하늘 보면서 살자구요

탄소 섬유는 원료 물질에 따라 4가지로 나뉜다.Rayon, PAN, Pitch, VGCF여기서 Rayon은 환경에 유해하고, VGCF는 nano 섬유를 주로 생산하기에PAN과 Pitch를 주 원료로 대량생산 하고 있다. Polyacrylonitrile (PAN)PAN은 vinylic monomer로 free radical polymerization을 통해 공중합체를 형성한다.이러한 polymer를 탄화하면 고리구조가 쉽게 형성되어 탄화공정에 유리하다.solvent를 포함하는 wet spinning 방식을 주로 방사가 이루어진다. Pitch원유에서 추출한 점탄성을 가진 고형의 중합체다.이미 방향족 고리를 많이 함유하고 있기 때문에 탄화공정에 유리하다.melt spinnig 방식으로 방사가 이루어지며 배향 ..

200ºC~pyrolysis가 시작되며 저분자 aliphatic 사슬와 저분자 aromatic 사슬이 떨어진다.탄소 간 결합이 증가하며 고리구조가 형성되기 시작한다.600ºC~CH4와 함께 산소와 질소 작용기가 CO2, CO, (CN)2의 형태로 떨어진다.1000ºC~H2가 주로 방출되며 탄소 간 네트워크 구조가 형성되고polycondensation이 활발히 진행돼 거시적인 크기가 수축된다.1300ºC~대부분의 heteroatom이 떨어졌고, 결정화되기 시작한다.2500ºC 이상의 온도에서 완벽한 흑연 결정이 형성된다.Gas phase 경유하는 Carbonization탄화수소 가스가 고농도인 경우 carbon black이 형성되고저농도인 경우 pyrolytic carbon이 형성된다.particle si..

Diamond다이아몬드는 sp3 오비탈로 구성되어 기본적으로 탄소 사면체 구조를 가진다.$\pi$전자가 없기 때문에 전기적으로 절연체이지만 결정성이 높아 열전도는 좋다.사면체 구조는 staggered와 eclipsed 구조로 나눌 수 있기 때문에다이아몬드는 cubic 구조와 hexagonal 구조 2가지 골격을 가질 수 있다.따라서 cubic 구조가 층간 거리가 좁고 결정성이 높아 비교적 안정적이다.Graphite흑연은 sp2 오비탈로 $pi$결합을 갖기 때문에 전기가 전도된다.흑연층으로의 전자 전도는 좋지만 층간으로는 전자 hoping으로 전도돼 비교적 느려 전기적 이방성을 띤다.ABAB stacking의 경우 Hexagonal 구조로 (002) plane에 대해탄소 간 거리는 0.14nm, 층간 거리..

이온은 전기장 내에서 migration, diffusion, convection에 의해 움직인다.일반적인 Brownian motion은 random walk를 기반한다.Grotthuss mechanism의 H hopping은 예외로 이동속도가 매우 빠르다.하지만 이온의 경우 외부장으로 이동이 쉽게 유도될 수 있다.이온의 몰 유량은 Nernst-Plank equation으로 다음과 같이 표현된다.$N_{i}=-\frac{z_{i}F}{RT}D_{i}C_{i}\nabla\phi - D_{i}\nabla C_{i}+C_{i}v$각 항이 독립적이도록 Einstein=Smoluchowski equation으로 이동도를 도입하면,1차원 이동에 대해 $N=\mp\mu C\cdot\frac{d\phi}{dx}-D\cd..

Stern model의 double layer와 확산층을 기반으로 한다.따라서 내부저항이 있기에 it=iF+ich로 나눌 수 있고, potential에서 과전압으로 표현된다.$E=E_{eq}+\eta (i)$즉, 반응이 실제로 일어나려면 과전압만큼의 전압이 추가로 필요하다.이러한 일반적인 전극은 Ideal Polarizable Electrode(IPE)라 하며,반대로 반응이 쉽고 빠르게 일어나는 경우 Ideal nonPolarizable Electrode(InPE)라 한다.반응속도는 전류밀도로 표현되며 과전압에 영향을 받는다.Equilibrium potential (Eocell)보다 높은 전압에서는 electron energy가 낮기 때문에 anodic reaction (oxidation)이 일어나고Eq..

전극을 테스트할 때 흔히 보는 양극, 음극의 2전극이 아닌작업 전극, 카운터 전극, 기준 전극의 3전극 시스템을 활용한다.전류가 흐름에 따라 과전압에 의해 전압에 변화가 있기 때문에 기준전극을 사용한다.Working Electrode: 전기화학 반응이 일어나는 전극Counter Electrode: WE와 연결돼 전류를 전달하고 회로를 완성하는 전극Reference Electrode: 전위의 기준이 되며 전류가 거의 흐르지 않는 전극기준전극은 다음 네 가지 사항이 요구된다.1) 가역 반응이 일어난다.2) 안정적이고 잘 알려진 potential을 가진다.3) 기준 전극 반응에 참여하는 이온은 용액에 포함된다.4) liquid junction으로 potential에 offset을 가하지 않아야 한다.여기서 l..

$E^{o}_{cell} = E^{o}_{cathode}-E^{o}_{anode}$$E^{o}_{cell}$이 높을수록 산화제와 환원제의 상대적 세기가 크다고 볼 수 있다. 3가지 Nernst equation 표현$\Delta G = \Delta G^{o}+RT\ln{Q}$여기서 Q는 반응지수로 이온 활동도, 농도, 압력으로 나타낼 수 있다.일정 온도, 압력 조건에서 $dG=\mu_{A}dn_{A}+\mu_{B}dn_{B}+\dots = dw_{add,max}$이므로$\Delta G^{o} = -W_{el} = -QE^{o} = -nFE^{o}$이다.즉, cell potential을 알면 $\Delta_{r}G$를 계산할 수 있다.$\Delta E = \Delta E^{o}-RT/nF\ln{Q}$또, c..