• Korean Chemical Engineering Research
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• v.52 no.1
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• pp.81-87
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• 2014

Flow characteristics and the operating range of gas velocity was investigated for a two-stage bubbling fluidized-bed (0.1 m-i.d., 1.2 m-high) that had continuous solids feed and discharge. Solids were fed in to the upper fluidized-bed and overflowed into the bed section of the lower fluidized-bed through a standpipe (0.025 m-i.d.). The standpipe was simply a dense solids bed with no mechanical or non-mechanical valves. The solids overflowed the lower bed for discharge. The fluidizing gas was fed to the lower fluidized-bed and the exit gas was also used to fluidize the upper bed. Air was used as fluidizing gas and mixture of coarse (< $1000{\mu}m$ in diameter and $3090kg/m^3$ in apparent density) and fine (< $100{\mu}m$ in diameter and $4400kg/m^3$ in apparent density) particles were used as bed materials. The proportion of fine particles was employed as the experimental variable. The gas velocity of the lower fluidized-bed was defined as collapse velocity in the condition that the standpipe was emptied by upflow gas bypassing from the lower fluidized-bed. It could be used as the maximum operating velocity of the present process. The collapse velocity decreased after an initial increase as the proportion of fine particles increased. The maximum took place at the proportion of fine particles 30%. The trend of the collapse velocity was similar with that of standpipe pressure drop. The collapse velocity was expressed as a function of bulk density of particles and voidage of static bed. It increased with an increase of bulk density, however, decreased with an increase of voidage of static bed.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.53 no.5
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• pp.540-544
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• 2015

A bath for electrodeposition of platinum nanoparitcles on low-cost graphite substrates was developed to attach nanoparticles directly onto a substrate, and electrochemical characteristics of the electrodeposition of platinum nanoparticles were investigated. The reaction mechanism was examined by the analysis of polarization behavior. Cyclic voltammetry measurements revealed that the elecrodeposition of platinum nanoparticles was limited by mass transfer. The chronoamperometric study showed an instantaneous nucleation mechanism during the electrodeposition of platinum nanoparticles on graphite. Because graphite is much cheaper than other carbon-based substrates, the electrodeposition of platinum nanoparticles on the graphite is expected to have useful applications.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2023.05a
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• pp.475-475
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• 2023

직경 5 mm 이하의 미세플라스틱은 인류 활동에 의해 생산되어 하수처리장 처리수, 우수토구, 도로 분진 등 다양한 경로를 통해 하천에 유입되고 있다. 하천에 유입된 미세플라스틱은 하천흐름을 따라 하류로 이동하여 해양환경에까지 이른다. 미세플라스틱은 수체를 따라 이동할 뿐 아니라 수생생물에 의해 섭식되기도 하여 인체 위해성이 우려되는 상황이다. 특히 서울과 경기도의 주요 상수원인 팔당호는 북한강, 남한강, 경안천이 유입되어 형성되기 때문에 미세플라스틱의 유입에 따른 이송-분산 거동 평가가 중요한 영역이다. 본 연구에서는 준3차원 입자추적기법을 이용한 미세플라스틱 거동해석 모형, MPT-Q3D를 개발하였으며 팔당호 내 미세플라스틱의 거동 특성을 분석하였다. MPT-Q3D 모형은 2차원 흐름해석모형과 연계한 입자의 준3차원 거동해석을 위해 step-by-step computation method를 적용하였으며, 전단류에 의한 입자의 수평거동과 난류확산에 및 침강속도에 의한 연직거동 두 단계 계산과정에 따라 입자의 거동을 해석했다. 전단류는 2차원 흐름해석결과로부터 유속의 연직분포식을 적용하여 생성하였으며, 생성된 전단류에 의해 각 연직층 별 유속이 계산되고 𝚫t 이후 입자의 종, 횡 방향 이동거리를 계산한다. 또한 난류확산에 의한 무작위적 거동 계산을 위해 Gaussian 분포를 따른 난수 생성을 통해 무작위적 거동을 계산했다. 각 연직층에 위치한 미세플라스틱 입자의 종, 횡 방향 거동을 계산한 후 입자의 연직거동을 계산한다. 입자의 연직 위치는 난류확산과 침강속도에 따라 계산되며 침강속도는 미세플라스틱의 밀도 및 직경에 따라 결정된다. 현장 샘플링 결과에 따라 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 폴리스틸렌(PS), 폴리에틸렌(PE), 폴리에스테르(Polyester)가 있으므로, 세 종류의 미세플라스틱을 동시에 주입하여 팔당호 내 거동을 분석했다. 남한강, 북한강, 경안천의 유량 차이로 인해 팔당호로 유입되는 미세플라스틱은 대체로 남한강과 북한강의 흐름특성에 영향을 받았다. 경안천의 경우 유량이 낮아 팔당호로 유입되지 못하고 좌안을 따라 하류로 이동됐다. 남한강과 북한강에서 유입된 미세플라스틱은 주로 팔당호 내 소내섬을 거쳐 팔당댐 쪽으로 이동했다. 또한 팔당댐 인근에서는 PP, PE, Polyester 순으로 많은 양이 유입되는 결과가 나타났다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.414.1-414.1
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• 2016

스크린 프린팅법을 이용한 태양전지의 전극은 주로 고가의 은을 사용하기에 태양전지의 저가화에 한계를 가지고 있다. 고효율 결정질 실리콘 태양전지의 원가절감의 문제 해결방안으로 박형 웨이퍼 연구개발이 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 은 전극을 대체 할 수 있는 니켈/구리 전극을 사용하였고, 박형 웨이퍼에서도 전극 공정이 가능한 도금법을 사용하여 전극을 형성 하였다. 니켈 전극형성은 광유도 도금법(Light-Induced Plating), 구리 전극형성은 광유도전해도금법(Light-Induced Electro Plating)을 이용하여 실험을 진행 하였다. 니켈 광유도 도금 공정시 공정시간 3 ~ 9분까지 가변하였다. 니켈실리사이드 형성 위해 열처리 공정을 $300{\sim}450^{\circ}C$까지 가변하였고 유지시간 30초 ~ 3분까지 가변하여 실험을 진행하였다. 니켈 도금 수용액의 pH 6 ~ 7.5까지 가변하여 실험하였다. 구리 광유도 전해도금 공정 전류밀도를 $1.6mA/cm^2{\sim}6.4mA/cm^2$까지 가변하여 실험을 진행 후, 전류밀도 $3.2mA/cm^2$로 시간 5 ~ 7분까지 가변하여 실험 하였다. 니켈 도금 공정 시간 5분, 니켈실리사이드 형성 열처리 온도 $350^{\circ}C$, 유지시간 1분에서 DIV(Dark I-V) 분석결과 가장 적은 누설전류를 확인하였다. 니켈 도금액 pH 6.5에서 니켈입자 및 구리입자의 균일성이 좋은 최적의 조건임을 확인하였다. 구리 도금 공정 전류밀도 $3.2mA/cm^2$, 시간 5분에서 TLM(Transmission Line Method) 측정결과 접촉 저항 $0.39{\Omega}$과 접촉 비저항 $12.3{\mu}{\Omega}{\cdot}cm^2$의 저항을 확인하였다. 도금법을 이용하여 전극을 형성함으로써 접촉저항 및 접촉 비저항이 낮고 전극 품질이 향상됨으로서 셀의 전류밀도 $42.49mA/cm^2$를 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Hazard Mitigation
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• v.9 no.4
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• pp.107-113
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• 2009

This paper considers the influence of floc on the sedimentation rate for the cohesive material. The effects of floc density and size changes were also taking into consideration during the experiment. The settling velocity of a discrete floc was measured in a quiescent water column. Floc diameter and density were investigated using a modified Stokes equation with some constants such as water density, viscosity, material density and the floc fractal dimension $n_f$ obtained from the relationship between the floc diameter and the floc settling. The floc diameter of quartz and alumina increased at increasing initial concentrations. The floc size of quartz with increasing NaCl concentration varied between approximately 0.8 um to $10{\mu}m$. Floc density decreased as floc size increased. The floc settling velocity and the floc diameter have a straight line relationship on a logarithm. The floc fractal dimension nf was 2.65 with increasing of initial concentration and 2.93 with increasing of NaCl. The exponent n to predict the settling velocity was proposed and varied from 1 to 1.93.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.467-467
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• 2013

유기물/무기물 나노복합체는 메모리, 트렌지스터, 발광 다이오드, 태양 전지 소자에 응용이 시도되고 있으나 유기물의 물리적인 특성 때문에 전류 전송 메커니즘 규명에는 충분한 연구가 진행되어 있지 못하다. 유기물/무기물 나노복합소재를 기반으로 차세대 광학소자나 비휘발성 메모리 소자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 기억소자의 성능 향상을 위하여 여러 가지 유기물/무기물 나노복합소재를 사용하여 제작한 유기 쌍안정성 소자가 차세대 플렉서블 비휘발성 기억소자로 대두되고 있다. 유기 쌍안정성 소자는 비휘발성 기억 소자 중에서 구조가 간단하고 제작비용이 저렴하며 유연성을 가지기 때문에 많은 연구가 진행되고 있다. 많은 장점에도 불구하고 유기물에 관한 많은 연구가 이루어지지 않았기 때문에 소자의 동작특성, 재연성 등의 문제점이 있다. 본 연구에서는 유기 쌍 안정성 소자의 전기적 특성을 연구하기 위하여 ZnO 나노입자를 포함한 PMMA 복합층을 사용하여 소자를 제작하고 전기적 특성을 측정하였으며, 유기물/무기물 나노복합소재의 전류 전송 메커니즘을 이론적으로 규명하였다. 트랩밀도 변화가 유기 쌍안정성 소자에 미치는 영향을 연구하기 위하여 C60 층을 삽입하였고, 그 결과 C60이 삽입된 유기 쌍안정성 소자가 향상된 메모리 특성을 보였다. 소자의 제작은 Indium tin oxide가 증착된 유리 기판위에 C60 층을 스핀코팅 방법으로 적층하였다. ZnO 나노 입자와 PMMA를 혼합하여 스핀코팅 방법으로 C60층 위에 박막을 형성한 후, 전극으로 Al을 열증착으로 형성하였다. Space charge limitted current 메커니즘을 이용하여 simulation을 수행하였고 이를 current density - voltage (J-V) 특성과 비교 분석하였다. J-V 특성 결과, simulation결과, 소자의 구조를 통해 유기물/무기물 나노복합소재 기반 메모리 소자의 쓰기, 지우기 및 읽기 동작에 대한 과정을 설명하였다. 또한 C60층을 삽입한 유기물/무기물 나노복합소자를 이용하여 트랩 밀도 변화가 유기 쌍안정성 소자의 전기적 특성에 미치는 영향을 연구하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.58 no.4
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• pp.618-623
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• 2020

Spherical phenolic resin beads were synthesized by suspension polymerization at 98 ℃ from phenol, ortho-cresol, formaldehyde, with triethylamine as a basic catalyst, and spherical phenol-cresol copolymer resin beads with relatively low crosslinking density as well. Phenol reacts with formaldehyde at two ortho- and one para- positions to form a crosslinked structure, but ortho-cresol instead of phenol reduces the crosslinking density during copolymerization due to the methyl group at a ortho- position. As a result, spherical phenol-cresol copolymer beads showed more shrinkage with decreasing apparent density compared to the spherical phenol beads when carbonized at 700 ℃ under nitrogen. As the molecular weight of the cresol oligomer increases, the pore radius of the carbonized copolymer beads decreases, which is consistent with the density and shrinkage results. It was confirmed that the characteristics such as density decrease, shrinkage, yield and so on during carbonization can be controlled by controlling the degree of crosslinking of the spherical phenolic resin particles with cresol.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.16 no.10
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• pp.33-38
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• 2015

This study conducted experimental observations of the settling velocity of a coarse particle in water varying material type and particle size and compared the results with preexisting empirical equations. Three types of materials, which are polyacetal, glass and steel, were used in this study and the diameter of particle ranged from 1 mm to 20 mm. Experiment results showed that the settling velocity of coarse particle had a significant difference from Stokes equation which is known applicable for a fine particle smaller than $50{\mu}m$. In addition, the observed particle velocity showed a significant difference when compared with other empirical equations, which was proposed for estimating the settling velocity of a particle regardless of particle size, depending on the material type and particle size. The results from experimental observations indicated that the settling velocity of a coarse particle was relatively in smaller difference to other empirical equations for the particle size smaller than 3 mm, but as the size increased the difference in the settling velocity also increased. This study clearly showed that the settling velocity of a coarse particle velocity can be significantly different depending on particle size and density and the empirical equations may not reliably estimate the settling velocity of a coarse particle so that they should not be used as it is and a verification of them is necessarily before any use. The study results would provide a useful information for a better understanding of settling velocity of a particle in water.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.191-191
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• 2010

초전도 전력 기기를 안정적으로 운용하기 위해서는 고자장하에서 높은 임계 전류 밀도($J_c$)를 지닌 초전도체 개발이 필수적이다. 최근 고자기장에서 전기적 특성을 향상시키는 방법으로는 YBCO 박막선재에 인위적 피닝센터로 고자장하에서도 $J_c$가 크게 증가 되었다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 STO(100) 기판 위에 SAM 방법을 이용하여 금 나노분말을 분산시킨 후 PLD로 YBCO 박막을 증착하여 미세구조와 전기적인 특성을 분석하였다. 분산된 금 나노분말은 열처리전 나노입자의 높이는 29~32 nm, 지름은 41~49 nm툴 나타내었고 $800^{\circ}C$에서 진공 열처리 후에는 높이는 25~30 nm, 지름은 52~60 nm로 변형되었다. 임계온도는 순수 YBCO에서 85 K을 나타냈지만 금 나노입자를 적용한 YBCO의 경우는 80K으로 낮아진 것을 확인하였다. 임계전류밀도는 4T에서 측정된 경우 65 K에서는 순수한 YBCO는 141 KA/$cm^2$에서 금 나노입자가 형성된 기판에 증착한 YBCO는 42 KA/$cm^2$로 낮아졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.1
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• pp.44-51
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• 2016

The powder core, conventionally fabricated from iron particles coated with insulator, showed large eddy current loss under high frequency, because of small specific resistance. To overcome the eddy current loss, the increase in the specific resistance of powder cores was needed. In this study, copper oxide coating onto electrically conductive iron particles was performed using a planetary ball mill to increase the specific resistance. Coating factors were optimized by the Response surface methodology. The independent variables were the CuO mass fraction, mill revolution number, coating time, ball size, ball mass and sample mass. The response variable was the specific resistance. The optimization of six factors by the fractional factorial design indicated that CuO mass fraction, mill revolution number, and coating time were the key factors. The levels of these three factors were selected by the three-factors full factorial design and steepest ascent method. The steepest ascent method was used to approach the optimum range for maximum specific resistance. The Box-Behnken design was finally used to analyze the response surfaces of the screened factors for further optimization. The results of the Box-Behnken design showed that the CuO mass fraction and mill revolution number were the main factors affecting the efficiency of coating process. As the CuO mass fraction increased, the specific resistance increased. In contrast, the specific resistance increased with decreasing mill revolution number. The process optimization results revealed a high agreement between the experimental and the predicted data ($Adj-R^2=0.944$). The optimized CuO mass fraction, mill revolution number, and coating time were 0.4, 200 rpm, and 15 min, respectively. The measured value of the specific resistance of the coated pellet under the optimized conditions of the maximum specific resistance was $530k{\Omega}{\cdot}cm$.