• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.126-132
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• 2022

암모니아 및 하이드라진 등의 액체연료를 사용하는 알칼라인 연료전지는 높은 에너지 밀도, 저장 및 운송의 용이성, 경제성 등의 장점으로 청정 및 재생 에너지 솔루션으로 각광받고 있다. 하지만 환원극에서 플러딩, 연료 크로스오버 현상, 부반응생성물, 연료 안정성 및 독성 등의 문제들이 여전히 이슈가 되고 있다. 이 중 효율적인 에너지 생산을 위해 산화극에서 산화되어야 하는 연료의 손실을 사전에 감지할 수 있는 연료 모니터링 시스템의 개발은 알칼라인 연료를 사용하는 연료 전지의 성능 향상에 큰 도움을 줄 것으로 사료된다. 하이드라진 및 암모니아의 농도를 실시간으로 측정 가능한 센싱 플랫폼이 다수 개발되어왔으며, 이 중 높은 선택성 및 민감도, 신속한 실시간 모니터링, 플랫폼의 휴대화 등의 장점을 갖는 전기화학적 센서 개발 연구 분야의 최신 동향에 대해 소개하고자 한다. 특히 센서의 감도 및 선택성 증대를 위해 다양한 금속성, 금속산화물 나노소재 및 하이브리드 나노소재를 접목하는 연구 방향에 대해 중점적으로 소개하고자 한다.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권6호
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• pp.1-8
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• 2023

기후변화 대응을 위하여, 항공 분야를 포함한 운송 분야에서 국제온실가스 감축제도 도입 추진 및 대체 에너지 개발 등 환경문제에 대한 연구개발이 활발하다. 그 중 무탄소 에너지원으로 주목받는 암모니아 연료에 대한 관심이 증대되고 있다. 암모니아는 액화 및 운반이 용이하며, 메탄올과 비슷한 에너지 밀도 등의 장점이 있다. 그러나 폭발성 및 독성으로 취급성이 어렵다. 본 연구에서는 암모니아에 비해 취급이 용이한 요소수에 고온의 수분으로 열분해와 가수분해 반응을 유도하여 안정적인 암모니아 발생을 시도하고자 하였다. 암모니아 가수분해 촉진을 위해 고온의 증기를 이용하였고 이론 당량비 미만의 암모니아 발생원인 규명을 하고자 했다. 기체분자운동론에 기인하여 가수분해 촉진을 위한 충분한 충돌빈도가 이루어지지 않았다는 가설을 수립했다. 수분 공급량 변화를 통해 미반응 이소시안산의 가수분해 여부를 실험하였고 암모니아 발생량이 증가함을 확인하였다. 일정 구간동안 암모니아 발생량 증가는 증기 온도, 수분공급유량에 종속됨을 알 수 있었다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.393-398
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• 2005

부유된 광물성 미립자는 강, 저수지 그리고 호수의 유속 및 운송력이 감소하는 곳에서 침전되며, 다른 중금속들에 의해 오염된다. 그 실예들이 퇴적물의 준설, 수질오염, 운하 및 수공구조물의 유지관리의 문제이다. 이런 침전 문제들을 다루기 위해선 물에 녹아있는 이온(NaOH, HCl, NaCl)의 첨가 및 밀도의 변화 아래 점착성 퇴적물의 물리-화학적인 특성의 이해가 필요하다. 왜냐하면 미립자인 점착성 퇴적물은 물리-화학적인 영향 때문에 쉽게 응집현상이 일어나며, 다른 특성을 갖게 되기 때문이다. 본 실험은 광물성 미립자(alumina 와 Quartz)를 가지고 담수 및 염분을 함유한 침강수주 안에서 실시되었다. 정수 중에 부유된 미립자의 침강속도는 압력센서(최대 10 mbar)로 측정되었다. 초기 농도 20,000 mg/l)까지 quartz의 침강 속도는 증가하였으며, 그 후 감소하였다. Quartz의 침강 속도는 산성에서 강한 응집현상 때문에 증가하였으며 알칼리성에서는 낮게 측정되었다. 그러나 alumina의 침강 속도는 그 정반대의 현상을 보였다.

• 한국항행학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.444-449
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• 2020

본 연구에서는 구조가 간단하고 소형화 제작이 용이한 소형보행 로봇용 구동원을 제안한다. 두 개의 직교방향 모멘트를 핀조인트 구조의 다리에서 회전벡터로 변환하여 이동표면에 타원궤적이 발생하도록 설계하였고, 다른 구동원 대비 효율성과 에너지 밀도가 높은 압전 세라믹을 활용하여 압전벤더 액츄에어터를 제작하였다. 또한 사용된 압전 벤더 액츄에이터는 유한요소해석을 통한 자체 무게대비 최대의 출력을 낼 수 있도록 재질 및 형상을 최적화하였다. 두 개의 다리로 구성된 단위 액츄에이터는 모듈화 되어 여러 개의 액츄에이터로 결합이 가능하고 매운 빠른 속도로 이동 및 거친 지형에서도 운용이 가능하다. 실험결과로 T자형 로봇 액츄에이터의 다양한 속도 (2 mm/sec.에서 266 mm/sec까지)와 운송능력(최대 10 g에서 50 mm/s까지)을 확인 하였다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.785-788
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• 2008

선박의 안전성을 유지하기 위하여 사용하는 밸러스트는 그 용적에 의해 적재 능력이 감소되는 문제점을 가지고 있다. 이를 해결하기 위해 선박의 밸러스트에 고중량 콘크리트를 적용하여 연구를 진행하였다. 고중량 콘크리트 제조에는 자철광, 갈철광 등 밀도가 큰 골재를 사용하는 것이 일반적이나 이러한 골재는 수급이 어렵고 고가인 단점을 가지고 있다. 이에 본 연구에서는 고중량이며 수급이 용이한 폐분철을 이용하여 고중량 밸러스트 콘크리트의 품질특성 및 주의사항을 검토하여 현장적용 타당성을 검증하고자 하였다. 고중량 밸러스트 콘크리트는 현장 특성상 압축강도의 요구치는 없으나, 밸러스트 탱크의 밀실한 채움을 위해 고유동 및 2700kg/m$^3$이상의 단위용적질량이 요구된다. 예비 실험을 통해 설계된 현장배합의 온도균열지수는 균열을 제한할 수 있는 수준으로 나타났으며, 복합부식실험 결과 염화물에 대한 저항성 측면에서 우수한 성능을 보였다. 이러한 결과로 폐분철을 이용한 고중량 콘크리트를 밸러스트의 제조 및 시공이 가능한 것으로 나타났으며, 적재 능력이 증가함으로 선박운송에 큰 도움이 될 것으로 판단된다.

• 디지털융복합연구
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• 제14권8호
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• pp.479-485
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• 2016

2007년에 시행된 런던 템즈 게이트웨이 광역 재생사업은 런던동부 켄트 에섹스로 연결된 템즈강 하류 구역을 배경으로 기후변화 인구밀도 주거문제 녹지조성 지역 불균형 교통문제 등을 해결하기 위해 추진한 사업이다. 사업 운영에 있어서 총 16개의 사업지구 분할과 시행기관선정으로 자치성 부여와 지자체 연계를 충실히 수행하였으며, 개발과 보존의 가치를 균형 있게 추진한 성공적인 수변공간 재생사례로 평가된다. 본 연구는 자연성 토지이용 접근성 도시경관을 골자로 한 2015년 한강변 관리 기본계획과 런던 템즈 게이트웨이 광역 재생 사업을 비교하여 다음의 결론을 도출하였다. 첫째, 현 서울시 계획안이 서울의 문제를 포괄적으로 인식하는 확산적 사고로의 검토가 필요하다. 둘째, 한강과 인접하는 지자체 및 중앙정부와의 포괄적 운영방안의 제시가 필요하다. 셋째, 수변공간을 적극적으로 활용하는 운송수단의 제시를 통해 서울의 교통문제 개선에 대한 대책마련이 필요하다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2018년도 추계학술대회
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• pp.170-172
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• 2018

지구 온난화로 인해 여름철 북극해의 해빙이 점차 감소함에 따라서 북극항로를 이용한 선박의 화물운송이 점차 증가하고 있다. IMO에서는 극지해역운항선박의 안전성과 해양오염방지를 위하여 2014년에 Polar Code를 개정하였으며, 2017년 1월부터 SOLAS협약과 MARPOL73/78협약에 추가되어 시행되고 있다. 본 연구는 해양수산부 해양안전 및 해양교통시설기술개발 사업으로 1) Polar Code 강제화에 따라 '극지해역 운항선박용 항해안전지원시스템의 개발'의 필요성과 2) 북극항로에 대한 국적선의 안전 운항 확보를 위한 '북극권 국가와의 국제협력 및 공조체계 구축'과 '극지 구난, 구조 및 환경보호 관련 국내법 및 규정 제정'을 위한 기반 연구의 필요성에 의거하여 2014년 11월 10일에 시작되었으며 2018년 12월 31일에 종료될 예정이다. 연구내용은 1) 고정밀도 북극항로 빙상정보 수치예측 시스템 개발, 2) 북극항로 안전속도 예측, 평가, DB구축 및 항행 모델 개발, 3) 북극항로 안전운항을 위한 항해계획 기술 개발, 4) 북극항로 운항선박 건조 및 안전항해 가이드라인 개발이다. 본 논문에서는 개발 중인 KRISO Arctic safe Routing System (KARS)에 대한 소개와 활용 결과 및 향후 계획에 대해서 설명하고자 한다. 본 KARS는 향후 지속적인 수정보완 작업을 통해서 완성도를 높여갈 예정이며, 검증단계를 거쳐서 최적하고 안전한 항로와 운항 관련 정보를 선사와 해기사에게 제공함으로서 북극항로 중 단기 운항계획 수립과 안전 운항을 지원할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제26권3호
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• pp.38-44
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• 2022

전세계적으로 저탄소 친환경에너지로 다변화 정책이 진행되고 있으며, 그 정책 중 하나가 수소경제 활성화이다. 수소경제 활성화 정책으로 수소 공급을 위한 수소충전소의 보급이 가속화됨에 따라 사고발생의 위험도 커지고 있다. 수소의 폭발사고는 대부분 대형사고로 이어지기 때문에 수소에너지를 사용함에 있어 안전성을 확보하는 것은 매우 중요하다. 수소에너지를 활용하기 위해서는 액화수소의 생산, 저장, 운송 등에 사용될 수소저장 용기의 안전성 확보는 반드시 필요하다. 본 논문에서는 수소충전용 압력용기의 구조안전성을 평가하기 위해 가스 압력에 대한 거동특성을 유한요소해석으로 분석하였다. 압력용기의 재료는 SA-372 Grade J / Class 70을 사용하였고, 해석모델은 압력용기가 축대칭 형상이므로 1/4 형상만 고려하여 6면체 메쉬를 적용하였다. 수소가스 압력용기를 사용 최고 압력에서 유한요소해석을 하였으며, 해석 결과인 용기의 von Mises Stress와 변형량, 변형률 에너지 밀도를 관찰하였다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.19-26
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• 2023

수소는 화석연료를 대체할 수 있는 COx-free 에너지원으로 사용량은 지속적으로 증가할 것이다. 수소는 단위 질량당 에너지 함량이 높으나, 낮은 저장 밀도와 장기 저장의 어려움으로 저장 및 운송에 한계가 존재한다. 반면, 암모니아는 단위 부피당 저장용량이 크고, 비교적 액화가 용이하여 대용량 수소를 저장 및 운송할 수 있는 수소 운반체로 주목받고 있다. 암모니아 분해를 통한 수소 생산 반응은 흡열반응으로 공정의 효율성 및 경제성을 위해 저온 활성이 우수한 촉매 개발이 요구된다. 본 연구에서는 활성금속 Ni의 고분산 담지를 위해 넓은 비표면적의 제올라이트를 지지체로 사용하였으며, 제올라이트 종류(5A, NaY, ZSM5)에 따른 특성(기공구조, 양이온, Si/Al-비)이 촉매 활성 및 반응 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 5A 제올라이트는 표면, 기공, 구조체 내에 Ni 을 고분산 담지를 가능하게 하였으며, 낮은 Si/Al-비로 인한 풍부한 산점은 암모니아 흡착을 증가시켰다. 또한, 지지체에 포함된 Na과 Ca 양이온으로 인한 중간-염기점은 질소 탈착속도를 향상시켰다. 따라서, 15wt%Ni/5A 촉매는 강한 금속-지지체 상호작용과 중간-염기점을 통한 질소 탈착 속도 향상으로 가장 우수한 암모니아 전환율과 높은 수소 생성율 23.5 mmol/g_cat·min (30,000 mL/g_cat·h, 600 ℃)을 보였다.

• 지역연구
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• 제37권3호
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• pp.3-18
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• 2021

4차 산업혁명이 지역의 산업구조를 변화시키면서, 지역의 특성을 반영한 새로운 산업과 기술의 발전이 요구되고 있다. 본 연구의 목적은 부산, 울산, 경남을 대상으로 지식 간 연관성과 기술의 복합성을 측정하고 지역의 산업 차별화 전략의 가능성이 있는 기술을 파악하는 것이다. 2015~2019년의 특허 자료를 이용하여 652개의 IPC 코드에서 동시출현행렬을 도출하고 지식 간 연관성과 기술의 복합성 지수를 계산하였다. 지식 간 연관성을 이용하여 네트워크 분석을 시행하였다. 분석 결과 동남권의 중심지식은 기계 부문이 큰 비중을 차지하였으며 화학과 전기 부문이 뒤를 이었다. 지역 산업의 차별화 가능성이 있는 기술을 도출하기 위해 위험-편익 프레임워크를 적용한 결과 저위험-고편익의 기술 역량은 상이하게 나타났다. 부산은 기계공학 중 엔진, 기계조작, 운송 등의 기술이 울산은 화학의 환경기술과 재료, 기계공학의 열처리 기술이 저위험-고편익의 역량을 가진 기술로 나타났다. 경남은 김해, 양산, 창원 등에서 기계공학, 화학, 전기공학 일부 기술 등에서 역량이 나타났다. 본 연구의 결과는 지역 내 잠재된 지식을 기반으로 하여 지역성장을 위한 전략 산업의 선정과 도출에 가능성이 있는 기술을 파악하였다는데 의의가 있다.