• 대한금속재료학회지
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• 제56권12호
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• pp.885-892
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• 2018

Molybdenum disulfide ($MoS_2$) based electrocatalysts have been proposed as substitutes for platinum group metal (PGM) based electrocatalyst to hydrogen evolution reaction (HER) in water electrolysis. Here, we studied $MoS_2/CNFs$ hybrid catalyst prepared by electrospinning method with heat treatment for polymer electrolyte membrane(PEM) water electrolysis to improve the HER activity. The physicochemical and electrochemical properties such as average diameter, crystalline properties, electrocatalitic activity for HER of synthesized $MoS_2/CNFs$ were investigated by the Scanning Electron Microscope (SEM), X-ray Diffraction (XRD), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmission Electron Microscopy (TEM), Raman Spectroscopy (Raman) and Linear Sweep Voltammetry (LSV). The as spun ATTM/PVP nanofibers were prepared by sol-gel and electrospinning method. Subsequently, the $MoS_2/CNFs$ was dereived from reduction heat treatment of ATTM at the ATTM/PVP nanofibers and carbonization heat treatment. Synthesized $MoS_2/CNFs$ electrocatalyst had an average diameter of $179{\pm}30nm$. We confirmed that the $MoS_2$ layers in $MoS_2/CNF$ electrocatalyst consist of 3~4 layers from the Raman results. In addition, We confirmed that the $MoS_2$ layers in $MoS_2/CNF$ catalyst consist of 7.47% octahedral 1T phase $MoS_2$, 63.77% trigonal prismatic 2H phase $MoS_2$ with 28.75% $MoO_3$ through the XRD, Raman and XPS results. It was shown that $MoS_2/CNFs$ had the overpotential of 0.278 V at $10mA/cm^2$ and tafel slope of 74.8 mV/dec in 0.5 M sulfuric acid ($H_2SO_4$) electrolyte.

• 산업융합연구
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• 제20권10호
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• pp.87-94
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• 2022

본 논문은 ESG에 따른 신 산업기술 재편으로 V4 지역은 한국의 배터리 제조기지의 변곡점을 제기하고자 한다. 이는 코로나19에 따른 경제 위기속에 러시아-우크라이나 전쟁과 미-중간의 패권을 겨루고 있기 때문이다. 그로 인해 글로벌 공급망 시장은 단절된다. 중국과 러시아로부터의 유럽으로 광물, 곡물조달이나, 가스, 심지어 밀 수입이 여의치 않는 환경에서, 신 공급처의 다각화가 나타나고 있다. 보호주의와 글로컬로써, 이 지역은 러시아-우크라전쟁으로 완충지대(친러, 헝가리)에서 고립지대(반러, 폴란드)로 활용된다. EU 테이퍼링 기간과 높은 인플레이션으로 세계경제 성장은 더 둔화될 전망이다. 논문의 경우 이 지역의 시장단절(chasm) 방안을 다룬다. 이러한 변화에 신사업 기술의 전환과 에너지 공급에 따른 독일의 산업위축이 지난 20년간 경제성장 원동력을 잃게 될 수도 있다. 이는 명목 지표에서 현지 시장 단절(chasm)이 발생하고 있다. 다른 한편으로 한국은 희토류소재 공급망의 불균형에 따른 우회 개발공급 지역으로써, V4지역에 AI를 접목한 에너지 발전 수출(원전 및 전기-수소 발전)지역으로 전개해야 한다. 본 논문은 이러한 산업 연계로 인한 시장단절을 극복하려면, 신에너지 개발과 플랫폼 규모화를 이루고, 세계 각국에서 신뢰적인 공급 기술(차세대 전지, 재활용기술, 저가LFP)을 다각화를 형성할 수 있음을 방증하고 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.12-18
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• 2022

우리나라는 철광석, 석탄 등 철강 산업에 사용되는 원료를 수입에 크게 의존하고 있다. 이러한 원자재는 글로벌 철강산업의 원가, 생산성, 품질경쟁력에 큰 영향을 미친다. 따라서 철강사의 경쟁력을 확보하기 위해서는 원자재의 수입 의존도를 줄이는 것이 필요하며, 원료 의존도를 낮추기 위해서는 Fe를 함유한 부산물을 활용하는 것이 좋은 방법이 될 수 있다. Fe 함유 부산물은 주로 철강 산업에서 발생하며 Fe 함량이 높으나(40~70%) 매우 미세한 분말 형태를 가지고 있다. 이러한 미세한 분말을 플랜트 공정에 직접 사용할 경우 부산물이 비산되어 조업과 환경에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 따라서 Fe 함유 부산물을 광범위하게 사용하기 위해서는 보다 큰 형태로 전처리할 필요가 있다. 이를 위해 펠렛 및 브리켓과 같은 더 큰 모양을 만들어 사용하는 것이다. 브리켓을 만드는 방법은 대표적으로 두 가지 방법이 있다. 첫번째는 열과 압력을 가하여 핫브리켓을 제조하는 방법이고, 두번째는 열을 사용하지 않고 소량의 바인더와 압력을 가해 냉간 브리켓을 제조하는 방법이다. 본 연구에서는 Fe 함유 부산물을 이용하여 고강도 냉간 브리켓을 가장 효율적으로 제조하기 위한 방법을 연구하였고, 다양한 조건에서 성형율과 브리켓 강도를 조사하여 최적의 제조 조건을 도출하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권1호
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• pp.45-51
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• 2022

독도에서의 "인간의 거주 혹은 독자적인 경제활동을 영위할 수 있는가의 여부"는 국제법 상으로 독도의 지위를 결정하는 중요한 요소로 작용한다. 이러한 관점에서 독도의 활용가능한 물(water resource)에 대하여, 독도에서 유일하게 지하수 유출이 발생하고 있는 서도의 물골을 대상으로 조사한 수문학적 결과를 보고한다. 이 조사에서 평가한 물골의 지하수 유출량은 최소 1.1 m³/d로 나타났으며, 이는 기존의 연구들에서 제시한 결과와 통계적으로 유사하다. 물의 산소-수소 안정동위원소비를 통한 기원 분석에서 지하유출수의 기원은 강수로 판단되며, 일강수량을 기준으로 할 때, 강수의 약 36% 정도는 화산암 내의 절리를 통해 빠르게 지하수로 유출된다. 지하유출수의 수질은 생활용수와 음용수로 사용하기에는 높은 염도와 질산염 농도를 보이며, 이들은 해무와 파도 등에 의한 염분과 괭이 갈매기 등 조류 배설물로부터 기인된 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제19권1호
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• pp.86-95
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• 2006

현재 가동 중인 생활폐기물 소각시설에서 배출되는 소각재의 수세처리에 의한 유기화학물질 용출특성을 확인하기 위해 GC/MSD로 정성 분석을 하였다. 바닥재 및 비산재에서 각각 44종 및 17종의 다양한 유기화합물질을 확인하였다. 이러한 정성분석은 각 피크의 질량스펙트럼에 대한 Library(NIST21, NIST107, WILEY229) 검색 후 일치도가 90% 이상인 유사지표(similarity index)에 의해 수행되었다. 바닥재는 Naphthalene 그리고 Phenanthrene인 2종의 다방향족화합물(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs)을 포함한 18종의 방향족화합물과 사슬모양의 탄화수소인 26종의 지방족화합물을 검출하였다. 비산재의 경우 잔류성유기오염물질(Persistent Organic Pollutants, POPs)인 헥사클로로벤젠(Hexachlorobenzene, HCB)을 포함한 10종의 방향족화합물과 7종의 지방족화합물을 정성적으로 확인하였다. 또한, 바닥재와 비산재의 용출액과 용출잔사의 용출특성을 비교분석한 결과, 바닥재에서는 Ethenylbenzene, Benzaldehyde, 1-Phenyl-ethanone 그리고 1,4-Benzenedicarboxylic acid dimethyl ester 등이, 비산재에서는 Naphthalene, Dodecane, 1,2,3,5-Tetrachlorobenzene, Tetradecane, Hexadecane 그리고 Pentachlorobenzene등의 유기화합물이 수층으로 용출되는 결과를 얻었다. 따라서 소각재 중 비산재 및 바닥재가 단순 매립될 경우 유기화합물에 의한 침출수 및 지하수, 토양 등 2차 오염이 발생할 것으로 추정되며, 이러한 2차 오염을 방지하기 위해서 소각재에 함유되어 있는 다양한 종류의 유기화학물질의 용출특성을 조사하여 이에 대한 효율적이고 적정한 관리가 이루어져야 할 것으로 판단된다.

• 분석과학
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• 제19권5호
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• pp.369-375
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• 2006

ISO 6145-5에 의거한 동적 부피 측정법을 이용하여 교정용 혼합가스를 제조하고 그 불확도를 평가하였다. 내경 0.25 mm, 길이 50 cm 규격의 10개의 모세관을 병렬 배치하고, 성분 가스와 희석 가스가 흐르는 모세관 개수를 조절하는 방법으로 혼합 가스의 희석 비율을 결정하였다. 모세관은 각종 가스에 대하여 낮은 흡착 용량을 가진 PTFE 재질의 것을 사용하였으며, 유로의 설정은 열을 발생시키지 않는 mechanical valve를 사용하였다. ISO 6145-5의 요건을 구현하는 본 장치를 이용하여 제조된 희석 가스의 농도는 (주)리가스에서 제조한 마스터급 표준가스를 이용하여 비교 평가하였다. ISO 6143의 비교법을 이용한 교정 후 제조된 산소 표준가스의 농도 편차는 대부분의 희석 영역에서 상대비 0.2% 이내, 황화수소 표준가스의 농도 편차는 상대비 1% 이내임을 확인하였다. 이 결과는 본 장치를 통해 제조한 표준가스가 대기환경 측정용 등 저농도 표준가스를 이용한 교정 곡선 획득용으로 사용하는데 충분한 성능을 가지고 있음을 증명하는 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.45-53
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• 2023

본 연구에서는 축산 분야에서 배출되는 암모니아를 효과적으로 회수할 수 있는 흡착기술의 연구개발 동향 및 향후 전략에 대해 논의하였다. 적절한 암모니아 흡착제는 표면의 산성기나 수소결합기를 가지며 높은 비표면적과 암모니아 흡착에 적절한 표면구조를 지니어야 한다. 일반적인 암모니아 흡착제로는 활성탄이나 제올라이트 등의 광물질이 널리 쓰이나 대체로 흡착효과가 낮아 표면 개질 등을 통한 개선이 필요하다. 일례로 금속염화물이 다공성 흡착제에 포함되었을 때, 활성탄이나 제올라이트의 표면에 흡착 시보다 암모니아 흡착량이 더 증가하는 것으로 알려져 있다. 최근에는 MOFs (Metal-Organic Frameworks)나 POPs (Porous Organic Polymers) 같은 새로운 종류의 흡착제가 개발 및 적용되고 있으며 조절가능한 높은 비표면적과 다공성으로 매우 높은 암모니아 흡착용량을 보였다. 그 외에 프러시안 블루가 높은 암모니아 흡탈착성능 및 선택성을 보였는데. 이는 축산폐기물 배출 암모니아 회수에 관련하여 상대적으로 유리한 측면으로 보인다. 향후 다양한 흡착제를 이용, 축산현장에 맞는 조건에서 암모니아 흡탈착 효율 및 순도를 평가하는 연구가 더 활발히 진행되어야 할 것이다. 아울러 암모니아 회수를 극대화하기 위한 효과적인 전/후처리 공정도 병행되어야 한다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.964-970
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• 2023

국제해사기구의 온실가스 감축 노력으로, 해운 산업에서는 저탄소 연료로서 액화천연가스와 메탄올, 그리고 무탄소 연료로서 수소와 암모니아가 대두되고 있으며, 환경 친화적인 연료로 평가되고 있다. 특히 암모니아의 경우 화물로써 운반선을 통한 상당 기간의 운항 경험을 보유하고 있으며, 24년 하반기에는 암모니아 선박 엔진이 공급 예정으로, 상용화가 상대적으로 용이한 연료 중 하나로 간주되고 있다. 그러나 암모니아를 연료로 사용하기 위해서는 독성의 문제점을 극복해야할 필요가 있다. 5ppm 수준의 농도에서 후각으로 판단이 가능하며, 300ppm 이상을 30분 이상 흡입할 경우 회복이 불가능한 상태에 이를 수 있는 독성물질이다. 화학물질안전원에서 제공하는 KORA 프로그램을 사용하여 암모니아 벙커링시 누설시 발생할 수 있는 위험성에 대하여 평가하였으며, 1분간의 누설로 인해서 반경 약 7.5km에서 5ppm의 영향이 있을 수 있으며 이는 부산시 주요지역에 해당하며, 인체에 치명적일 수 있는 300ppm의 경우 벙커링 인근 인구밀집지역 및 학교등에 심각한 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 암모니아 벙커링 관련 법제도가 부재한 상태로 작은 누설에도 광범위한 지역에 독성의 영향이 미칠 수 있기 때문에 지자체, 소방, 환경관서 등과의 유기적인 체계 구축이 마련될 수 있도록 법제도 개발이 필요하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.576-583
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• 2023

본 연구에서는 전극의 전기 전도도 증대와 젖산 산화반응의 부산물인 과산화수소 생성 완화가 젖산 산화효소 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 유연성 있는 탄소종이 표면을 단일벽 탄소나노튜브로 개질하여 전극의 전기 전도도를 향상시켰다. 카탈라아제를 도입하여 젖산 산화반응에서 발생하는 과산화수소를 제거하였다. 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 탄소종이 전극은 젖산 산화효소만 고정화된 탄소종이 전극보다 1.7배 많은 전류를 생성하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이 표면에 젖산 산화효소와 카탈라아제가 동시에 고정화된 전극은 171 µA의 전류를 생산하였는데, 이는 탄소종이 표면에 젖산 산화효소만 고정화된 전극이 생산하는 전류보다 2배 높은 값이다. 최적화된 전극은 젖산 농도가 20 mM까지 선형반응을 보여 센서용 전극으로 사용 가능함을 확인하였다.

• 대한화장품학회지
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• 제50권2호
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• pp.143-151
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• 2024

오존은 무색의 독성 가스로, 질소 산화물과 탄화수소가 태양 광선에 의해 광화학 산화 반응이 일어나면서 생성된다. 낮은 농도여도 호흡기 기관에 영향을 주고, 기침 또는 인체에 해롭다. 화장품 원료 중 질소 플라즈마에서 오존이 생성되는 것을 확인하였고, 1 day 후부터 오존의 농도가 낮아짐을 알 수 있었다. 반면 아르곤 가스로 발생된 오존 free 플라즈마는 오존이 검출되지 않았다. 따라서 오존 free 플라즈마를 활용하여 오존 free 화장품의 제조를 목표로 하였다. 효율적인 플라즈마 처리를 위해 non-sinking 법을 활용하여 층분리 미스트, 토너와 앰플에 주입하고, 안정도를 관찰하였다. 층분리 미스트에서 플라즈마의 주입 성공량이 두 제형보다 많았으나, 토너와 앰플에 비해 급격히 감소함을 확인할 수 있었다. 사용된 오존 free 플라즈마는 저온(4 ℃), RT (25 ℃), 고온(37 ℃, 50 ℃) 조건에서 층분리 미스트, 토너와 앰플의 안정도에 영향이 미치지 않는 것을 확인하였다. 따라서, 본 연구는 오존 free 플라즈마의 제형별 화장품 가능성과 안정성의 중요성을 시사하고 있다.