• 에너지공학
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• 제21권4호
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• pp.339-345
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• 2012

최근 안정성 및 경제성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크(full-containment LNG storage tank)의 대안으로 검토되고 있는 멤브레인 LNG 저장탱크(membrane LNG storage tank)에 대해서 정량적 위험성 평가 방법(QRA; Quantitative Risk Analysis)과 유한요소해석법(FEM; Finite Element Method)을 통하여 안전성 평가를 수행하였다. 본 논문에서는 유한요소해석법(FEM)을 통한 구조안전성 평가에서 140,000 $m^3$ 저장용량을 갖는 LNG 저장탱크의 두 가지 모델은 저장탱크 시스템에 대한 강도 안전성과 누출 안전성 측면에서 해석한 결과에 의하면 모두 안전한 것으로 평가되었다. 또한, 고장수목분석(FTA; Fault Tree Analysis)을 통하여 멤브레인 LNG 저장탱크에 안전성을 강화하기 위해 설계 초기모델에 안전장치로서 멤브레인 바닥부의 충격흡수장치(impact absorber structure), 1차 멤브레인 저장 파손 시 콘크리트 외부탱크(outer tank) 코너부(corner part)의 열충격(thermal stress)을 감소시킬 수 있는 열보호장지(secondary barrier) 및 펌프 낙하 시 안전장치로서 펌프캐쳐(pump catcher)를 보완하고 평가하였다. 결론적으로 개선된 멤브레인 LNG 저장탱크는 안전성 측면에서 완전방호식 LNG 저장탱크와 대등하다는 결론을 도출할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.334-342
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• 2005

200-300 nm 직경을 지닌 폴리비닐리덴 플루오라이드 초극세 섬유를 전기방사법으로 제조하였다. 이들을 불응화시킨 후, $800-1800^{\circ}C$ 온도에서 탄화시켜 PVdF 계 탄소나노 섬유를 제조하여 구조 및 기공분석을 하였다. 이들은 20-30 nm 크기의 탄소입자로 이루어져 있으며 탄소나노입자는 1 nm이하의 슬릿형 나노기공을 지니고 있었다. 탄화온도가 증가함에 따라 비표면적은 $1500^{\circ}C$에서 $414\;m^2/g$로 감소하였으나, $1800^{\circ}C$에서는 $1300\;m^2/g$로 급격히 다시 증가하였으며 1 nm 이하의 나노기공만을 지닌 탄소섬유가 얻어졌다. 비표면적 및 기공특성과 수소저장특성을 관계를 조사하기 위하여 Magnetic Syspension Balance(MSB)를 사용한 중량법으로 평가한 이들의 수소저장능은 0.04-0.4wt%이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.207-207
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• 2010

휴대용 기기의 사용이 증가하면서 전지의 고용량화와 소형화가 요구되고 있다. 특히 의료용 센서 기기에서는 소형화가 매우 중요하며 인체에 해로운 물질로 구성되지 않는 것이 바람직하다. 최근 고체전해질을 사용하는 마이크로 배터리가 개발되고 있으나, 에너지 저장용량이 작아 응용분야가 제한적이다. Silicon wafer 위에 형성된 고단차의 3차원 박막 배터리를 형성한다면 표면적 증가에 의해 에너지 저장용량 역시 크게 증가할 것이다. 따라서 고단차의 3차원 구조위에 confomal한 박막을 형성하기 위해서는 기존 물리증착방법과는 달리 새로운 step coverage가 우수한 박막증착법이 필요하다. 본 연구에서는 atomic layer deposition(ALD)으로 박막 배터리의 cathode 물질인 $LiCoO_2$를 증착하기 위한 기초연구로서 cobalt oxide 박막의 ALD 공정을 연구하였다. Cobalt +2가 전구체와 $O_3$를 교대로 공급하여 박막을 증착하고 그 박막의 물리적, 화학적, 전기적 특성을 조사하였다. 이를 통해 exposure와 기판온도가 박막의 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 또한 pattern wafer위에 박막을 증착하여 step coverage를 조사하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제22권4호
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• pp.434-438
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• 1990

동결방지제를 첨가하여 붉은생고추 페이스트 및 딸기 펄프의 저온저장 실험을 한 결과, 붉은생고추 페이스트는 줄기만을 제거한 후 NaCl 15%, citric acid 0.5%를 첨가하면 $-9.6^{\circ}C$에서 미동결 상태로 저장할 수 있었고, 딸기펄프는 dextrose 25%, fructose 17%, sorbitol 8%, ascorbic acid 0.2%를 첨가했을 때 $-15^{\circ}C$까지도 미동결 상태로 저장할 수 있었다. 또한 동결방지제를 이용한 시료는 무처리한 시료에 비해 저장소요시간이 약 1/2 정도 걸리며, 소요에너지도 약 $70{\sim}80%$의 절감효과를 얻을 수 있었다. 따라서, 동결방지제를 이용하면 저온저장시 빙결정 생성에 따른 조직손상을 억제할 수 있을 뿐만 아니라 에너지 절감효과도 얻을 수 있는 것으로 사료되며, 이와 같은 결과를 일시에 다량 수확되는 과채류에 적용할시 농산물의 저장법 개선에 상당한 효과가 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제4권4호
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• pp.387-390
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• 2003

동ㆍ식물성 기름으로부터 산이나 알카리 촉매를 사용하여 제조한 친환경 에너지인 바이오디젤의 미생물학적 안정성을 테스트하기 위하여 온도와 저장기간에 따른 미생물에 의한 변질정도를 측정하였다. 측정방법으로 역상 현미경 관찰과, 3M petrifilm분석법으로 생균수를 측정하였고, 균체 단백질의 양을 측정하기 위하여 Bradford protein assay법을 사용하였다. 바이오디젤과 석유디젤, 그리고 각각의 시료를 혼합한 시료를 서로 다른 온도조건(25℃와 35℃)에서 혐기적인 조건으로 90일동안 장기간 저장했을 때 바이오디젤, 석유디젤 그리고 혼합한 시료에서 미생물의 생육은 관찰되지 않았다.

• 터널과지하공간
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• 제23권3호
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• pp.241-259
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• 2013

충전층을 이용한 열에너지저장 시스템은 자갈이나 콘크리트와 같은 열저장매질과 공기나 오일과 같은 열전달유체를 이용하여 현열에너지를 저장하는 방식으로서, 저장매질의 경제성과 화학적 안정성, 시스템 구축의 용이성 등 많은 장점이 갖는다. 본 연구에서는 충전층을 이용한 열에너지저장 기술에 대하여 개략적으로 소개하고, 이러한 열에너지저장소의 에너지 수지와 성능 효율을 분석하기 위한 수치 모델을 제시하였다. 유한차분법을 이용하여 저장소 내 1차원 비정상 열전달 해석을 수행하였으며, 반복적인 주입과 토출에 따른 충전층의 온도분포와 외부로의 손실 에너지를 계산하였다. 해석모델은 AA-CAES(advanced adiabatic compressed air energy storage)와 연계된 고온의 열에너지저장시스템으로 저장소가 지하암반 내에 위치하는 경우와 지상에 위치하는 경우를 모사하고, 성능효율 및 열손실률을 비교 분석하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.74-82
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• 2002

Ni nanoparticles이 표면에 분산된 mutiwall carbon nanotubes (MWNTs)의 수소저장 특성을 분석하였다. Metal nanoparticles의 분산 방법은 incipient wetness impregnation procedure을 사용하였는데, 이러한 Ni catalysts의 역할은 기존에 알려진 Li, K doping과 같은 개념으로 기상의 수소를 분해하여 carbon 표면에 chemical adsorption 시키는 역할을 하게 된다. 실제로 Ni nanoparticles이 6wt% loading된 경우에는 thermal desorption spectra를 분석한 결과 ~2.8wt% hydrogen이 ~340-520K의 온도범위에서 방출되는 것을 관찰할 수 있었다. Kissingers plot을 통해서 MWNTs와 hydrogen과 interaction energy를 구한 결과 ${\sim}31kJ/molH_2$를 얻을 수 있었으며 이 값은 기존의 SWNTs에 hydrogen이 physi-sorption에서 실험적으로 얻을 수 있었던 값보다 1.5배 큰 값이라고 할 수 있다. 자세한 수소저장 기구를 분석하기 위해서 FT-IR분석을 한 결과 C-Hn stretching vibrations이 관찰되었으며 mono-hydride와 weak di-hydride $sp^3$가 형성된 것으로 해석 될 수 있었다. 이와 같은 결과는 Ni nanoparticle들이 예상과 같이 hydrogen molecules을 dissociation하는 역할을 하는 것을 의미한다. 연속적인 thermal desorption 실험을 통해 가역성도 평가하였다.

• 에너지공학
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• 제18권2호
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• pp.141-146
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• 2009

본 연구에서는 열화학증착법을 이용하여Pt 및 Pd 전이금속 촉매를 각각 5nm, 3nm로 탄소나노튜브에 증착하여 수소저장특성을 연구하였다. 제작한 시료를 수소분위기에서 $200^{\circ}C$의 조건에서 1시간동안 열처리한 후 $25^{\circ}C$, 33~34atm의 조건에서 수소저장량을 측정하였다. 이 조건에서 수소저장량은 3.2wt%로 나타났고 동일 조건에서 반복 수행결과 수소저장과 탈착을 반복하여도 3.1wt%의 저장량을 보여 수소저장량의 변화가 거의 없음을 관찰하였다. 그러나 4번째 저장cycle이후에는 수소저장량이 1.5wt%로 급격히 감소하였다. 이는 증착된 전이금속촉매의 조대화로 인해 저장량이 감소함을 확인하였다. 실험결과를 근거로 Pt 및 Pd 2금속을 증착한 탄소나노튜브의 수소저장메커니즘을 제시하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제34권11호
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• pp.1757-1763
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• 2010

플라이휠 에너지 저장 장치는 잉여 전기를 회전관성을 통해 운동 에너지로 저장하는 장치로, 회전의 중심이 되는 축과 외부의 플라이휠로 구성이 된다. 수치해석을 위한 일반적 프로그램들은 3차원의 모델을 통하여 구조해석 및 주파수 응답 등의 해석을 수행하게 된다. 허나 상용 프로그램을 이용한 동역학적 해석의 응용은 매우 어려운 실정이며, 사용자가 그 방법을 익히는 것 또한 쉽지 않다. 이러한 문제들을 보완하고자 동역학적 해석을 위한 프로그램을 2차원의 모델을 사용하여 구축하였다. 본 논문에서 제시한 모델링은 회전체를 2차원으로 표현함으로써 3차원에 비해 시스템의 표현을 보다 단순화하여 시스템의 구조를 쉽게 이해할 수 있도록 하였으며, 회전체를 서로 다른 재질의 다중 레이어로 모델이 가능하게 하였다. 또한 축계에 추가적 강성의 영향을 줄 수 있는 열박음 부분에 대하여, 그 영향 정도를 선택적으로 입력할 수 있게 하여 열박음에 대한 효과를 조정할 수 있도록 하였다. 따라서 본 논문에서 제시하는 2차원 모델을 이용한 동특성 해석 프로그램의 해석 오차를 알아보기 위해 상용 프로그램의 해석 결과와 비교하였으며, 모델링을 위한 시간과 해석 수행 시간 역시 비교하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제1권1호
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• pp.157-162
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• 2015

대용량 초전도 에너지저장장치(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)용 초전도 권선을 제작하기 위해서는 높은 자장특성을 가고 있는 2세대 고온초전도 (2nd Generation High-Temperature Superconductor, 2G HTS) 선재를 사용하는 것이 효율적이다. 자기에너지 저장 밀도를 높이기 위해서는 권선에 높은 전류밀도를 인가해야 하는데, 도체의 평면에 수직 방향으로 인가되는 자속밀도가 커지면 임계전류가 작아지는 2세대 HTS 선재의 특성상 토로이드 형태의 권선을 구성하는 것이 일반적이다. 이러한 고온초전도 권선을 설계하기 위해서는 권선 특성의 정확한 해석이 필요한데 이를 위해 유한요소법을 사용한 프로그램을 이용하여 해석이 가능하나 토로이드 형태의 권선은 대칭성의 문제로 3차원 해석을 해야만 하며, 이는 모델링에 많은 어려움과 높은 컴퓨터 사양, 그리고 매우 긴 계산 소요시간이 필요함을 의미한다. 본 논문에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 분석적이고 통계적으로 고온 초전도 코일에서 작용하는 최대 수직자장과 저장된 에너지를 결정하는데 이해하기 쉽고 효율적으로 계산하는 방법을 제시했다. 이 방법은 현저한 시간단축과 효율적인 설계를 할 수 있는 새로운 계산 방법으로 기존의 유한요소법에 의해 소요되는 계산 시간에 비해 1/1000정도로 계산시간 단축을 할 수 있었다.