• Journal of the Korea Institute of Building Construction
• /
• v.20 no.4
• /
• pp.331-338
• /
• 2020

The aim of the research is to evaluate the possibility of using coal gasification slag (CGS) as a combined aggregate for concrete mixture. To achieve this goal, the fundamental properties and the durability of concrete were analyzed depending on various combining ratio of CGS into both fine aggregate with favorable gradation and relatively coarse particles. According to the results of the experiment, slump and slump flow were increased with content of CGS regardless of crushed fine aggregate with good and poor gradations while the air content was decreased. For the compressive strength of the concrete, in the case of using the crushed aggregate with good gradation, increasing CGS content decreased compressive strength of the concrete, while when the concrete used crushed aggregate with poor gradation, the compressive strength was the maximum at 50% of CGS content. As a durability assessment, drying shrinkage was decreased and carbonation resistance was improved by increasing CGS content. On the other hand, for freeze-thawing resistance, CGS influenced adverse effect on freeze-thawing resistance. Therefore, it is known that an additional air entrainer is needed to increase the freeze-thawing resistance when CGS was used as a combined aggregate for concrete.

• KSBB Journal
• /
• v.8 no.3
• /
• pp.193-199
• /
• 1993

To find out the optimum conditions for indigo cell culture in air-lift bioreactor, effects of media composition including nutrients and precursors of the indigo colorants on the cell growth and characteristics of the cell growth under various cultural conditions were analyzed. Optimum cultural conditions were tested and the growth characteristics were analyzed in external and internal loop type air-lift bioreactors during 14-day culture. Better cell growth was obtained when the inoculum size was higher in the range of 0.5∼2.5% packed cell volume tested. In the sucrose concentration of 2 to 4%, the cell growth was better when the sucrose concentration was 4% (w/w) in both types of reactors. Sucrose was used up in the early stage of exponential phase of growth At the optimum concentration of a Precursor tryptophan at 1 U UW was 3.8 g/l in internal loop bioreactor, and 3.5 g/l in external one after 14 days of cultivation. Addition of indole showed negative effect on cell growth of suspension culture in air-lift biorector culture and cell mass of 2.5 g/l and 2.2 g/l were obtained in external and internal loop bioreactor, respectively. Selected inorganic nitrogen source potassium nitrate showed about 110% increase in cell growth than that of control. DCW was 16.34 g/l under optimum conditions during 14-day cultivation in internal loop bioreactor.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.57 no.4
• /
• pp.512-518
• /
• 2019

To develop a membrane electrode assembly (MEA) with lower Pt loading and higher performance in proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), it is an important research issue to understand interfacial structure of Pt/C catalyst and ionomer and design the catalyst layer structure. In this study, we prepared short-side-chain Nafion-based ionomer dispersion using propylene glycol (PG) as a solvent instead of water which is commonly used as a solvent for commercially available ionomers. Cathode catalyst layers with different ionomer content from 20 to 35 wt% were prepared using the ionomer dispersion for the fabrication of four different MEAs, and their fuel cell performance was evaluated. As the ionomer content increased to 35 wt%, the performance of the prepared MEAs increased proportionally, unlike the commercially available water-based ionomer, which exhibited an optimum at about 25 wt%. Small size micelles and slow evaporation of PG in the ionomer dispersion were effective in proton transfer by inducing the formation of a uniformly structured catalyst layer, but the low oxygen permeability problem of the PG-based ionomer film should be resolved to improve the MEA performance.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.59 no.3
• /
• pp.339-344
• /
• 2021

In order to improve the PEMFC (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) durability, it is important to accurately evaluate the durability of the membrane in a short time. Recently, DOE (Department of Energy) reported a protocol that combines the chemical and mechanical durability of membranes to evaluate them effectively. This protocol applies chemical/mechanical deterioration to the membrane by repeating wet/dry while OCV (Open Circuit Voltage) holding. The problem of this protocol is that it is highly affected by electrode degradation due to change cycles in OCV and that the evaluation time is long. By using oxygen instead of air as the cathode gas while leaving the other conditions of the DOE protocol as it is, the durability evaluation time could be reduced from 408 hours to 144 hours. By reducing the number of voltage change cycles to 1/3, the electrode degradation due to the voltage change cycle was reduced to 1/12 when oxygen was used compared to air at the end, thereby enabling more accurate evaluation of polymer membrane durability.

• Membrane Journal
• /
• v.33 no.6
• /
• pp.398-408
• /
• 2023

This work developed a hood and filter for antibacterial protective clothing for medical powered air purifying respirators (PAPR) that can be used in medical settings and quarantine against infectious diseases such as Zika virus, Middle East respiratory syndrome (MERS), and coronavirus disease-19 (COVID-19). The hood material of the protective clothing was made of polypropylene spunlace nonwoven fabric (SFS) was used for withstand wind pressure and external physcial pressure. Forthermore, in order to reduce the user's risk of infection, phytoncide-based materials were used on the outer-surface of the hood to achieve a 99.9% antibacterial effect, and the inner-surface were treated with hydro-philic materials to improve absorbency by 25%. In addition to evaluating the artificial blood penetration resistance, dry mi-croorganism penetration resistance, wet bacteria penetration resistance, and bacteriophage penetration resistance required for medical protective clothing hoods, it received a passing evaluation of levels 2-6. Meanwhile, as a result of evaluating the performance of the antibacterial treated spunlace high efficiency particulate air (HEPA) filter, excellent antibacterial properties, dust removal rate, and differential pressure effect were confirmed. All performance evaluations were conducted by an accredited certification body in accordance with the medical PAPR certification standards.

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.16 no.5
• /
• pp.10-19
• /
• 2012

To eliminate the onset of combustion instabilities and develop effective approaches for control, flame structure is very important. In this study, we conducted experiments under various operating conditions with a model gas turbine combustor to examine the relation of combustion instability and flame structure by OH chemiluminescence and laser diagnostics of He-Ne laser absorbtion system. The swirling LNG($CH_4$)/air flame was investigated with overall equivalence ratio of 1.2 and dump plane fuel-air mixture velocity 25 ~ 70 m/s. We founded that the combustion instability phenomenon occurs at lower mixing velocity and higher mixing velocity conditions. We also concluded that fluid dynamical vortex frequency has major effects on the combustion instability characteristics at lower mixing velocity condition.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.250.2-250.2
• /
• 2010

빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Society for Agricultural Machinery Conference
• /
• 2017.04a
• /
• pp.79-79
• /
• 2017

국내 여름철의 고온다습한 기후환경으로 인하여 온실 내부의 냉방 및 제습이 필수적인데, 온실 냉방 방식 중 증발냉각 시스템이 가장 효율이 높다고 알려져 있다. 하지만 증발냉각 시스템은 건조한 기후 지역에서 발달한 방식으로, 작물의 증산작용으로 인한 온실 내부 습도 상승에 따른 문제점이 발생되어 다습한 여름철 국내 기후에는 반드시 냉각과 제습이 동시에 필요하다. 따라서 증발냉각 방식 중 Fan and Pad 방식과 리튬브로마이드 수용액을 이용한 온실 냉방 및 제습을 위한 복합시스템에 관한 연구가 진행중이다. 현재 리튬브로마이드 수용액 제습 시 발생되는 발열량과 수용액의 무게변화와 같은 수용액의 흡습성질 대한 정확한 지표가 나타나 있지 않다. 이에 연구를 진행하기에 앞서 리튬브로마이드 흡습성질에 관한 데이터 자료가 필요하다고 판단되어 기초실험을 진행하였고, 본 연구에서는 Pilot Scale의 재생 순환시스템을 통해 리튬브로마이드 수용액의 흡습성질을 이용한 재사용 방안을 제시하였고, 시스템 내에서 외부투입공기와 작동유체의 흡습성질에 의한 반응 전후 온도변화 예측 모델을 수립하였다. 따라서 본 연구를 통해 리튬브로마이드 수용액의 흡습성질을 분석하고, 이를 이 용한 재생 순환 시스템에 관한 연구를 진행할 예정이다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
• /
• 2009.11a
• /
• pp.13.1-13.1
• /
• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
• /
• v.16 no.5 s.83
• /
• pp.591-596
• /
• 2004

In order to evaluate the applicability of steel slag aggregates for tetrapod concrete, the properties of concrete as structural material were investigated. The biochemical research of marine concrete using steel slag aggregates was also carried out. The tested concrete properties are slump, ai content, compressive strength, splitting tensile strength, elastic modulus, carbonation, hydration heat, freezing and thawing, sulfate attack, drying shrinkage, etc. The biochemical experiments are carried to research the propagation and reproduction of seaweeds and survival of bottom dwelling species. According to this experiment results, the steel slag aggregate content did not have a significant effect on compressive strength, splitting tensile strength and elastic modulus. The durability of concrete was not influenced by the steel slag aggregate content. From the biochemical research, steel slag aggregate can be evaluated as the material that is ideally suited for promoting propagation and reproduction of seaweeds and sessile benthos.