• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.27 no.2
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• pp.31-40
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• 2019

In Korea, 51,013 thousand tons of livestock manure was generated in 2018. A total of 46,530 thousand tons, which is 91.2% of the total amount of livestock manure generated, was treated by composting(40,647 thousand tons) or liquid fertilization(5,884 thousand tons) method. At present, the policy of livestock manure treatment in Korea is to make livestock manure into organic fertilizer(compost, liquid fertilizer) and then to applicate it on agricultural land. And this policy is very effective in terms of livestock manure treatment and nutrient recycling. However, considering the steadily declining farmland area for decades, the use of livestock manure compost could be limited in the future. There is also concern that local nutrient overloading, nutrient management regulation, and restrictions on the number of livestock may become serious problem for livestock manure treatment. In addition, there are some opinions that nutrient derived from livestock manure may flow into tributaries of major dams. In recent years, there has been a suspicion that fine dust may be generated from livestock manure compost. In recent years, the use of livestock manure fertilizer has been rapidly increasing, there is a growing demand of the development of new technologies for livestock manure treatment. Especially, cow excretes a larger amount of manure than other livestock, so that the efficiency of development of new technology for cow manure treatment will be high. Therefore, in this study, the combustion characteristics of cow manure pellet were investigated in order to analyzed whether cow manure could be used as source of solid fuel. During the combustion test, the weight loss of the cow manure pellet began to increase when the temperature of the combustion chamber reached $300^{\circ}C$. The ratio of $H_2$, $CH_4$, CO in the pyrolysis gas produced in the pyrolysis process of cow manure pellet were 6.65~11.62%, 0.58~1.54 and 11.47~14.07%, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.10 no.7
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• pp.1052-1060
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• 1999

Tire and raw material of tire, i.e., SBR were degraded using pyrolysis process. The yield of pyrolytic oil was increased and that of gas was decreased with increase of operating temperature in pyrolysis. And the yield of pyrolytic oil was increased and that of gas and char was decreased with increase of heating rate. The maximum oil yields of SBR and tire were 86% and 55% each at $700^{\circ}C$ with a heating rate of $20^{\circ}C/min$. The number average molecular weight ranges of SBR and tire were 740~2486, 740~1719, and the calorific value of SBR and tire was 39~40 kJ/g. The oil components were consisted of mostly 50 aromatic compounds. The particle size was decreased and the surface area was increased with increase of operating temperature, and the BET surface area was $47{\sim}63m^2/g$. The optimum condition of pyrolysis was the temperature of $700^{\circ}C$ with heating rate of $20^{\circ}C$, and the reactor was continuously purged with inert gas to sweep the evolved gases from the reaction zone.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.8 no.3
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• pp.37-44
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• 2003

Fuel oxygenates, such as Methyl tertiary Butyl Ether (MTBE) is additive in gasoline used to reduce air pollution. Gasoline components and fuel additives can leak: form underground storage tanks. MTBE is far more water soluble than gasoline hydrocarbons like BTEX then it travels at essentially the same velocity as groundwater. MTBE in drinking water causes taste and odor problems. Therefore, the purpose of the this study is to examine the ability of ground tire to sorb MTBE in water. The study consisted of running both batch and column tests to determine the sorption capacity, the required sorption equilibration time, and the flow through utilization efficiency of ground tire. The batch test result indicated that ground tire can attain equilibrium sorption capacities about 0.5 mg of MTBE. The result of column test indicate that ground tire has on the 36% utilization rate. Finally, it is clear that ground tire represented an attractive and relatively inexpensive sorption medium for a MTBE. Authors thought that to determine the economic costs of ground tire utilization, the cost to sorb a given mass of contaminant by ground tire will have to be compared to currently accepted sorption media. The cost comparison will also have to include regeneration and disposal cost.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.41 no.10 s.269
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• pp.777-782
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• 2004

In this research, $5\times5cm^2$ unit cells were fabricated via liquid condensation process and uniaxial pressing followed by the screen printing of electrolyte and cathode layer. The SOFC stack was assembled with unit cells, gasket-type sealant and metal interconnect. The stack was designed to have a single column with internal-manifold and cross-flow type gas-channels. The SOFC stack produced 15 W, which is $50\%$ of the maximum power being expected from the maximum power density of the unit cell. Controlling factors for the proper operation of the SOFC stack and other designing factors of stack manifold and gas channels were discussed.

• Journal of Environmental Policy
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• v.8 no.1
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• pp.49-72
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• 2009

To analyze the direct and indirect $CO_2$ emission structure according to industries in Korea, a hybrid IO table quantifying the section of energy in the IO table is needed. However, the results of the recent researches revealed differences in the total amount of $CO_2$ emission by researchers in addition to significant standard deviation in industrial distribution. This study intends to make comparative analysis of the existing method of making an IO table for energy and environment and presents an improvement scheme to contribute to an improvement in calculation of the total amount of $CO_2$ emission and estimation of the emission by industries in Korea. For this purpose, division was made into use as raw materials of energy and that as fuel and a new hybrid IO table was made by removing confounding factors caused by the product tax and subsidies. As a result, the oil and coal industry emitted 5.2 times less $CO_2$ after removing energy inputted as raw materials from the transaction table than before. The amount of $CO_2$ emission estimated by using the IO table based on basic price was found to be 2.7% less than by using the IO table based on the producer price.

• KSBB Journal
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• v.20 no.6
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• pp.393-400
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• 2005

Hydrogen($H_2$) as a clean, and renewable energy carrier will be served an important role in the future energy economy. Several biological $H_2$ production processes are known and currently under development, ranging from direct bio-photolysis of water by green algae, indirect bio-photolysis by cyanobacteria including the separated two stage photolysis using the combination of green algae and photosynthetic microorganisms or green algae alone, dark anaerobic fermentation by fermentative bacteria, photo-fermentation by purple bacteria, and water gas shift reaction by photosynthetic or fermentative bacteria. In this paper, biological $H_2$ production processes, that are being explored in fundamental and applied research, are reviewed.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.04b
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• pp.49-49
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• 2009

최근 범세계적인 그린에너지 정책에 관련해 화석연료를 대체할 수 있는 수소, 풍력, 태양광 등의 대체 에너지에 대한 관심이 고조되고 있다. 이러한 여러 대체에너지 중에서도 태양광을 전기에너지로 변환하는 태양전지에 관한 연구가 집중되고 있다. 태양전지는 구조적으로 단순하고 제조 공정도 비교적 간단하지만, 보다 널리 보급되기 위해서는 경제성 향상이라는 문제점을 해결해야 한다. 이를 위해서는 기존의 실리콘 태양전지를 대체할 수 있는 신물질에 대한 연구가 필요하며, 그 중에서도 반도체 기술을 이용한 박막형 태양전지는 기존의 실리콘 태양 전지가 가지고 있는 고비용이라는 문제점을 극복할 수 있을 것으로 기대를 모으고 있다. 박막형 태양전지의 박막 재료로는 CIGS, CdTe 등이 연구되어지고 있지만, 아직까지는 기존의 실리콘 태양전지에 비해 에너지변환효율이 낮은 이유로 인해 실용화가 많이 이루어지지 못하고 있는 것이 사실이다. 이러한 박막형 태양전지의 재료들 중에서도 CdTe는 이종접합 박막형 태양전지에 흡광층으로 사용되는 것으로 상온에서 1.45eV 정도의 밴드갭(band gap) 에너지를 갖는 II-VI족 화합물반도체로써 태양광 스펙트럼과 잘 맞는 이상적인 밴드랩 에너지와 높은 광흡수도 때문에 박막형 태양전지로 가장 주목을 받고 있다. CdTe 박막의 제조 방법으로는 진공증착법(vacuum evaporation), 전착법(electrodeposition), 스퍼터링법(sputtering) 등이 있지만 본 연구에서는 스퍼터링법을 이용하여 박막을 증착하였다. 이상과 같이 증착된 CdTe 박막을 화학적기계적연마(CMP, chemical mechanical polishing) 공정을 적용시킴으로써, 태양전지의 에너지변환효율에 직접적인 영향을 끼칠 수 있는 CdTe 박막의 물리적, 전기적 특성들의 변화를 연구하기 위한 선행 연구를 진행하였다. 특히 본 연구에서는 CdTe 박막의 화학적 기계적 연마 특성을 분석하여 정규화를 통한 모델링을 수행하였다. 또한 화학적기계적연마 공정 전과 후의 표면 특성을 관찰하기 위해 SEM(scanning electron microscopy)과 AFM(atomic forced microscope)를 이용하였으며, 구조적 특성 관찰을 XRD(X-ray diffraction)를 사용하여 실험을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.318-318
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• 2010

전기로를 이용하여 셀렌화한 $CuInSe_2$ (CIS)박막에 대해 연구한 결과를 발표하고자 한다. 화석연료의 과도한 사용으로 지구온난화의 환경문제가 대두되면서 영구적이고 무상의 태양에너지 이용에 대한 필요성이 점차 높아지고 있다. 빛에너지를 전기에너지로 변화시키기 위한 태양전지는 재료에 따라 다양하게 개발되고 있으며 그 중 가장 주목을 받고 있는 것 중의 하나가 $CuInSe_2$을 흡수층으로 하는 CIS 박막 태양전지이다. CIS 박막은 태양전지의 흡수층으로 사용되는데 직접천이형 밴드구조를 가지고 있고, 약 $10^5\;cm^{-1}$의 높은 광흡수계수를 가지고 있어 태양전지의 흡수층으로 적합한 물질로 각광받고 있다. 에너지 밴드갭이 1eV로 실리콘과 유사한 밴드갬을 가지고 있으나 이는 Ga, Al을 In 대신 치환함으로 조절할 할 수 있다. 무엇보다도 유리와 같은 저가의 기판위에 스퍼터와 같은 장치로 대면적 CIS 태양전지를 만들수 있다는 것이 산업적인면에서의 장점으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $50mm{\times}50mm$ 넓이의 sodalime 유리판을 기판으로 하여 CIS 박막을 제조하고 연구하였다. 스퍼터를 이용하여 유리기판 위에 Mo (Molybdenum) 을 증착하고 그 위에 Cu-In막을 증착하였다. Cu-In/Mo/유리기판 시료는 전기로에 도입되어 셀렌화 처리 하였다. 전기로는 $10^{-1}$ Torr 정도의 진공을 수분간 유지하여 반응할 수 있는 공기(산소)를 제거하였다. 진공 혹은 5N의 고순도 질소를 흘려주며 열을 가하여 셀렌화를 하였다. 전기로에는 1g의 셀레늄(Se)이 Cu-In/Mo/유리기판 시료와 함께 도입되었다. Se이 Cu-In 막과 높은 반응성을 갖도록 Se과 Cu-In 시료는 그라파이드 상자에 함께 넣었고, 그라파이트 상자는 전기로에 넣어 셀렌화하였다. 셀렌화 온도는 $400^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$까지 변화시켜 가며 CIS 박막을 제조하였으며 그 물성도 조사하였다. 물성 조사는 사진, 현미경, SEM, EDX, XRD, Hall effects를 이용하였다. 셀렌화 온도가 $450^{\circ}C$ 이상에서는 CIS 박막의 흡착성이 낮아 CIS 박막이 Mo 표면에서 떨어짐을 알 수 있었다. 셀렌화 후 박막에 함유된 Se은 48%~49% 정도있었다. 제조된 CIS 박막시료를 SEM으로 확인한 결과 생성된 CIS/Mo 사이에 계면층이 생겼있음 알 수 있었다. 이러한 계면층은 $MoSe^2$층으로 사료되고, 셀렌화 온도가 높으면 계면층의 두께도 증가되는 경향을 보였다. 셀렌화 온도가 높아질수록 많은 양의 산소가 CIS 박막에 들어가는 것도 알 수 있었다. 학술회의에서 보다 깊은 조사결과를 발표하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2006.05a
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• pp.113-116
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• 2006

자발착화 연소반응법 (Glycine Nitrate Process)을 응용한 초음파분무열분해장치를 이용하여 이차전지의 양극재료인 Ni치환형 $LiMn_2O-4$ 분말을 합성하였고, 각각의 하소온도에 따른 분말의 특성을 평가하였다. 전구용액은 산화제로 $Mn(NO_3)_2{\cdot}6H_20$EX>, $LiNO_3$, $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_20$를 사용하였고, 자발착화 에너지를 공급하기 위한 연료로는 glycine를 사용하였다. 분말의 결정상을 확인하기 위해 X-선 회절 시험을 시행하였으며, 각각의 조성별로 ICP측정결과 여러 조성들($LiNi_xNm_{2-x}O_4\;0{\leq}x{\leq]0.5$) 중 $LiNi_{0.3}Nm_{1.7}O_4$의 분말이 비교적 우수한 특성을 나타내었지만, 전기화학적 특성 평가 결과 이론용량값에 미치지 못하는 용량값을 나타내었다. 이것은 분말 합성 시 미량의 미 반응된 유기물들이 분말 표면에 피복되어 전기적 성질을 변화시키고 있기 때문임을 확인하였다. 이러한 특성을 개선하고자 추가적으로 하소 공정을 실시하여 전지의 성능를 평가 하였다. 분말의 미세구조와 형태, 크기, 전기 화학적 특성을 관찰하여 하소 전 후의 분말을 비교하였다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.8 no.1
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• pp.57-63
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• 2010

Layer crystallization process was tested for the separation(or concentration) of cesium and strontium fission products in a LiCl waste salt generated from an electrolytic reduction process of a spent oxide fuel. In a crystallization process, impurities (CsCl and $SrCl_2$) are concentrated in a small fraction of the LiCl salt by the solubility difference between the melt phase and the crystal phase. Based on the phase diagram of LiCl-CsCl-$SrCl_2$ system, the separation possibility by using crystallization was determined and the molten salt temperature profile during layer crystallization operation was predicted by using mathematical calculation. In the layer crystallization process, the crystal growth rate strongly affects the crystal structure and therefore the separation efficiency. In the conditions of about 20-25 l/min cooling air flow rate and less than 0.2g/min/$cm^2$ crystal flux, the separation efficiency of both CsCl and $SrCl_2$ showed about 90% by the layer crystallization process, assuming a LiCl salt reuse rate of 90wt%.