• Composites Research
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• v.37 no.4
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• pp.337-342
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• 2024

Thermosetting composite materials are applied in mobility and structural applications due to their high mechanical strength and thermal properties. Nevertheless, these materials are difficult to recycle or reprocess. Therefore, research is currently underway to introduce vitrimer as a solution to this challenge. In this study, to enable reprocessing and self-healing of structural epoxy, an epoxy containing disulfide bonds was synthesized and added. The addition of disulfide epoxy resulted in a decrease in tensile strength and Young's modulus, but an increase in tensile strain. Analysis of the fracture surface after tensile testing revealed that the addition of disulfide epoxy imparted characteristics of ductile materials. This is attributed to the structure of disulfide epoxy, which primarily involves alkyl chains and bond exchange occurring at the disulfide bonds. It was confirmed that the addition of disulfide epoxy enables self-healing through reprocessing. While reprocessing was not possible with disulfide epoxy content below 17 wt%, it was feasible up to four times with content above 0.25 wt%. This study is expected to contribute to extending the lifespan of structural composites and enhancing recycling possibilities through reprocessing.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.329-331
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• 2006

연료전지용으로 많이 사용되는 전불소계 고분자인 Nafion은 좋은 기계적, 화학적 안정성 및 높은 이온전도도에도 불구하고 고가의 생산단가, 높은 메탄올 투과도, 그리고 MEA 재활용 문제 등으로 인해 상업적 응용에 제한이 있다. 본 연구는 불소그룹을 함유한 술폰화된 아릴렌이서계 블록 공중합체 고분자 전해질막의 제조 및 연료전지 특성에 관한 것이다. 이러한 고분자를 제조하기 위하여 양말단에 불소계 비닐기를 가지면서, 상온에서 술폰화 가능한 biphenyl계 단량체와 술폰화가 불가능한 sulfonyl계 단량체를 각각 합성하였으며, 이들로부터 다양한 몰조성과 분자량을 갖는 올리고머를 포함한 일련의 perfluorocyclobutane기를 포함하는 블록 공중합체를 열적 고리화 부가중합을 사용하여 합성하였다. 제조된 블록 공중합체를 상온에서 술폰화제인 chlorosulfonic acid를 이용하여 선택적으로 후술폰화시켜 강산 이온기인 sulfonic acid를 블록 올리고머에 도입하였다. 합성된 고분자들의 연료전지 특성을 Nafion-115와 비교하였다. 술폰화가 되는 올리고머 블록의 비율 증가에 따라 이온교환능력이 증가하였고, 그에 따라 높은 함수율과 이온 전도도를 나타내었으며 건조 및 습윤 상태에서도 기계적 강도가 우수하였다. 최적화된 블록공중합체를 대상으로 MEA를 제조하여 연료전지 초기성능을 측정한 결과 Nafion과 유사한 전기화학적 성능을 나타내었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.385.2-385.2
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• 2014

그래핀은 전기적, 광학적, 역학적, 열적 특성 등이 아주 좋은 소재이다. Thermal Chemical Vapor Deposition (T-CVD) 장비를 이용 저 진공, 고온에서 CH4과 H2를 가스를 사용하여 그래핀을 합성을 하였다. 그래핀은 탄소만으로 이루어진 2차원 층상구조를 가지고 있다. 촉매 금속 위에서 합성이 이루어지기에 합성된 그래핀을 바로 다른 응용하기에는 어려움이 따른다. 따라서 촉매 금속에서 그래핀을 분리하여 원하는 곳으로 옮기는 과정이 필요한데, 이를 전사공정이라 한다. 최근 전기분해를 이용하여 발생되는 수소 버블을 사용하여 그래핀을 촉매로 사용되는 금속으로부터 분리해내는 Electrochemical Delamination(ED) 전사방식이 소개가 되었다. 이러한 전사 방식의 장점은 촉매기판을 제거하지 않음으로써, 다시 재활용이 가능하고, 공정에 필요한 시간이 짧다. 또한 표면에서 직접적으로 분리하는 방식이기에 촉매 금속의 양면을 사용이 가능하다. 이러한 ED방식의 장점이 있기에 공정의 최적 조건을 잡기 위하여 변수들을 바꾸어가면서 실험을 하였다. 전사된 그래핀은 표면을 광학현미경으로 확인하였고, 라만 분광기를 사용하여 라만 스펙트럼과 기본적인 전기특성을 확인하여 특성을 평가하면서, 기존의 전사방식을 사용한 그래핀 샘플과 비교분석 하였다.

• Resources Recycling
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• v.13 no.1
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• pp.3-13
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• 2004

The use of biomass has attracted extensive attention from the beginning of civilization. However, intensive researches on the biomass from the view point of the development of alternative energy have been carried out just recently. Fast pyrolysis, as a tool for the utilization of the biomass as the secondary energy source has drawn great attentions due to high applicability for the production of several valuable materials from biomass. This review paper focuses on the recent developments of pyrolysis process and reports the characteristics of bio-oil, which is the main product of fast pyrolysis of biomass.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.7 no.4
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• pp.229-236
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• 2009

There are two types of spent fuels generated from nuclear power plants, CANDU type and PWR type. PWR spent fuels which include a lot of reusable material can be considered to be recycled. CANDU spent fuels are considered to directly disposed in deep geological formation, since they have little reusable material. In this study, based on the Korean Reference spent fuel disposal System(KRS) which is to dispose both PWR and CANDU spent fuels, the more effective CANDU spent fuel disposal systems have been developed. To do this, the disposal canister has been modified to hold the storage basket which can load 60 spent fuel bundles. From these modified disposal canisters, the disposal systems to meet the thermal requirement for which the temperature of the buffer materials should not be over $100^{\circ}C$ have been proposed. These new disposals have made it possible to introduce the concept of long tenn storage and retrievabililty and that of the two-layered disposal canister emplacement in one disposal hole. These disposal concepts have been compared and analyzed with the KRS CANDU spent fuel disposal system in terms of disposal effectiveness. New CANDU spent fuel disposal concepts obtained in this study seem to improve thermal effectiveness, U-density, disposal area, excavation volume, and closure material volume up to 30 - 40 %.

• Resources Recycling
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• v.12 no.5
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• pp.29-35
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• 2003

$\beta$-Sialon is synthesized by carbo-thermal reduction and nitriding (CTRN) method, using the Fly ash from power plant. $\beta$-Siaion is synthesized at $1,450^{\circ}C$ for 10 hours, and sintered at $1,550 ^{\circ}C$ for 3 hours in nitrogen atmosphere. The XRD analytical results show that the sintered $\beta$-Sialon contains $SiO_2$ and $FeSi_{x}$ of inter-metallic compound. The sintered $\beta$-Sialon is stable against the oxidation at the temperature of 1,31$0^{\circ}C$ for 20 hours. The weight of the sample increases rapidly by oxidation reaction at $1,360^{\circ}C$. The oxide scale is consisted with mullite phase when it is oxidized at the temperature of $1,360 ^{\circ}C$ for 10 hours.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.11 no.10
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• pp.15-24
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• 2010

In the case of underground power utilities pipe such as circular pipe, the most difficult problem is low compaction efficiency of the bottom of pipe inducing the failure of utilities. To overcome this problem, various studies have been performed and one of these is CLSM(Controlled Low Strength Materials) accelerated flow ability. But underground power utilities pipe backfill materials is also needed to have good thermal property that can dissipate the heat as rapidly as it is generated. So, in this study, we performed thermal resistancy test for various materials such as sand, weathered soil, clay and mixed soil to analyze the thermal characteristics of CLSM(Controlled Low Strength Materials) with accelerated flow ability for various conditions(water content, unit weight, void ratio, curing time) and to evaluate the applicability for backfill material of underground power utilities pipe. The test results of 16 specimens for thermal resistancy test showed good thermal property that maintained below $85^{\circ}C\;cm/W$.

• Composites Research
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• v.37 no.2
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• pp.115-125
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• 2024

As global issues and interest in the environment increase, the transition to eco-friendly materials is accelerating in the automobile industry. In the automotive industry, eco-friendly composite materials are mainly used in various interior and exterior components, reducing the reliance on traditional petroleum-based materials. In particular, natural fiber composites help reduce fuel consumption and greenhouse gas emissions by making vehicles lighter. Additionally, they boast superior thermal properties and durability compared to non-recyclable composite materials, making them suitable for automotive interior parts. Furthermore, reduced production costs and sustainability are key advantages of natural fiber composites. The eco-friendly composites market is expected to grow to $86.43 billion at a CAGR of 15.3% from 2022 to 2030, and the natural fiber composites market is predicted to grow at a CAGR of 5.3% from 2023 to 2028 to $424 million. In this review paper, we explore research trends in nextgeneration natural fiber composite materials for automobiles and their application in the actual automobile industry.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.04a
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• pp.116-116
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• 2013

마그네슘은 스마트폰, 전자기기 케이스, 내화벽돌과 아크용접봉 제조시의 첨가물 등으로 사용되고 있는데, 최근에는 재활용을 위한 마그네슘 용해로를 취급하거나 가공하는 사업장이 증가하고 있어 사고위험성이 높아지고 있다. 금속분을 취급하는 사업장에서의 금속분진은 저장이나 축적 등과 같이 주로 퇴적물로서 존재한다. 퇴적분진의 발화온도는 퇴적물 형상과 두께, 입경, 분위기 가스의 유속, 산소농도, 부유분진의 농도, 퇴적밀도, 수분 등의 많은 영향인자가 관여하기 때문에 이론적 예측이 힘들고 실험적인 측정에 의존할 수 밖에 없는 것이 현실이다. 본 연구에서는 연소성이 높고 화재폭발사고사례가 많은 마그네슘(Mg) 분진을 사용하여 승온속도 변화에 따른 열분해특성을 조사하였다. 퇴적분진의 열적특성을 조사하기 위하여 METTLER TOLEDO의 TGA/DSC1를 사용하였으며, Mg 시료의 평균입경은 38, $142{\mu}m$이다. 입경 $38{\mu}m$의 Mg 시료의 열중량분석 결과, 중량증가는 $400{\sim}500^{\circ}C$의 범위에서 시작되며 $550^{\circ}C$에서 급격하게 중량이 증가하고 있으며, 증량증가개시온도(Temperature of weight gain)는 $460^{\circ}C$에서 시작하여 $900{\sim}950^{\circ}C$ 범위에서 중량 증가 포화값에 도달하였다. 입경 $142{\mu}m$의 Mg에 대하여 공기중 승온속도를 5, 10, $20^{\circ}C/min$으로 변화시키면서 실온에서 $900^{\circ}C$까지 가열 시키는 경우의 시료의 중량 변화에 따른 열분해 특성은 승온속도가 증가할수록 2단계의 S자 곡선은 완만하게 상승을 나타내며 중량증가개시온도가 높아지는 경향을 보이고 있다. 중량증가개시온도가 승온속도에 따라 변화하는 결과를 나타내고는 있지만, 시료량의 증가에 따른 영향을 열중량분석 실험방법의 제약으로 인하여 확인할 수 가 없었다. 그러나 만일 시료량이 크게 증가하는 경우에는 동일한 승온조건에서 중량증가 개시온도는 낮아질 가능성이 있다. 중량증가는 시료의 산화반응에 의한 것이므로 시료량의 증가는 시료 내부에의 열의 축적을 용이하게 하여 보다 낮은 온도에서도 산화반응이 충분히 일어나는 조건이 형성되기 때문이다. 승온속도가 증가할수록 산화 반응한 괴상형태의 연소입자가 크게 증가하고 있는 것을 알 수 있다. 승온속도에 따른 중량개시온도 곡선을 보면 [그림 24]와 같으며 승온속도 5, 10, $20^{\circ}C/min$의 증가에 따라 중량개시온도는 각각 490, 510, $530^{\circ}C$가 얻어졌으며 승온속도의 증가에 따라 중량개시온도가 증가하는 경향을 보이고 있다.

• Journal of the Mineralogical Society of Korea
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• v.15 no.4
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• pp.315-327
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• 2002

Al-pillared clay was synthesized by constructing pillars of aluminum oxides at the interlayer of montmorillonite in bentonite. XRD, DTA and chemical analyses of Al-pillared clay were performed to examine mineralogical properties. Batch adsorption experiments were also conducted to determine the adsorption properties of this synthesized clay for phosphate ions. XRD analyses showed that the interlayer space of Al-pillared clay expanded to 18.03 $\AA$ at room temperature and shifted to $17 \AA$ after heating to $550^{\circ}C$. A small change in interlayer space after heating indicates high thermal stability. The interlayer expansion by glycerol was also very small. From DTA analyses, pillared clay showed the characteristic endothermic peaks at 270 and $420^{\circ}C$ , which might be caused by dehydration in framework of pillars between interlayers. Adsorption experiment revealed that Al-pillared clay had an excellent adsorption capacity to the phosphate ions, whereas montmorillonite had very low adsorption capacity to phosphate ions. In phosphate solution concentration up to 300 mg/L, 2 g of pillared clay could uptake almost 100% of phosphate ions from 20 mL of solution. After heat treatment of the phosphate adsorbed pillared clay at 50$0^{\circ}C$ to remove phosphate, the calcined pillared clay could adsorb phosphate ions with a little decreased adsorption efficiency. This fact indicates that Al-pillared clay can be recycled for the adsorption of phosphate ions.