형 반도체 전극을 제조하였으며, titanium plate를 직접 funace내에서 800℃의 공기 및 산소 분위기 속에서 각각 산화막을 생성시켰다. 각 전극들의 XRD pattern을 관찰한 결과 rutile TiO₂ 성질의 표면구조를 지니고 있었으며, 표면상태를 광학 현미경으로 관찰하였다. 선택된 TiO₂ 전극의 전기적 특성을 조사하기 위하여 두 가지 농도의 NaOH electrolyser내에서, dark상태 그리고 Xenon lamp를 활용한 illuminated상태에 대하여 각각의 I-E 특성을 Potentiostat을 이용하여 관찰분석하였다. Electrochemical reaction utilizing the semiconducting photoanodes can be applied to the photoelectrolysis of water to produce hydrogen. In this preliminary experiment, TiO₂ photoanodes were prepared by sintering anatase-TiO₂ powder at 1,250℃ and thermal oxidizing titanium plate at 850℃ in air and oxygen, respectively. Their surface structures were observed by XRD and optical microscope. I-E characteristics of themally oxidized TiO₂ photoanode were also investigated under illuminated and dark conditions using 1 N and 0.1 N NaOH electrolyte solutions.
이태규(Lee Tai K),조서현(Cho Suh H),조덕기(Jo Dok K),오정무(Auh P.Chungmoo) 한국태양에너지학회 1991 한국태양에너지학회 논문집 Vol.11 No.3
우리나라의 오지 또는 섬 등지에 태양에너지 이용기기의 설치는 대체에너지 이용차원에서도 실현되어야 할 분야이다. 이러한 태양에너지 이용기기의 설계를 위한 필수자료는 신뢰성 있는 일사량의 측정 및 그의 분석이다. 그러나 국내에는 15개 지역에 일사량을 측정할 수 있는 시스템에 설치되어 있지만 전력수급이 쉽지 않은 오지에서의 정확한 일사자원의 평가는 불가능하다.<br/> 따라서 본 연구를 통하여 무인자동일사량 측정시스템(KIER 시스템)을 개발하여 기존의 HWS 시스템과 같이 우리나라의 독도에 설치하여 그 성능을 비교하였다. 그 결과 절대오차가 3% 내외로 신뢰도가 높았으며, 1989년 10월 부터 8개월 동안의 전 일사량의 평균치는 약 2,300W/㎡ day로 독도에서 태양에너지 이용시스템의 설치 및 활용가능성이 높은 것을 알 수 있었다. 본 KIER 시스템은 앞으로 독도 이외의 오지지역에도 설치를 추진할 예정이다. There are fifteen solar radiation measurement stations over the entire country in Korea. However, they are not capable of supplying reliable solar radiation data for remote areas including islands. The un-manned automated insolation measurement station is suitable for these areas due to the electric power shortage and the maintenance problems at these isolated areas. Our main aim in this work is to develop a solar radiation measurement system which collects and stores data by itself utilizing a PV module and a battery as power source for entire system irregardless of the environmental condition.<br/> A developed KIER's prototype system along with an independent HWS reference system has been installed at the designated remote island, Dok-do. Global solar radiation has been measured every hour for a 6-month period of time by both systems at this site. A comparison between the measured solar radiation data by each system indicates that there is an excellent agreement showing average 3.0% of an absolute error. It has been observed that the 8-month average global solar radiation was 2,330 W/㎡ day at this island. We came to the conservative conclusion that the developed KIER system is applicable for measuring solar radiation and for supplying reliable fundamental design data for solar energy utilization system at the remote areas.
흑크롬 태양광 선택흡수막 제조용 도금액의 개발 및 전기화학적 고찰
이태규(Tai-Kyu Lee),조서현(Suh-Hyun Cho),최영희(Young-Hi Chea),오정무(P.Chung-Moo Auh) 한국태양에너지학회 1990 한국태양에너지학회 논문집 Vol.10 No.1
태양에너지 이용시스템 개발에 있어서 태양열을 효율적으로 이용하기 위한 태양광의 선택흡수막의 제조시 가장 중요한 것이 선택흡수막의 파장별 광학적 특성이다. 이러한 광학적 특성은 전기도금액의 조성에 따라 달라지고 전기도금 방법의 선택 및 도금조건에 따라 영향을 받게 된다. 본 연구에서는 미국에서 개발되고 가장 널리 사용되는 ChromOnyx 도금액을 근거로 새로이 Chromic acid-Propionic acid 흑크롬 도금액을 제조하였으며 액을 구성하고 있는 성분별 전기화학적 역할을 고찰하였다.<br/> 실제 전기도금법에 의해 제작된 흑크롬 선택 흡수막의 광학적특성에 관한 연구는 다시 상세히 다루어 발표할 예정이다. The electrochemical approach to the characteristics of black chrome solar selective coatings has been reviewed. Based on the formula of the ChromOnyx bath solution manufactured by Harshaw Company, the chromic acid-propionic acid bath solutions have been prepared by KIER. Comprehensive review of the black chrome electrodeposition mechanism also has been performed on the role played by constituents in the bath solution during electrodeposition. The optical properties such as absorption and emittance of electrodeposited black chrome coatings obtained from the new formula and their surface analysis will be reported in detail.
TiO 광촉매를 활용한 수용액 내의 유기물질의 광분해 반응
이태규(Tai K.Lee),김동형(Dong H.Kim),김경남(Kyung N.Kim),오정무(P.Chungmoo Auh) 한국태양에너지학회 1995 한국태양에너지학회 논문집 Vol.15 No.2
폐수내에 용해되어 있는 유동성 유기물질의 분해처리를 위한 태양반응기 실용화에 대한 기본 및 응용연구를 실시하였다. 광촉매로는 0.lwt%의 Degussa P25 titanium dioxide (TiO₂)를 사용하여 TCE, chloroform 그리고 CCl₄들의 단일성분은 물론 TCE-chloroform, TCE-phenol and TCE-benzene 등의 이성분계 수용액에 대한 실험을 실시하였다. 일차적으로 원액의 반응기로의 적정유량을 조사하였으며, 각 2차성분들이 TCE의 분해율에 미치는 영향을 관찰하였다. 본 실험 조건하에서 최적의 공급유속은 약 200㎤/min 이었으며, 각 2차 성분들은 공통적으로 TCE 분해율을 저하시키고 있으나 적절한 분해조건의 확보시 다성분계의 폐수처리에도 광분해반응의 처리는 기술적으로 타당함을 알 수 있었다. TCE-phenol의 이성분 용액의 경우 H₂O₂의 TCE 분해에 미치는 영향을 조사한 결과 0.06vol%의 H₂O₂의 첨가로 TCE의 분해율이 증가함을 알 수 있었다. We have summarised some important aspects of our recent basic and applied studies in the area of photocatalytic detoxification with Degussa P25 titanium dioxide (TiO₂) being the photocatalyst. Heterogeneousphotocatalytic decompositions of two components such as TCE-chloroform, TCE-phenol and TCE-benzene as well as single component organic, TCE, chloroform and CCl₄ were carried out to investigate the effect of additional compound on the TCE decomposition rate. In laboratory experiments, the optimum flow rate of TCE solution was 200cm3/min with annular photoreactor in the presence of 0.lwt% Ti O₂ powder under illumination. It was observed that the second compound such as CHCl₃, phenol and benzene has a negative effect on the TCE decomposition rate. Result presented that TCE decomposition ratio was increased at low pH in the TCE-phenol two component solution. It could be shown that the photocatalytic reactor exhibits technical feasibility of detoxifying the multicomponent under proper experimental conditions.