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실행과제 아이디어 작성

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실행과제 아이디어 작성

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환경친환적인 양자점 제작 및 간이 양자광원패널 제작 탐구

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환경친환적인 양자점 제작 및 간이 양자광원패널 제작 탐구

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양자 광원 패널, 즉 흔히 말하는 태양광 패널에 양자점을 설치하면 에너지 효율이 높아짐. 하지만 양자점은 주로 Cd, Pb 등의 중금속을 사용한 무기 양자점이 사용되고 있음. 중금속은 환경에 부정적인 영향을 미침. 친환경적인 재료 사용하기로 계획함. 레몬, 수박, 옥수수, 바나나 등의 껍질로 간이 태양광 패널을 제작해 광원 및 태양열 전지로의 활용가능성을 살펴보는 실험 진행. 이와 같이 생활 폐기물을 이용한 친환경 탄소 양자점을 제작하여 기존의 무기 양자점이 가진 문제를 해결하고 응용 기술 제작하여 활용하는 것을 목표로 함.

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양자 전지판 접하게 됨

-->친환경 -->생활 폐기물을 재료로 사용

--> 전해질(전류를 통하게 해줄 수있게 하는 물질)을 많이 함유하고 있고 산성을 가지고 있으면 전기 일으킬 수 있음

--> 채소나 과일 껍질을 사용하면 어떨까?--> 수박, 석류, 레몬, 옥수수, 완두콩 등의 껍질 사용하기로 함

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환경친화적인 도시 설계를 위해 건물에 양

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환경친화적인 도시 설계를 위해 건물에 양자 패널 설치

--> 건물에서의 효율적인 전력 생산을 위한 양자 패널 위치 선정

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천연 염료를 이용한 염료감응형 태양전지로 건축물을 설계한다.

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천연 염료를 이용한 염료감응형 태양전지로 건축물을 설계한다.

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1 염료감응형 태양전지는 태양광을 전기로 변환하는 장치로, 빛을 흡수하여 전자를 방출하는 원리를 기반으로 한다.

2 블루베리, 바나나, 시금치 등을 사용해 기존 태양광의 문제점이었던 유해 물질 방출을 보완함과 동시에 색감 추가도 가능하여 미적인 요소까지 추가할 수있다.

3 획기적인 건축물을 디자인하고 합리적인 태양광 패널 위치를 선정하여 에너지 생산을 극대화 한다.

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1.채소와 식물을 이용한 태양광 전지 제작

(바나나 껍질, 석류, 완두콩,레몬,)

2.제작한 태양광을 이용해 건축물에 이용

3.건축물에서 에너지 효율을 높힐 수 있는 최적의 위치 선정

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양자역학이 실생활에서 적용될 수 있는 기술에 대해 알아보고, 태양광에 접목된 양자역학의 원리를 탐색해 보았다. 또한, 과일껍질을 이용한 친환경 태양광 패널 제작 실험에 대해 접한 후, 과일과 채소를 이용한 태양광 패널 제작 실험을 진행 한 후, 그 패널을 건축물에 이용하여 건축디자인을 하기로 친구들과 상의하였다.

실험에서 사용하는 과일과 채소의 종류를 찾아보던 중, 수분이 많고 전해질 함량이 높은 식품이 전류가 잘 흐른다는 사실을 알고, 바나나, 석류 완두콩 등을 선정하기로 하였다.

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세부적인 내용들을 추가하여 보고서를 수정하였습니다.

수정 후 실험을 진행하기 시작했습니다.

초반에 유리판의 전기 전도도를 측정하는 과정에서 어려움을 겪었었는데 따로 회로를 연결해서 측정해보았더니 작동되어 잘 진행할 수 있었습니다. 시간이 부족하여 실험을 다 마무리하지는 못해 다음 시간에 이어 실험을 진행하기로 하였습니다.

실험을 진행하는 동시에 모형도 같이 제작하기 시작했습니다. 우드락판으로는 원형 모양의 기둥을 만들기 어려울 것같아 동그란 우드락이나 투명 플라스틱 필름으로 제작하기로 하였습니다.

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구체적인 실험방법 탐구 및 세부적인 실험계획을 작성하였다.

수업 전 친구들과 만나서 대략적인 계획서를 작성하였는데, 이때 내가 제시한 주제로 세부적인 실험계획을 작성하였다.

실험은 전극판 제작, 천연염료 추출, 탄소전극 만들기, 태양전지 결합의 과정으로 진행된다.

실험계획을 완성한 뒤, 실험을 진행하였다.

나는 천연염료 추출 과정을 담당하였다. 블루베리 추출물을 얻기 위해 막자사발에 넣고 으깨어 추출액을 만들었고, 여과지로 불순물을 걸러내었다. 바나나, 귤, 시금치, 사과는 건조시킨후 분쇄기에 갈아 추출액을 만들 준비를 하였다. 시간이 부족해서 추출액을 완성시키지는 못했지만, 앞으로 이 문제를 인식하여 시간분배를 잘 하여 실험이 완만하게 진행되게 해야겠다고 생각했다.

또한 불루배리 추출액을 활용한 실험을 진행하는 도중,  핫플레이트를 이용해 TiO2 페이스트를 완전히 건조시키는 과정에서 온도조절에 실패하여 TiO2 페이스트가 녹아내리는 실패사례가 있었다. 이 결과로 인해, 실험과정을 계속 관찰하며 세부적인 온도 조절과 실험방법 숙지가 보완되어야 할 것 같다는 생각이 들었다.

다음 시간에는 나머지 천연염료 추출을 빠르게 완료한 후, 태양전지를 만들어 효율을 측정하는 과정까지 마무리 해야겠다고 생각했다. 또한 역할을 분담해서 TiO2 페이스트 제작, 천연염료 추출, 우드락 건물 구조 설계를 진행하니 훨씬 수월했던 것 같다는 생각이 들었다.

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건물 외벽을 태양전지로 만들면..? 건물 자체가 태양광 발전소?!! l BIPV 태양광 발전

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태양광 전지의 효과적 태양 추적회전 구조 제안

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태양광 전지의 효과적 태양 추적회전 구조 제안

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태양전자 에너지를 활용하기에 효율적인 건

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태양전자 에너지를 활용하기에 효율적인 건축물을 설계하고 만드는 역할을 맡았다. 건물 외관을 만드려는 과정에서 내가 계획한 둥근 모양의 건축물을 만들기에 한계가 있었다. 이에 전형적인 건축물의 모양을 만드되, 나의 아이디어를 넣어 자원을 활용가능한 건물을 만드려 노력했다.

이후 시간이 남아 이산화 티타늄과 아세트산을 개어내 유리판에 발랐다.

마지막 과정에서 친구와 협력하여 천연염료를 우리판 사이에 넣었다.

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귤, 시금치, 흑현미를 활용해서 3가지 종류의 태양전지를 제작했다. 나는 추출액 제작, 탄소코팅판과 이산화 티타늄쪽 판을 겹쳐 전극판 제작을 담당했다. 또한 추출액에 담근 전극판의 틈새에 요오드-요오드화 칼륨 용액을 넣어 전극판을 완성 시켰다.

태양전지 제작 후, 운동장에 나가서 실제로 전기가 흐르는지 실험을 하여 결과를 확인했다. 전류가 강하게 흐르지는 않지만, 전류가 흐른다는 결과를 도출해냈다. 이 과정에서 나는 전기회로 제작, 결과값 확인과 비교를 담당하였다.

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과학탐구보고서(수원교육지원청_공유학교)

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조은진: 주제 제시, 음식물 쓰레기를 이

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조은진: 주제 제시, 음식물 쓰레기를 이용한 태양광 패널을 만들자는 아이디어 제시, 실험 선정, 실험재료 선정, 건축 디자인 자료조사, 실험방법 작성, 참고문헌 작성, 태양광 패널 이론적 배경 조사, 단합 도모, 리더쉽있게 실험 진행,

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흑현미, 사과껍질, 포도껍질를 이용한 염료감응형 태양전지 제작을 하였다.

첫째, 탄소코팅한 탄소전극 제작을 담당하였다.

둘째,  TiO2 페이스트 제작을 담당하였다.  TiO2 페이스트 제작 과정 중, 농도의 문제로 페이스트의 묽기가 묽어지지 않는 문제가 있었는데, 아세트산을 추가하여 적당한 농도의 페이스트를 만들었다.

셋째,  추출액 종류 별 파장 범위 변화에 따른 흡광도와 투광도 변화를 측정하였다. 'uv-vis 분광광도계'를 이용하여 측정하였으며, 사용법을 익히고 그래프를 도출하는데 어려움이 있었지만, 모르는 내용은 관련 내용을 조사하고 주변 사람들에게 도움을 요청하여 문제를 적극적으로 해결하려는 태도를 보여주었다. 흑현미, 사과껍질, 포도껍질 추출액의 흡광도와 투광도를 측정하였으며, 이후 결과값을 비교하며 추출액 종류 별의 차이점을 비교분석하였다.

넷째, 태양빛이 잘 들어오는 야외에 나가서 효율을 측정하는 실험을 진행하였다. 종류 별로 서로 다른 결과값을 확인하여 ㄱㄹ과값들을 비교하는 활동을 하였다.