• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.19 no.2
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• pp.45-49
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• 2016

In order to mitigate oxidative degradation of polymer membrane during fuel cell operation, an organic radical quencher was introduced. Rutin was selected as a radical quencher and mixed with sulfonated poly(arylene ether sulfone) to prepare composite membrane. Physicochemical properties of the composite membranes such as water uptake and proton conductivity were characterized. Hydrogen peroxide exposure experiment, which can mimic accelerated oxidative stability test during fuel cell operation, was adopted to evaluate the oxidative stability of the membranes. The composite membranes containing Rutin showed similar proton conductivity and enhanced oxidative stability compared to pristine ones.

• Cement Symposium
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• no.29
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• pp.245-252
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• 2002

소성 영역(Sintering zone)에서 클링커(Clinker)의 형상 형성은 시멘트 생산 공정에서 가장 중요한 생산 공정중의 하나이다. 소성공정의 진단 및 최적 제어의 핵심은 써모그래프(Thermo graph), 즉 적외선 카메라를 이용한 온도 분포의 측정이다. 여기에서 다룰 ''PIT Indicator'' 시스템은 분진이 많은 열악한 산업 현장의 연소 시스템에 적용할 수 있도록 특별히 설계한 공냉식의 2개 채널을 가진 광학 장비에 기초하고 있다. 비디오 영상과 써모그래프 이미지 그리고 다양한 연소 특성이 카메라를 통하여 얻어지고 자기 학습 기능을 가진 소프트웨어에서 기록되고 분석된다. 이때 얻은 데이터는 수학적 모델에서 온라인으로 Free Lime 함유율을 예측하는데 이용된다. 열분포의 써모그래프 표시와 공정상의 다양한 운전 특성을 분석하여 주는 ''PIT Indicator'' 소프트웨어를 통하여 다른 공정 제어 시스템과 연결이 가능하다. 이와 같은 하드웨어와 소프트웨어를 이용하여 최적화가 필요한 여러요소들의 최적화를 동시에 그리고 온라인으로 수행할 수가 있다. Free Lime 함유율의 연속적인 온라인 연산을 통해 생산 설비 및 공정에 맞는 최소한의 에너지를 Kiln 에 공급함으로써 근본적으로 1차 연료의 절감이 가능하고 NOx와 같은 유해 가스의 배출량도 제어할 수 있다. 또한 별도로 NOx에 대한 모델을 개발하여 NOx를 정확하게 예측하는 것도 가능하다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.38 no.9
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• pp.1064-1069
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• 2014

The use of emulsified fuel and EGR (Exhaust gas recirculation) system are effective methods to reduce NOx emission from diesel engines. In general, it is considered that EGR method influences diesel engine combustion in three different ways: thermal, chemical and dilution effect. Among others, the thermal effect is related to the increase of specific heat capacity due to the presence of $CO_2$ and $H_2O$ in inlet air. Meanwhile, emulsified fuel method of utilizing latent heat of vaporization and miro-explosion has been recognized as an effective technique for reducing diesel engine emissions. In this paper, an author studied on combustion and emission characteristics by using emulsified fuel (EF, Light oil : 80% + Water : 20%) and EGR (30% EGR ratio) system. And the effect of fuel injection pattern control was investigated.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.20 no.2
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• pp.20-23
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• 2012

본 연구는 유기성폐기물을 처리하고 그것을 이용하여 고체연료 또는 퇴비를 생산하는 종합시스템에 관한 것이다. 유기성폐기물은 90% 전후의 높은 함수율을 나타내고 있기 때문에 처리에 중점을 두어야 할 부분이 수분 처리 방법이다. 따라서 기존의 처리방법으로는 고액분리하여 처리 후 하천에 방류하는 시스템에 의해 처리되고 있다. 하지만 본 연구에서는 기술개발의 차별화 및 선행기술의 회피 전략을 위해, 유기성폐기물의 수분을 건조시키는 방법으로 미생물이 유기성폐기물의 유기물을 분해하여 발생 되는 $80^{\circ}C$ 이상의 열에너지에 의해 수분을 제거하는 발열반응을 적용하여 수분을 제거하는 무방류시스 템이다. 뿐만 아니라 고체연료의 발열량을 높이기 위해서 무연탄, 코크스, 기름 등의 열량보조제를 첨 가하는 대신에 유기성폐기물을 첨가 한 후 적당한 발열반응 및 건조시켜 고체연료를 제조하는 방법으 로 4,000kcal/kg 이상의 높은 발열량을 얻을 수 있으며 불완전연소 등에 의한 2차 오염을 방지할 수 있는 기술이다. 따라서 친환경 미생물 발열반응에 의해 유기성폐기물을 저렴한 비용으로 액상 및 고상 을 동시에 처리 할 수 있으며, 고체연료를 제조할 수 있는 새로운 신기술이다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.34 no.12
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• pp.1121-1126
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• 2010

This study is to investigate the effects of aromatics and T90 for low cetane number (CN) fuels on combustion and exhaust emissions in low-temperature diesel combustion. We use a 1.9-L common rail direct injection diesel engine at 1500 rpm and 2.6 bar BMEP. Low temperature diesel combustion was achieved via a high external EGR rate and strategic injection control. The tested fuels four sets: the aromatic content was 20% (A20) or 45% (A45) and the T90 temperature was $270^{\circ}C$ (T270) or $340^{\circ}C$ (T340) with CN 30. Given the engine operating conditions, the T90 was the stronger factor on the ignition delay time, resulting in a longer ignition delay time for higher T90 fuels. All the fuels produced nearly zero PM because of the extension of the ignition delay time induced by the low cetane number. The aromatic content was the main factor that affected the NOx and the NOx increased with the aromatic content.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

석탄가스화로부터 얻어진 합성가스는 CO, $H_2$가 주성분으로, 그 자체를 연료로 사용하여 발전을 하거나 또는 적절한 정제, 분리 및 합성을 통해 다양한 원료물질을 생산할 수 있다. 이러한 석탄의 청정 사용 기술은 최근의 에너지 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있는 고유가 현상 및 석유자원 고갈에 대비할 수 있는 현실적인 방법의 하나로 여겨지고 있다. 석유를 대체할 에너지원으로서 석탄을 이용하는 다양한 응용 방법 중의 하나로 가스화 반응을 통해 발생하는 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정을 들 수 있는데, 이는 석탄 등의 고체 시료를 이용하여 메탄이 주성분인 연료가스를 생산하는 것이다. SNG(Synthesis Natural Gas 또는Substitute Natural Gas)는 합성천연가스 또는 대체천연가스로 불리어지는데 주로 석탄의 가스화를 통해 얻어진 합성가스(syngas 또는 synthesis gas)인 CO, $H_2$를 촉매에 의한 합성반응을 통해 얻을 수 있다. SNG 합성 반응(메탄화 반응)은 보통 수성가스 전환 공정과 가스 정제 공정을 거친 합성가스를 $CH_4$로 전환하는 것으로 석탄을 이용한 SNG 제조 공정에서 가장 핵심 공정인 메탄화 반응은 높은 발열반응으로 주로 니켈 촉매를 사용하며 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 반응이 이루어진다. SNG 합성 반응은 공급되는 합성가스의 조성($H_2$/CO 비), 공급되는 합성가스의 유량과 반응기에 충진된 촉매의 부피와의 관계를 나타낸 공간속도, 반응온도 등의 조건에 따라 반응 특성이 달라질 수 있다. 가스화 반응을 통해 생성되는 합성가스를 이용한 SNG 합성반응(메탄화 반응)의 특성을 파악하기 위하여 Lab-scale 규모의 고정층 반응기를 이용하여 Ni 함량이 다른 2종류의 촉매를 대상으로 반응온도 및 압력에 따른 CO 전환율, $CH_4$ 선택도, $CH_4$ 생산성 변화를 파악하였다. 실험 결과 반응기의 온도가 350도 이상의 조건에서 CO 전환율은 99.8%이상, $CH_4$ 선택도는 90.7%이상으로 나타났으며, 공간속도가 2,000 1/h 이상의 조건에서는 $CH_4$ 생산성이 500 ml/g-cat, h을 만족하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.175.1-175.1
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• 2011

우드칩을 포함하는 화석연료대비 발열량이 낮은 바이오매스를 가스화를 통하여 활용하는 경우 타르 및 수트를 포함하는 저열량의 합성가스가 생성된다. 이러한 합성가스를 엔진을 통한 발전, 스팀, 수소 및 화학제품 생산으로 활용하기 위해서는 고효율의 타르 정제 및 제거가 필수적이다. 특히 착화가 어렵고 연소온도 및 연소율이 낮으며, 화염구간이 좁은 저열량의 합성가스를 이용하여 스팀을 생산하기 위해서는 많은 문제점으로 인하여 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 하향류식 가스화기를 이용하여 우드칩을 연료로 합성가스를 제조하였으며, 합성가스에 포함되어 있는 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 특히 고효율 타르의 제거를 위하여 두 종류의 산화촉매를 이용한 합성가스 내 타르의 제거 연구를 수행하였다. Ru 촉매를 이용하는 경우 합성가스 내 타르의 농도를 100ppb 정도까지 저감이 가능하였다. 정제된 합성가스는 유류 혼소 버너를 통하여 보일러 연소실에서 혼합연소되어 30만kcal/h의 열을 공급함으로써 스팀을 생산 하였으며, 생성된 스팀은 블록 건조 시설에서 이용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.37 no.6
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• pp.607-614
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• 2013

Nowadays, automotive manufacturers have developed various technologies to improve fuel economy and reduce harmful emissions. The ultra-lean direct injection engine is a promising technology because it has the advantage of improving thermal efficiency through the deliberate control of fuel and ignition. This study aims to investigate the development of a spray-guided-type lean-burn LPG direct injection engine through the redesign of the combustion system. This engine uses a central-injection-type cylinder head in which the injector is installed adjacent to the spark plug. Fuel consumption and combustion stability were estimated depending on the ignition timing and injection timing at various air-fuel ratios. The optimal injection timing and ignition timing were based on the best fuel consumption and combustion stability.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1996.05a
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• pp.205-212
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• 1996

국내 1000 MWe급 발전소인 영광 3,4호기는 현재 표준주기 (12개월 주기)로 운전되고 있으나 향후 18개월 장주기 운전을 계획하고 있다. 본 연구에서는 영광 3,4호기의 교체노심을 대상으로 표준주기와 장주기에 대한 장기 핵연료관리계획을 수립하고 이들 평형노심에 대하여 핵연료주기비와 발전원가를 중심으로 경제성 분석을 수행하여 상호 비교하였다. 18개월 장주기로 운전할 경우 표준주기에 비하여 핵연료주기비는 약 7% 증가하나 약 4%의 발전소 이용율 향상에 따라 고정비가 약 5% 절감되어 총 발전원가를 약 4% (연간 약 99 억원) 절감할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 선형반응도 모델을 이용하여 핵연료 이용도(Fuel Utilization Curve)를 만들어 발전원가에 영향을 미치는 교체 신연료의 다발수, 농축도, 주기길이, 발전소 평균 부하율 및 재장전 보수기간의 변화에 따른 발전원가의 민감도 분석을 수행하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.158-158
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• 2016

최근 화석연료의 고갈과 환경 보전 및 에너지 절약에 대한 관심이 높아짐에 따라 화석연료의 소비를 최소화하고 실내조건을 쾌적하게 유지하려는 연구가 진행되고 있다. 국내의 경우 전체 에너지 소비의 30%이상을 차지하고 있는 건물부문에서의 에너지 소비를 줄이기 위한 활발한 연구가 진행되고 있으며 이에 따른 에너지절약 소재개발이 활발하게 진행되고 있다. 1975년 이후 여러 차례에 걸친 단열강화 조치를 통해 건물에서의 에너지 소모를 줄이고 있었으나 건물의 외벽에 대한 사항으로 한정되어있었고, 또한 건물의 창 면적이 증가함에 따라 창을 통한 열손실량과 열획득량이 더욱 증가하게 되었다. 이러한 문제를 해결하기 위해 열반사유리에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. 열반사유리는 근적외선(열선)영역의 빛을 반사시켜 실내의 열손실량 및 외부에서의 열획득량을 감소시켜 에너지의 소비를 줄일 수 있는 유리을 말한다. 이러한 열반사유리은 fresnel 방정식을 통해 빛의 파장대에 따른 반사율 및 투과도를 예측할 수 있는데, 다층박막구조인 Oxide-Metal-Oxide(OMO)구조는 Oxide의 높은 굴절률과 Metal의 낮은 굴절률을 통해 가시광영역대의 높은 투과도와 근적외선 영역의 높은 반사율을 얻을 수 있다. 또한 Metal층을 삽입함으로서 flexible한 코팅이 가능하고, 높은 carrier density와 mobility로 표면 플라즈몬 공명을 통해 특정 파장대의 반사율을 높일 수 있으므로 많은 연구가 진행되고 있다. $TiO_2$는 고굴절률 및 낮은 광흡수성의 특성을 가지는 산화물반도체로 기존의 $In_2O_3$계 산화물에 비해 값이 싸고 높은 안정성과 광촉매특성을 보이므로 외부에 노출된 환경에 적합한 재료이다. Ag는 저굴절률과 낮은 광흡수성을 가지는 재료로 금속층에 적합하다. 본 연구에서는 fresnel 방정식을 통해 반사도 및 투과도를 예측하고 마그네트론 스퍼터링법으로 다층박막을 열선인 적외선 영역에서의 반사율 및 반사 효율을 평가하였다. Index-matching 시뮬레이션을 통해 $TiO_2/Ag/TiO_2$ 다층박막의 투과도와 반사도를 이론적으로 검토하였다. 시뮬레이션 프로그램은 Macleod프로그램을 이용하였고 재료 각각의 굴절률은 Ellipsometry를 이용하여 측정하였다. 두께 40 nm 와 8 ~ 16 nm를 가지는 $TiO_2$층과 Ag층을 각각 RF/DC 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Glass기판 위에 증착하였다. 직경 3 in 의 $TiO_2$, Ag 소결체 타깃을 이용하였고 스퍼터링 파워는 각각 200 W, 50 W로 설정하였고, 스퍼터링 가스는 Ar가스의 유량을 20 sccm으로 설정하였다. 작업압력은 모두 1 Pa로 설정하였고 타깃 표면의 불순물 및 이물질 제거를 위해 Pre-sputtering을 10분 진행하였다. 박막의 두께는 reflectometer와 Alphastep을 이용하여 측정하였고 Hall effect measurement를 이용하여 비저항, carrier density, mobility등 전기적 특성을 측정하였다. 또한 UV-VIS spectrometer와 USPM-RU-W NIR Micro-Spectrophotometer를 통해 광학적 특성을 측정하였고 계산 값과 비교분석하였다. 또한 열반사 특성을 평가하기 위해 직접 set-up한 장비를 이용하였다. 단열 박스에 샘플을 장착해 적외선 램프를 조사하였을 때의 열 반사효율을 평가하였고, IR Camera를 이용하여 단열 박스 내부의 온도 변화를 관찰하였다.