• 기계와재료
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• 제25권3호
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• pp.16-29
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• 2013

현재 전세계적으로 에너지 절감과 지구환경 보호를 위한 이산화탄소 가스 배출의 저감하는 피할 수 없는 생산제조산업 분야의 높은 장벽으로 다가서고 있다. 공작 기계류의 진보는 날이 갈수록 거듭되어 다양한 기술의 융복화 등 궁극적인 첨단 고도화에 이르고 있으나, 이와 같은 문제점들을 기본적으로 안고 있는 것은 사실이다. 그 대응 방안으로는 소성 성형 방식으로의 가능한 한 대체화가 될 수 있으며, 또한 기존에는 스프링 백 등의 고연성 등으로 인하여 성형이 곤란하여 기피하던 난성형재도 보다 경량화 등의 추세에 대응하기 위하여 불가피하게 사용되기 위해서도 획기적인 소성 성형 시스템을 필요로 한다. 이와 같은 차원에서 최근에 에코 융합화를 모색하는 새로운 서보모터 구동형 프레스 시스템의 도입이 적극적으로 이뤄지고 있으나 국내의 경우에는 국산화 개발이 늦어져 고부가가치 제품에 대한 기술종속성이 우려되고 있다. 최근 한국기계연구원을 중심으로 산학연 컨소시엄 형태로 산업원천기술개발사업의 일환인 지식기반 자율제어형 초정밀 디지털 서보프레스 시스템 개발에 관한 연구가 진행중이며, 기술선도국의 보유 기술 수위를 넘은 에코/정보/지식 융합화 모델을 궁국적으로 개발하고자 한다. 본문에서는 이에 대한 현재까지의 개발 진행 내용을 정리하여 간단히 요약하여 나타내었다.

• 정보와 통신
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• 제30권10호
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• pp.38-45
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• 2013

2009년 초반 중국은 물량중심으로 조선분야 수주잔량 부분에서 한국을 추월하였으나, 현재 한국은 조선강국으로서의 위치를 고수하기 위해 IT조선 융합기술 개발을 통하여 디지털선박과 해양플랜트 등 고부가가치 선박 제품을 제조하고 있으며, 이러한 선박 제조 과정에서 에너지 및 인력 절감을 통해 고효율화, 안전성 제고 등 신뢰도 향상 또한 추진하고 있다. 최근 국내에 수주되고 있는 LNG선, 호화여객선, 석유시추선 등의 쉐이빙선과 같은 고부가가치 선박의 경우 국산화율이 60%가 채 되지 않는 현 상황에서 선박 관련 IT 기술 확보는 선박 건조 국산화 비율을 높이고 조선산업 수주 경쟁력을 높이는 중요한 관건이 될 것으로 예상한다. 본고에서는 세계 1위를 지키고 있는 조선산업의 질적성장을 위한 IT+조선 기술현황과 전망에 대해 기술한다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.30-30
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• 2015

가전 전자 제품의 대형화 추세와 함께 사용 금형 역시 정밀대형화가 추진되고 있다. 금형의 대형화로 인해 금형표면에 대한 경화 및 내마모 표면처리에 대한 중요성이 더욱 증대되고 있는 상황인 바, 본 연구에서는 고밀도 이온에 의한 플라즈마 질화처리 기술을 활용하여 금형 사용에 있어 충분한 내구성의 확보와 열 변형 최소화, 후 가공비용의 절감, 기타 금형용 상용화 질화처리 전반에 대한 연구를 진행하였다. 그 결과 금형 소재의 저변형 처리를 위한 적정 에너지 조건, 소형 금형 부품의 고품위 처리를 위한 저비용 공정 기술, 금형 생산 상용화 효율 향상을 위한 가열 및 냉각 공정 개선 성과를 확보할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.79.1-79.1
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• 2011

인쇄전자 기술은 기존의 다양한 인쇄 공정에 전자 재료를 적용하여 전자소자 및 전자소자에 적용 가능한 제품들을 생산하는 기술이다. 인쇄 공정은 크게 접촉식과 비접촉식으로 구분할 수 있는데 비접촉식 인쇄 방식의 대표적인 예가 잉크젯과 스프레이 방식을 이용한 인쇄라고 할 수 있다. ESD는 정전기력을 이용한 스프레이 방식의 인쇄 공정으로써 기존의 정전기력만을 이용한 인쇄 방식과는 달리 정전기력과 공압을 동시에 적용하여 상대적으로 빠른 시간 내에 나노 박막의 코팅과 패터닝이 가능한 공정이다. 일반적으로 터치 패널에 사용되는 ITO의 경우는 증착 방식에 의존하고 있어 공정 시간이 길고 생산 단가도 비싸다는 단점이 있다. ESD 코팅의 경우는 기존의 증착 방식이 아닌 직접 인쇄 방식으로 공정 시간과 비용을 절감할 수 있는 장점이 있다. 투명 전도막 형성에 사용되는 전도성 고분자의 경우 ITO를 대체할 수 있을 만큼의 성능을 지니고 있어 터치 패널용 전극으로 응용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 ESD 공정을 이용하여 ITO 대체가 가능한 터치패널용 투명전극을 형성하였다. 전도성 고분자의 코팅 두께에 따라 전기적인 특성이 변화하지만 투과도 80%를 전후로 면저항이 $60{\sim}80{\Omega}/{\Box}$의 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. 또한 코팅된 투명 전도막을 이용하여 터치패널용 모듈 제작을 통해 동작 여부도 확인할 수 있었다.

• 디지털융복합연구
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• 제11권4호
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• pp.109-119
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• 2013

본 논문은 e-비즈니스에 따른 거래비용의 변화를 파악하고, 이를 바탕으로 한 적용분야로 에너지 및 환경 문제, 그리고 글로컬 전략에 대한 개념적인 측면을 경제학적 관점에서 살펴보았다. 먼저, 오프라인 거래와 온라인 거래 간에 발생하는 경제적 비용의 차이를 고려하여 두 채널간의 거래비용을 서로 다른 세 가지 경제학적 관점에서 비교함으로써 소비자와 판매자간에 발생하는 거래비용의 상충관계를 적시하였다. 둘째, 지속가능성의 관점에서 에너지 및 환경사업에 영향을 미치는 e-비즈니스의 역할을 파악하기 위해 물류시스템, 제품설계 프로세스, 그리고 에너지 절감에 대한 고려사항을 검토하였다. 이를 통해 e-비즈니스가 에너지 및 물류시스템의 효율성을 최적화하는 과정에서 저탄소 환경문제에 장단기적으로 다른 영향을 미칠 것으로 분석하였다. 마지막으로 글로벌 시대의 기회와 도전에 있어서 e-비즈니스에 의한 글로컬 전략을 네트워크 경제학의 관점에서 고찰하였다. 특히, e-비즈니스가 글로벌 시장으로 진출하는 지렛대로서의 역할을 최대화할 수 있도록 사업자간 네트워크의 통합, 사회문화적 환경을 고려한 지역화 및 현지화 전략, 그리고 표준화에 따른 세계적인 법적 기준의 주도적 설정 등이 중요한 글로벌 경영전략이 될 수 있다. 향후 e-비즈니스 성장모델은 거래비용의 관점에서 이러한 경제적 효과들의 상충관계를 조정할 수 있도록 지속가능한 형태로 진화되어야 할 것이다.

• 공업화학
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• 제26권6호
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• pp.686-691
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• 2015

본 연구에서는 SRF 성상 변화(RDF, RPF)와 성형 조건 형태(pellet, fluff)에 따른 SRF의 활용을 위한 기초연구로서 SRF의 물리화학적 특성, 연소시간에 따른 고형연료제품의 열적 감량 변화 및 발생되는 배출 가스(NOx, CO, HCl 등) 특성 연구를 수행함으로써 에너지원으로서의 활용을 위한 실험을 진행하였다. 실험결과, RPF 시료가 RDF 시료보다 폐기물의 조성이 플라스틱계열 폐기물로 균일한 성상으로 구성하고 있어 성형에 유리하고 발열량이 높으며, 연소성이 우수하여 연소감량효과도 크며 연소시간도 단축할 수 있을 것으로 판단된다. 또한, fluff 시료가 pellet 시료에 비해 접촉 표면적이 넓어 연소시간도 단축되어 연소효율이 우수하며, 성형에 필요한 자원을 절감할 수 있어 에너지 활용가치가 우수할 것으로 판단된다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.41-49
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• 2015

다중이용시설의 환기부문 에너지소비량이 전체 에너지소비에서 차지하는 비중은 약40%로서 상당히 크다. 환기설비분야의 에너지절약방안으로는 주동력원이자 주요에너지소비원인 전동기를 고효율 제품으로 교체하거나 인버터를 이용한 가변운전을 통하여 에너지를 절감시키는 방안이 있다. 그러나 이런 방안들을 도입하기 위해서는 기존설비보다 높은 초기투자비가 필요하므로 장기적인 관점에서의 경제성평가가 요구된다. 경제성평가 방법으로 생애주기동안 지출되는 모든 비용을 예측하는 LCCA(Life Cycle Cost Analysis)가 적절하지만 LCCA는 분석내용이 단순 비용절감측면에 치중되어 있어, 환경영향을 고려하지 못하는 한계가 있다. 환경영향을 분석하기 위한 방법으로 LCA(Life Cycle Assessment)있지만 이는 주로 건축물에만 사용되어왔고 또한 환경적인 측면만 치중하여 경제적은 측면을 고려하지 못하는 한계가 있다. 이에 본 연구에서는 LCCA 및 LCA를 이용해 경제적 측면 및 환경적 영향을 종합적으로 분석하여 다중이용시설 환기설비에 고효율 전동기 도입의 타당성 검토를 진행하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.199-199
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• 2011

ATES(Aquifer Thermal Energy Storage) 열펌프 시스템은 기존의 다양한 열원 적용 시스템 대비 효율이 우수한 것으로 알려져 유럽과 미국에서 건물 냉난방 시스템으로 적용되고 있다. 특히, ATES 시스템은 기존의 냉난방 시스템 대비 경제성이 우수한 것으로 알려져 있으나 국내에서는 이에 대한 연구 결과는 전무한 실정이다. 본 연구에서는 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 결과를 분석하였으며, LNG 보일러와 에어컨을 사용하는 기존의 냉난방 시스템을 비교시스템으로 ATES 열펌프 시스템의 경제성 평가를 수행하였다. ATES 시스템의 연간 실증 성능 실험결과 ATES 시스템은 외기온도와 무관하게 연중 안정적인 성능을 나타내었다. 경제성 평가시에 생애주기법(Life Cycle Cost)을 적용하여 ATES 열펌프 시스템의 설치 및 운전에 필요한 총 소요비용을 산정하고, 이 결과를 바탕으로 투자회수기간법을 통해 ATES 시스템의 투자회수 기간을 산정하였다. 생애주기법 적용 시에 현재가치법을 사용하였으며, 현재가치법은 수명주기에 발생하는 모든 투자비용과 절감액을 일정한 시점을 기준으로 등가환산하는 방법을 의미한다. 현재가치법에 사용되는 현재가치는 초기비용과 현재가치계수의 곱으로 나타나는데, 여기에서 현재가치계수는 임의의 이자율로 일정기간 동안 정기적인 할부금액이 적립될 때의 현재금액을 구하기 위해 사용하는 계수를 의미한다. 전기와 LNG는 각각 2009년 7월의 (주)한국전력공사와 (주)한국가스공사의 고시요금을 적용하였다. 본 시스템은 실증 설비용량인 20RT를 대상 건물로 가정하였고, 초기투자비는 크게 공사비와 냉난방 설비 구입비로 구성되어 있으며, 기본적인 물가지표는 (사)한국물가정보(KPI)의 고시 데이터를 참조하였다. 각 시스템의 초기투자비는 ATES 시스템이 비교대상 기존 냉난방 시스템 대비 5.7배 높게 나타났다. 일일 8시간 사용기준으로 계절별 전력요금을 고려한 연간운전 비용은 ATES 시스템이 기존 시스템 대비 냉난방 시에 각각 77%와 16%를 나타내어 운전비용이 연간 절감되었고, 난방 운전 시 절감 비율이 냉방시보다 크게 나타났다. 두 시스템에 대한 생애주기비용을 산정하기 위하여 에어컨과 보일러의 기존시스템과 ATES 시스템의 가용연수를 모두 20년으로 설정하였고, 유지보수 비용은 초기투자비용의 2%로 설정하고, 할인율은 은행 예금이자를 기준으로 5%로 설정하였다. 전기와 LNG의 요금 상승률은 (사)한국물가정보를 바탕으로 각각 2%와 8%로 가정하였다. 이러한 조건에서 생애주기법을 이용한 경제성평가는 ATES 시스템의 경우 생애운전비용이 초기투자비용보다 작게 나타났으며, 기존 냉난방 시스템은 생애운전비용이 초기투자비용에 비하여 높게 나타났다. 본 연구 대상 ATES 열펌프 시스템의 실증 성능 데이터와 기존 문헌으로부터 얻은 냉난방 시스템의 성능 결과를 이용하여 생애주기 비용을 적용한 결과 ATES 시스템의 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 6.62년으로 나타났다. 특히, 본 연구에서는 ATES 시스템이 국내 최초로 적용됨에 따라 스크린 등의 부품을 다소 고가의 제품으로 시스템에 적용하였으므로 ATES 시스템의 신뢰성과 안정성이 확보되면 초기 투자비 감소가 가능할 것으로 예상되며, 기존 시스템 대비 투자회수 기간은 더욱 감소될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권3호
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• pp.183-193
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• 2012

에너지분석모형인 LEAP을 활용하여 국내 대학을 대상으로 에너지 사용 및 온실가스 배출 현황과 감축 잠재량을 분석하였다. 대학의 온실가스 감축 잠재량 산정을 위해 먼저 에너지 사용을 용도별로 구분하고, 용도별 저감 방법을 제시하여 LEAP 모형을 통해 2020년까지의 감축 잠재량을 산정하였다. 온실가스 감축 잠재량 예측을 위한 시나리오는 총 4개로, 추가적인 에너지 감축 활동이 없을 때의 에너지 수요량을 예측한 기준 시나리오와 LED로의 조명 교체, 고효율 기기로의 교체를 통한 에너지 저감 시나리오, 두 가지를 모두 시행한 통합 시나리오로 구성하였다. 시나리오에 따른 결과로는 통합 시나리오를 통해 2020년 온실가스 배출량이 $14,916tCO_2eq$로 2010년 대비 43.7% 증가하는 데 그치는 것을 확인할 수 있었다. 즉, S대학교의 온실가스 배출량은 에너지 사용 저감 노력으로 기준 시나리오 대비 약 23.7%의 온실가스 배출량을 줄일 수 있었다. 또한 전자제품의 효율 향상 연구를 통해 더 많은 에너지 절감 효과를 확인하였다. 이와 함께 대학 구성원들의 의식 변화 및 직접적인 에너지 절약 실천이 이루어진다면 그 효과를 극대화 시킬 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.175-175
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• 2012

플라즈마를 이용하는 공정은 평판 디스플레이와 박막 트렌지스터, LCD 같은 반도체 산업에 널리 사용되고 있다. 최근 이와 같은 산업을 위한 공정은 마이크로 단위 이하에서 진행되고 있으며, 그 크기가 작아질수록 공정을 위한 비용은 증가하게 되었다. 따라서 제품의 대량생산 및 원가절감을 위해 웨이퍼의 대구경화가 진행되었고, 그런 대구경의 웨이퍼을 생산하기 위한 대면적 플라즈마 소스 개발 역시도 필요하게 되었다. 그리고 2014년에는 450 mm 크기의 웨이퍼가 사용될 것으로 예상되고 있다. 450 mm 대구경 웨이퍼용 유도결합플라자마 장치를 이용하여 플라즈마의 특성을 Langmuir probe를 사용하여 측정하였다. 플라즈마를 방전시키는 안테나의 형태는 spiral 형태의 안테나를 사용하였고, 이중주파수를 사용하기 위해 spiral 형태의 안테나를 두개로 나누어 안쪽의 안테나에는 2 Mhz를 바깥쪽의 안테나에는 13.56 Mhz를 인가하였다. 공정 압력은 10 mTorr로 유지하고 안쪽의 2 Mhz 안테나에는 100~800 W까지 변화시키고 바깥쪽의 13.56 Mhz 안테나에는 100~1,000 W까지 변화시켜 그 때의 플라즈마의 특성을 분석해 보았다. Langmuir probe를 이용하여 방전된 플라즈마를 관찰한 결과, 기판 위에서의 플라즈마 균일도가 4~23%가 되는 것을 확인 할 수 있었다. 13.56 Mhz의 인가되는 파워를 고정 시키고 2 Mhz만을 변화시켰을 경우 2 Mhz의 파워를 400 W까지 증가시켰을 때는 플라즈마의 밀도가 서서히 증가하였으나 400 W 이상에서는 밀도가 크게 증가하는 것을 볼 수 있었다. 하지만 플라즈마의 온도와 potential의 경우 밀도와는 반대로 2 Mhz에 인가되는 파워가 증가 될수록 감소하는 경향을 보였다. 위의 실험을 통해 우리는 전자에너지분포함수(EEDFs)를 얻을 수 있었고, 그 안에서 낮은 주파수(2 Mhz)를 이용하여 낮은 에너지를 가진 전자의 밀도를 조절할 수 있다는 것과 높은 주파수(13.56 Mhz)에 인가된 파워가 증가함에 따라 높은 에너지를 얻을 수 있다는 결과를 확인 할 수 있었다.