トンネル覆工解析のための変位境界を用いた三次元連続体モデル

国立大学法人長岡技術科学大

DEVELOPMENT OF COMPOSITE ELECTRODES CONTAINING GEOPOLYMER BINDER FOR ELECTROCHEMICAL APPLICATIONS

The requirements for electrode materials are high electronic conductivity, fast kinetics, high mechanical stability, and high chemical stability under oxidative and reductive environment. In this work, composite electrodes have been prepared containing geopolymer (made from Fly Ash (FA)), zinc, and Multiwalled Carbon Nanotubes (MWCNT) or graphite deposited on a nickel foam with different compositions (FA:Zn:MWCNT or FA:Zn:Graphite, mass ratio = 12:6:1 or 6:6:1). While the commercial zinc plate demonstrated clear oxidation and reduction reactions during cyclic voltammetry, no electrochemical reactions of zinc were observed with the composite electrodes. The composite electrodes suffered from high resistance, which could not be overcome even with reduced geopolymer content. The FE-SEM images indicated that the composite electrodes containing MWCNT were better dispersed than those containing graphite. Moreover, the composite electrode containing FA:Zn:MWCNT = 6:6:1 showed a lower overpotential for Oxygen Evolution Reaction (OER) compared to those with FA:Zn:Graphite at the same mass ratio. The surface morphology, homogeneity and chemical compositions lead to the change of the electrocatalyst activity towards OER. The electrode containing MWCNT may be attractive as anode for alkaline water electrolysis for hydrogen production. Further experiments should focus on optimization of the electrode composition to enhance its conductivity, activity and stability

Structural comparison of anodic nanoporous-titania fabricated from single-step and three-step of anodization using two paralleled-electrodes anodizing cell

Anodization of Ti sheet in the ethylene glycol electrolyte containing 0.38wt% NH4F with the addition of 1.79wt% H2O at room temperature was studied. Applied potential of 10-60 V and anodizing time of 1-3 h were conducted by single-step and three-step of anodization within the two paralleled-electrodes anodizing cell. Their structural and textural properties were investigated by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). After annealing at 600°C in the air furnace for 3 h, TiO2-nanotubes was transformed to the higher proportion of anatase crystal phase. Also crystallization of anatase phase was enhanced as the duration of anodization as the final step increased. By using single-step of anodization, pore texture of oxide film was started to reveal at the applied potential of 30 V. Better orderly arrangement of the TiO2-nanotubes array with larger pore size was obtained with the increase of applied potential. The applied potential of 60 V was selected for the three-step of anodization with anodizing time of 1-3 h. Results showed that the well-smooth surface coverage with higher density of porous-TiO2 was achieved using prolonging time at the first and second step, however, discontinuity tube in length was produced instead of the long-vertical tube. Layer thickness of anodic oxide film depended on the anodizing time at the last step of anodization. More well arrangement of nanostructured-TiO2 was produced using three-step of anodization under 60 V with 3 h for each step

ปัจจัยสำคัญในการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนโดยอาศัยเปลวไฟจาก กระบวนการเผาไหม้Important Factors on the Flame Synthesis of Carbon Nanotubes

บทคัดย่อ                   การสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนโดยอาศัยเปลวไฟจากกระบวนการเผาไหม้เป็นวิธีการที่น่าสนใจ เนื่องจากมีค่าใช้จ่ายต่ำ และง่ายต่อการดำเนินการผลิตในระดับอุตสาหกรรม บทความนี้ได้รวบรวมข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับปัจจัยที่ส่งผลต่อการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอน เช่น เวลา อุณหภูมิ ตัวเร่งปฏิกิริยา และแหล่งกำเนิดคาร์บอน เป็นต้น อีกทั้งอธิบายถึงกลไกการเกิดท่อนาโนคาร์บอนที่ใช้ในปัจจุบัน ซึ่งปัจจัยที่ได้รวบรวมมานี้เป็นสิ่งสำคัญต่อการพัฒนาเทคนิคและวิธีการสังเคราะห์ท่อนาโนคาร์บอนที่เหมาะสมกับการนำไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆAbstractFlame synthesis of carbon nanotubes (CNTs) is an interesting method due to low cost and straightforward operation for large scale production of CNTs.  The important information about remarkable factors in synthesis of CNTs e.g. time, temperature, catalyst, carbon source etc. were collected in this review. In addition, growth mechanisms of CNTs are presented. The investigation of these factors is essential to develop the technique and synthesis method for the suitable CNTs in various applications

Natural Para Rubber in Road Embankment Stabilization

This is the first study on “ribbed smoked sheets (RSS)” as a geogrid reinforcement in geotechnical engineering. An RSS is a kind of natural para rubber. RSS (grade 3) was designed as a biaxial geogrid with an aperture size of 20 mm × 20 mm and a spacing of 20 mm. The RSS was found to be a significant functional layer when applied to the subbase lateritic soil layer. The lateritic soil with an RSS reinforcing layer was greatly improved regarding the California bearing ratio (CBR). Numerical simulation using two-dimensional finite element software was used to determine the optimal number and positions of the RSS reinforcing layers in road embankment stabilization. The simulation data in terms of horizontal displacement of unreinforced road embankments was validated by the collected data from the actual construction site. The RSS reinforced layer was varied from one to three layers under 61 analysis conditions. The highest safety factor was obtained with two layers of RSS at 0.1H below the top of the road embankment and 0.4H below the first RSS layer, suggesting a suitable installation of the RSS reinforcing layer. The RSS is thus strongly recommended as a reinforcing material in low CBR lateritic soil for the road embankment

การสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนโดยใช้สแตนเลสเกรด 304 เป็นตัวรองรับและตัวเร่งปฏิกิริยาโดยอาศัยวิธีตกสะสมไอเคมีSynthesis of Carbon Nanomaterials Using Stainless Steel Type 304 as Substrate and Catalyst by Chemical Vapor Deposition Method

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนด้วยวิธีการตกสะสมไอเคมีโดยการนำแผ่นสแตนเลสเกรด 304 มาใช้เป็นตัวรองรับและตัวเร่งปฏิกิริยาโดยตรงที่อุณหภูมิ 650 องศาเซลเซียสอัตราการไหลรวมของก๊าซ อะเซทิลีน ไฮโดรเจน และไนโตรเจน ที่อัตราส่วน 1:1:2 เท่ากับ 400 มิลลิลิตรต่อนาที เป็นเวลา 20 นาที นอกจากนี้ก่อนการป้อนก๊าซอะเซทิลีนซึ่งใช้เป็นแหล่งกำเนิดคาร์บอน แผ่นสแตนเลสเกรด 304 จะได้รับการปรับสภาพพื้นผิวในบรรยากาศของก๊าซไฮโดรเจนและไนโตรเจน เป็นเวลา 15 นาที ลักษณะทางกายภาพและประเภทของวัสดุนาโนคาร์บอนที่สังเคราะห์ได้สามารถตรวจสอบได้โดยอาศัยการวิเคราะห์ภาพถ่ายที่ได้จากเครื่อง FE-SEM และ TEM พบว่าสามารถสังเคราะห์วัสดุนาโนคาร์บอนได้ 3 ประเภท คือ ท่อนาโนคาร์บอน เส้นใยนาโนคาร์บอน และท่อนาโนคาร์บอนแบบปล้องไม้ไผ่This research aim is to study the direct synthesis of carbon nanomaterials by chemical vapor depositionusing 304 stainless steel as both catalyst and substrate at 650°C. The ratio of mixing gases (acetylene, hydrogen and nitrogen) in chamber is controlled to constant value at 1:1:2 with a total flow rate of 400 ml/min for 20 min. Besides that, the surface treatment of 304 stainless steel substrate was performed in the atmospheric of hydrogen and nitrogen before providing acetylene as a carbon source for 15 min. The microphotograph results from FE-SEM and TEM can be used in order to investigate the physical morphology of the obtained carbon nanomaterials. Three types of carbon nanomaterials that can be synthesized are carbon nanotubes, carbon fibers and bamboo carbon nanotubes