• Clean Technology
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• v.18 no.4
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• pp.426-431
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• 2012

Carbon-rich coal can be utilized as a fuel for direct carbon fuel cell (DCFC). However, left-behind ash after the electrochemical oxidation may hinder the electrochemical reactions. In this study, we produced ash-free coal (AFC) by thermal extraction and then tested it as a fuel for DCFC. DCFC was built based on solid oxide electrolyte and the electrochemical performance of AFC mixed with $K_2CO_3$ was compared with AFC only. Significantly enhanced power density was found by catalytic steam gasification of AFC. However, an increase of the power density by catalytic pyrolysis was negligible. This result indicated that a catalyst activated the steam gasification reactions, producing much more $H_2$ and thus increasing the power density, compared to AFC only. Results of a quantitative analysis showed much improved kinetics in AFC with $K_2CO_3$ in agreement with DCFC results. A secondary phase of potassium on yttria-stabilized zirconia (YSZ) surface was observed after the cell operation. This probably caused poor long-term behavior of AFC with $K_2CO_3$. A thin YSZ (30 ${\mu}m$ thick) was found to be higher in the power density than 0.9 mm of YSZ.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.11
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• pp.1113-1120
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• 1996

다이아몬드 박막을 이용한 반도체소자를 실현시키기 위해서는 다이아몬드가 아닌 다른 재료의 기판위에 대면적에 걸쳐 다이아몬드막을 에피텍셜 성장시키는 것이 필수적이다. 그러나 이 분야의 연구는 아직 초보상태로 그 목표가 실현되지 못하고 있다. 본 논문에서는 저압의 ECR 마이크로파 플라즈마 CVD에 의하여 대면적의 Si(100)기판상에 방향성을 갖는 다이아몬드막을 성공적으로 성장시킨 결과를 보고자한다. 지금까지 얻어진 최적 핵생성 공정조건은 다음과 같다 : 반응압력 10Pa, 기판온도 80$0^{\circ}C$(마이크로파 전력이 3kW일 때), 원료가스 CH4/He 계로 농도비 3%/97%, 가스총유량 100sccm, 바이어스 전압 + 30V, 마이크로파 전력(microwave power)4kW, 바이어스 처리 시간 10분간이며, 성장단계에서의 증착공정 조건은 기판온도 80$0^{\circ}C$, 원료가스 CH4/CO2/H2계로 농도비 5%/15%/85%, 가스 총유량 1000sccm, 바이어스 전압 +30V, 마이크로파 전력 5kW, 성막시간 2시간으로 일정하게 유지하였다. 이 조건하에서 기판 면적 3x4$\textrm{cm}^2$의 대면적에 대해서 약 2x109cm-2의핵생성 밀도를 균일하게 재현성있게 얻었다. 원료가스로 CH4/H2를 사용한 경우보다 CH4/H2를 사용할 경우에 라디칼밀도의 증가에 의하여 더 높은 핵생성밀도를 얻을 수 있었다. 또한 저압의 ECR플라즈마 CVD의 경우에는 양의 바이어스전압이 막의 손상이 없어 다이아몬드 핵생성에 더 적합하였다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.18 no.3
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• pp.164-175
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• 2009

CFD is used to analyze gas flow characteristics, power absorption, electron temperature, electron density and chemical species profile of an internal antenna type inductively coupled plasma system. An optimized grid generation technology is used for a complex real-scale models for industry. A bare metal antenna shows concentrated power absorption around rf a feeding line. Skin depth of power absorption for a system is modeled to 50 mm, which is reported 53 mm by experiments. For an application of bipolar plates for hydrogen fuel cells, multi-sheet loading ICP nitriding system is proposed using an internal ICP antenna. It shows higher atomic nitrogen density than reported simple pulsed dc nitriding systems. Minimum gap between sheets for uniform nitriding is modeled to be 39 mm.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.27 no.3
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• pp.35-40
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• 2023

In order to prevent an ammonia container from bursting under conditions such as overcharging and abnormal temperature rise, it is necessary to prepare accident prevention measures through analysis of the operating mechanism of the Thermally Activated Pressure Relief Devices (TPRD) attached to the container. In this study, stress analysis acting on the ammonia container under pressurized conditions, density change analysis according to temperature change, and correlation between container filling amount and temperature and pressure change were presented. In addition, the maximum filling amount of the ammonia container was calculated, and the temperature and pressure at the filling amount were calculated through the phase equilibrium diagram. Based on this, the appropriate melting point of the Thermally Activated Pressure Relief Devices was derived and verified through a melting temperature experiment. Based on the results of this study, conditions for preventing ammonia container rupture accidents were suggested.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.147-151
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• 2007

A serpentine channel geometry often used in a polymer electrolyte membrane fuel cell has a strong pressure gradient between adjacent channels in specific regions. The pressure gradient helps some amount of reactant gas penetrate through a gas diffusion layer(GDL). As a result, the overall serpentine flow structure is slightly different from intention of a designer. The purpose of this paper is to examine the effect of serpentine flow structure on current density distribution. By using a commercial code, STAR-CD, a numerical simulation is performed to analyze the fuel cell with relatively high aspect ratio active area. To increase the accuracy of the numerical simulation, GDL permeabilities are measured with various compression conditions. Three-dimensional flow field and current density distribution are calculated. For the verification of the numerical simulation results, water condensation process in the cathode channel is observed through a transparent bipolar plate. The result of this study shows that the region of relatively low current density corresponds to that of dropwise condensation in cathode channels.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.99-99
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• 2010

최근 집속이온빔을 이용한 미세회로 교정, MEMS 공정 및 이온 도핑 등에 대한 연구개발이 활발히 이루어지고 있다. 기존에 널리 사용되었던 액체 금속 이온 소스의 경우 비교적 큰 angular divergence 및 Ga 이온 소스에 의한 오염이 문제시 되고 있어 이를 대체할 수 있는 가스 이온 소스에 대한 연구를 진행하였다. 본 연구에서 사용된 가스 이온 소스는 2 turn 안테나(1/4 inch Cu tube)가 감긴 반경 4 cm 석영관 내부에 Ar 가스를 주입 후 RF(13.56MHz)-ICP 타입 방전을 이용하였다. 운전 압력은 $10^{-5}\;Torr$ 범위이며 인가된 RF 전력은 최대 150 W이다. 석영관 내 발생된 플라즈마로부터 Ar 이온을 인출하기 위해 2단 인출 전극 구조가 사용되었으며 상단 전극에 고전압이 인가되고 하단 전극이 접지되는 형태이다. 2단 인출 전극의 최대 인출 전압은 10 kV, 상단 및 하단 전극의 구멍 크기는 각각 0.3 mm, 2 mm이다. 이온빔의 퍼짐을 최소화하기 위해 전극 간 공간 내 이온 거동 전산모사를 통해 전극 구조를 설계하였으며 이를 통해 최대 $30\;mA/cm^2$의 이온 전류 밀도 값을 얻을 수 있었다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2015.07a
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• pp.617-618
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• 2015

최근 지구온난화, 배기가스 배출에 의한 대기오염, 화석에너지 고갈에 따라 대체에너지에 대한 관심이 많아지고 있고, 이에 따라 세계 각 국가들이 해당 분야에 관한 연구를 활발히 진행하고 있다. 그 핵심 과제의 하나는 전기자동차이며 최근 전기차에 대한 관심이 점점 고조되고 있고 전기차의 실 구매도 많아짐에 따라 전기차의 핵심이라 할 수 있는 배터리에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 전기차에 사용되는 배터리는 높은 에너지 밀도, 높은 전력 밀도, 긴 수명과 친환경적인 장점을 가지고 있어야 한다. 하지만 안전성, 지속성, 획일성, 가격 등에 대하여 배터리의 사용에 한계가 있다. 여기에서는 배터리 관리 시스템(BMS)을 비롯한 배터리의 주요 연구 테마들에 관한 현재까지 연구동향을 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2011.11a
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• pp.482-485
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• 2011

본 연구에서는 목분 및 고밀도 폴리에틸렌(HDPE) 복합체의 연소시 화재위험성을 살펴보기 위하여 연기밀도 실험장치와 연소가스 측정장치를 이용하여 연기밀도 특성 및 CO 발생량을 살펴보았다. 또한 난연제 4종류를 첨가한 목분-HDPE 복합체와의 발연특성을 비교 분석함으로써 난연제의 억연효과를 살펴보았다. 그 결과 무기난연제인 수산화마그네슘(MDH)을 함유한 복합체가 가장 낮은 최대연기밀도(Dm)값을 나타내었으며 CO 발생량 또한 가장 낮았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.107.1-107.1
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• 2010

고체 흡수제를 이용한 석탄합성가스 중의 황제거 기술은 습식 스크러빙 방식에 비해 고온에서 운전가능하므로 석탄가스화복합발전의 효율 향상을 가져올 수 있다. 고체탈황제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $H_2S$로부터 황을 흡수하고 재생탑에서는 공기 중의 산소와 흡수된 황이 반응하여 $SO_2$를 배출하고 재생된다. 따라서 고체 황 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 황흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 기존 개발된 고체 탈황제가 가졌던 소성시 수축 현상, 낮은 내마모도 등을 개선하기 위해 지지체 조성을 변경하여 개발한 분무성형 탈황제의 흡수 재생 온도에 따른 황흡수 특성 변화를 조사하였다. $H_2S$ 1 vol. %를 함유한 모사 합성가스를 이용하여 흡수온도 450, $500^{\circ}C$, 재생온도 500, 550, 600, $650^{\circ}C$에서 황 흡수능을 열중량분석기를 이용하여 측정하였다. 개발된 흡수제는 유동층 공정 적용에 적합한 훌륭한 물성(형상, 밀도, 강도 등)과 함께 $500^{\circ}C$ 흡수와 $650^{\circ}C$ 재생을 기준으로 10 wt% 이상의 높은 황흡수능을 보여주었다. 흡수온도 변화는 황 흡수능 변화에 큰 영향을 미치지 않았으나, 재생온도가 $600^{\circ}C$ 이하인 경우 황흡수능이 5 wt% 이하로 크게 떨어져 재생온도를 $650^{\circ}C$ 이상 유지시키는 것이 중요함을 알 수 있었다.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.10 no.2
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• pp.65-68
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• 2008

Crop production in a country is very crucial not only in a country's crop self-sufficiency, but also in carbon recycle. Crop can capture and store the emitted $CO_2$ by cereal food consumption. However, imported cereal food is not concerned in carbon recycle and this hinders the accurate estimation of carbon recycle. Korea imports major grain products including wheat, corn, soybean, and rice and about 90% of the grain composition consists of carbohydrate, protein and lipid. Carbon portions in carbohydrate, protein and lipid are 45, 53, and 77%, respectively. When the carbon portions are digested and converted into $CO_2$ completely, one ton of rice, wheat, corn, and soybean can release 1.51, 1.63, 1.56, and 1.56 tons of $CO_2$ to the atmopshere, respectively. Based on this premise, the evolved $CO_2$ calculated from imported grains for the last 4 years in Korea was over 21 MT of $CO_2$. This amount is equivalent to 4.8 billion US dollars in the conception of carbon tax. These results suggest that a decrease in a cereal import(i.e, an increase in a country's crop self-sufficiency) can lower $CO_2$ release to the atmosphere.