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이산화탄소가스와 액체소듐을 공급하는 공급부; 상기 공급부로부터 공급되는 상기 이산화탄소가스와 액체소듐이 접촉되도록 구성되는 반응채널; 및 상기 반응채널을 통해 배출된 가스를 분석하는 분석부를 포함하여 구성되고, 상기 반응채널은, 상기 이산화탄소가스가 유동되며, 하면에 개구부가 형성된 가스덕트; 및 상면이 상기 가스덕트의 개구부와 연통되며, 상기 액체소듐이 수용되는 소듐트레이를 구비하며, 상기 가스덕트의 개구부를 통해 상기 소듐트레이에 인입된 상기 이산화탄소가스가 상기 액체소듐과 접촉되어 화학반응이 일어남으로써, 가스-액체 경계면에서의 화학반응을 정량화하는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 반응채널은, 상기 소듐트레이 내의 상기 액체소듐을 교반하는 회전교반기;를 더 포함하며, 상기 회전교반기는, 상기 가스덕트의 상면을 통해 상기 소듐트레이까지 하방으로 배치되며 길이방향 회전되는 회전축; 및 상기 회전축의 하단에 수직으로 형성된 회전바를 구비하며, 상기 회전축이 회전함에 따라 상기 회전바가 회전되는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 반응채널은, 상기 화학반응을 외측에서 관찰하기 위해, 상기 개구부 상측의 상기 가스덕트 일면에 석영유리로 이루어진 윈도우가 설치된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제5항에 있어서,상기 윈도우는,테두리에 가스켓이 감싸서 덧대지고 상기 가스켓에 고정프레임이 덧대져서 상기 가스덕트의 일면에 체결되어, 상기 윈도우가 상기 가스덕트의 일면에 기밀하게 밀폐고정되며,상기 가스켓은 흑연 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 반응채널은, 공급되는 상기 이산화탄소가스의 온도 및 상기 화학반응이 일어나는 상기 이산화탄소가스와 상기 액체소듐의 경계면 온도를 측정하도록 열전대가 장착된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제7항에 있어서,상기 열전대는,화학반응시의 반응영역 주변의 상세한 온도 변화 측정을 위해, 상기 액체소듐 상부 가스온도와, 상기 액체소듐의 중간부분(bulk), 및 표면, 세 곳에 각각 장착된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 액체소듐이 액체 상태를 유지하도록 온도를 높이기 위해, 상기 반응채널을 감싸는 히터를 포함하며, 상기 히터는, 상기 반응채널을 감싸는 몰드 타입으로서, 세라믹 재질로 이루어진 단열재; 및 상기 단열재에 내장된 히팅코일을 구비하는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제9항에 있어서,상기 단열재는,종방향으로 나누어져 두 개로 분리가능하도록 형성되며,두 개 중 하나에는 걸이부재가 장착되고 나머지 하나에는 상기 걸이부재가 걸리는 고리부재가 장착되어, 상기 걸이부재가 상기 고리부재가 선택적으로 걸림에 따라 착탈가능하여 조립 및 분리가 되는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 소듐트레이의 외부에 소듐드레인탱크가 설치되며, 상기 소듐트레이는, 공급된 상기 액체소듐의 자유액면 액위가 상기 가스덕트의 바닥면보다 높으면 작동하도록, 일측에 설치된 레벨센서; 및 상기 액체소듐이 상기 소듐트레이의 높이보다 높으면 배출되도록 일측에 형성되며, 소듐드레인관을 통해 상기 소듐드레인탱크와 연결된 오버플로우 슬롯을 구비하는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제11항에 있어서,상기 액체소듐이 고화되는 것을 차단하도록, 상기 소듐드레인관과 상기 소듐드레인관에 장착된 밸브에 밴드형 배관가열기가 설치되며,상기 밸브는 밸로우즈 밸브가 활용된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제 1항에 있어서, 상기 공급부는, 상기 소듐트레이에 공기접촉을 차단하면서 액체소듐을 직접 공급하도록 상기 소듐트레이와 소듐이송관을 통해 연결된 소듐용융탱크를 포함하며, 상기 액체소듐이 고화되는 것을 차단하도록, 상기 소듐이송관과 상기 소듐이송관에 장착된 밸브에 밴드형 배관가열기가 설치된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제13항에 있어서,상기 공급부는,상기 가스덕트에 이산화탄소가스를 공급하도록 상기 가스덕트와 이산화탄소이송관을 통해 연결된 이산화탄소가스탱크; 및상기 가스덕트에 아르곤가스를 공급하도록, 상기 가스덕트와 아르곤이송관을 통해 연결된 아르곤가스탱크;를 포함하는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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제14항에 있어서,상기 이산화탄소이송관과 아르곤이송관은 상기 가스덕트에 연결되기 전에, 3웨이 가스밸브를 통해 합관이 되며,상기 3웨이 가스밸브의 제어에 의해, 상기 이산화탄소가스와 아르곤가스 중 하나가 선택적으로 상기 가스덕트에 유입되는 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험장치
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이산화탄소가스와 액체소듐을 반응채널에 공급하는 공급단계; 상기 반응채널에서 이산화탄소가스와 액체소듐이 접촉되어 가스-액체 경계면에서 화학반응이 일어나는 화학반응단계; 상기 반응채널로부터 배출되는 반응생성물을 분석하는 분석단계; 상기 화학반응의 실험 후 고체의 반응생성물 채집을 위해 상기 반응채널로 연결된 모든 배관의 밸브를 닫고 상기 반응채널을 분리하여 글로브박스(glove box) 내부로 옮기는 단계; 및 불활성(inert) 환경 하에서 상기 반응채널의 액체소듐 반응표면 접근이 가능한 상태에서 샘플링을 수행하는 단계를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 소듐-이산화탄소 표면반응 실험방법
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