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수소 저장에 따른 수소저장소재의 특성을 측정하고 분석하여 시간에 따른 수소압력감쇠 데이터로부터 시간영역의 정보를 푸리에-라플라스 변환을 통해 주파수 영역의 정보로 변환하여 공압화학 이미턴스 분광법(Pneumatochemical Immittance Spectroscopy, PnIS)을 통하여 수소저장소재의 화학확산계수 및 수소 저장반응의 반응속도정보를 분석하는 공압화학 이미턴스 분광분석부(100)에 의하여 수소저장반응을 분석하는 것을 특징으로 하는 공압화학 이미턴스 분광법을 이용하여 수소저장소재의 화학확산계수 및 반응속도론적 정보를 분석하는 방법
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제 1항에 있어서,상기 이미턴스 분광법(Immittance Spectroscopy)은,임피던스 분광법(Impedance spectroscopy), 커패시턴스 분광법(capacitance spectroscopy), 모듈러스 분광법(modulus spectroscopy), 및 어드미턴스 분광법(admittance spectroscopy) 중 어느 하나 이상의 분광법을 포함하는 것을 특징으로 하는 공압화학 이미턴스 분광법을 이용하여 수소저장소재의 화학확산계수 및 반응속도론적 정보를 분석하는 방법
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제 1항에 있어서,수소 저장에 따른 수소저장소재의 특성을 측정하고 분석하여 수소저장소재의 압력-조성-등온(PCI) 그래프 데이터를 산출하는 수소저장소재 특성평가 기기로부터 분석정보를 전송받고, 분석정보 중에서 각 수소저장정도(State-of-Storage, SoS) 포인트에서 시간에 따른 소정의 수소압력감쇠 데이터를 수소압력감쇠산출부에서 산출하는 수소압력감쇠산출단계;수소압력감쇠 데이터 중 소정 포인트에서 수소압력감쇠(Δp(t)) 변화량이 소정 시간 동안 소정 압력 이하가 되면 다음 포인트에서의 수소압력감쇠 데이터를 수소압력감쇠산출부에서 산출하는 수소압력감쇠연속산출단계;산출된 수소압력감쇠 데이터로부터 평형압력(pj), j-1 점에서의 평형압력(pj-1), pj-pj-1 에 해당하는 평형압력감쇠크기(Δpj)를 얻고, 상기 값들을 수학식 1에 대입하여 PCI 그래프의 각 수소저장정도 포인트에서 유효부피비율(λ)을 유효부피비율산출부에 의해 산출하는 유효부피비율산출단계;(수학식1)λj : 유효부피비율(effective volume ratio)pj : SoS j 점에서의 평형압력pj-1 : SoS j-1 점에서의 평형압력△pj는 : SoS j 점에서의 평형압력감쇠 크기 상기 유효부피비율에 대해서 λ 값이 PCI 평탄구간에서 음의 값을 갖지 않도록 선형회귀보정부에 의하여 선형회귀(linear regression) 보정을 하고, 평균 값을 산출하는 선형회귀보정단계;압력감쇠변화분석부에 의해, 상기 PCI 데이터의 각 감쇠곡선(△p(t))을 지수감쇠(exponential decay) 함수로 피팅하여 시상수 τC를 산출하고, Δp(t) 변화량이 소정 시간 동안 소정 압력 이하가 될 때의 샘플링 시간 Ts를 산출하는 압력감쇠변화분석단계;로그선형주파수산출부에 의하여, 시상수 τC, 변화량 시간 t 를 수학식 3, 수학식 4 에 대입하여, PnIS 분석을 위한 로그 주파수 범위 및 선형 주파수 범위를 산출하는 로그선형주파수산출단계;(수학식 3)f : 로그 단위에서의 분석 주파수τc : 수소압력감쇠 곡선의 지수적 감쇠(exponential decay) 시상수Ts : 수소압력감쇠(Δp(t)) 변화량이 소정 압력 이하가 되는데 걸린 시간(상기 소정 압력은 0
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제 3항에 있어서,화학확산저항산출부에 의하여, 상기 공압화학 이미턴스 값을 임피던스 평면으로 도시하고, L, R, C 성분으로 구성된 임피던스 등가회로로 피팅하여 화학확산저항(Rp) 값을 산출하거나, 또는 임피던스 평면상의 원의 궤적의 지름으로부터 화학확산저항(Rp) 값을 산출하며, 원의 궤적의 주파수 범위는 로그선형주파수산출단계에서의 주파수 범위 값을 대입하여 화학확산저항값을 산출하는 화학확산저항산출단계;화학커패시턴스산출부에 의하여, 상기 공압화학이미턴스산출단계의 이미턴스 값을 커패시턴스 평면으로 도시하고, L, R, C 성분으로 구성된 임피던스 등가회로로 피팅하여 화학커패시턴스(Cs) 값을 산출하는 등가회로산출방식, 로그선형주파수산출단계의 주파수 범위에서의 원의 궤적으로부터 화학커패시턴스(Cs) 값을 산출하며 원의 궤적의 주파수 범위는 로그선형주파수산출단계에서의 주파수 범위 값을 대입하여 화학커패시턴스값을 산출하는 원궤적산출방식, 및 유효부피비율산출단계에서 산출된 유효부피비율 λ의 역수(λ-1) 값으로부터 화학커패시턴스(Cs) 값을 산출하는 유효부피비산출방식 중 어느 하나의 산출방식을 이용하여 화학커패시턴스 값을 산출하는 화학커패시턴스산출단계; 및상기 화학확산저항산출단계 및 화학커패시턴스산출단계에서 산출한 저항, 커패시턴스 값과 소정의 수소저장소재 입자 사이즈 데이터를 수학식 6에 대입하고 소정 횟수만큼 반복하여 수소저장소재의 SoS에 따른 전체범위의 화학확산계수(D)를 화학확산계수부에 의하여 산출하는 전체범위 화학확산계수단계;(수학식 6)D : 화학확산계수a : 입자 반지름Rp : 등가회로를 통해 공압화학 이미턴스 데이터를 피팅하여 구한 저항(또는 임피던스 평면 위의 원의 궤적(인덕티브 루프, inductive loop)의 지름)Cs : 등가회로를 통해 피팅하여 구한 화학커패시턴스(또는 유효부피비율의 역수(λ-1)의 값)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공압화학 이미턴스 분광법을 이용하여 수소저장소재의 화학확산계수 및 반응속도론적 정보를 분석하는 방법
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