• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.347-354
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• 2014

본 연구에서는 연소 배가스 중에 포함된 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술의 경제성평가를 수행하고 화합물 생산 계획에 따른 이익 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 분석하였다. 본 연구에서 고려된 기술을 이용하면 발전소에서 발생되는 연소배가스 중의 이산화탄소와 전기분해를 통해 발생되는 가성소다와의 탄산화 반응을 통해 고부가화합물(중탄산나트륨, $NaHCO_3$)의 생산 및 이산화탄소의 저감이 동시에 가능하다. 또한 전기분해에서 생산되는 염소 및 수소 가스는 다시 차아염소산나트륨(NaOCl) 및 고순도 염산의 제조에 적용된다. 기술의 경제성 평가를 위한 방법으로는 순현재가치법(Net Present Value method, NPV) 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 활용하여 일일 100톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 공정을 대상으로 20년간 상업운전을 가정하였다. 상기 가정하에서 20년간의 내부수익률은 약 67.2%, 20년간의 운전기간을 통한 총 이익은 순현가 기준으로 약 346,922 백만원으로 산출되었다. 그리고 2015년부터 시행예정인 탄소배출권 거래가 활성됨에 따른 ETS 수익을 고려할 경우 총이익은 약 60억원 향상되는 것으로 분석이 되었다. 상기 분석을 살펴보면 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술은 온실가스 저감효과를 가져올 뿐만 아니라 경제성이 뛰어난 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제19권2호
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• pp.81-90
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• 2010

층과 층 사이의 정전기적인력, 수소결합 또는 공유결합을 이용하여 층당 두께를 수 옹스트롱에서부터 수십 나노미터까지 제조할 수 있으며 박막의 표면 형태를 흡착시키고자 하는 물질 및 박막 후처리 공정을 통해 제어할 수 있으며 더 나아가, 삽입하는 물질의 특성에 따라 박막의 기능성을 집적화 및 다양화시킬 수 있다. 본 연구에서는 이러한 층상자기조립방법의 특성을 이용하여 반사방지막, 초소수성 필름 및 전기화학센서로의 응용가능성을 제시하였다. 반사방지막의 경우, 구형의 블록공중합체를 유리기판 위에 다층박막으로 적층시킴으로써 박막 굴절률을 1.25까지 감소시켰고 이를 통해 약 99.5%의 빛 투과도를 달성할 수 있었다. 더 나아가 바이오물질인 엔자임을 다층박막에 삽입시킬 경우, 활성 산소를 분해시키는 전기화학센서로의 제조가 가능함을 보인다. 본 연구는 본인이 이미 발표한 논문(J. Am. Chem. Soc. 128, 9935 (2006); Adv. Mater. 19, 4364 (2007); Electro. Mater. Lett. 3, 163 (2007))들을 정리하여 층상자기조립법에 관해 소개하는 논문이다.

• 대한화학회지
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• 제34권6호
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• pp.561-568
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• 1990

수용액에서 가벼운 란탄족 금속이온의 전기화학적 거동을 직류 폴라로그래피, 펄스차이 폴라로그래피 및 순환 전압전류법으로 연구하였다. La$^{3+}$, Pr$^{3+}$ 및 Nd$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 3전자가 관여하는 비가역적인 반응이었다. Sm$^{3+}$의 환원은 0.1 M TMAI 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 비가역적인 반응이었으며, Eu$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 유사가역반응 및 비가역반응이었다. 펄스차이 폴라로그래피에 의하면 pH 4 이하에서는 수소이온의 촉매효과에 의하여 가수분해된 란탄족 금속이온 (Ln(OH)$^{2+}$)은 란탄족 금속이온(Ln$^{3+}$)보다 양전위에서 환원되었으며, 봉우리 전류의 크기는 Eu$^{3+}$ < Sm$^{3+}$ < Nd$^{3+}$ < Pr$^{3+}$ < La$^{3+}$ 순으로 증가하였다. 순환 전압전류법에서 주사속도 변화에 대한 전류함수의 크기는 [H$^{+}$]/[Ln$^{3+}$]의 비에 의존하였으며, pH 및 란탄족 금속이온의 농도가 낮을수록 수소이온에 의한 반응 또는 촉매전류가 증가하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.85-89
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• 2021

AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg^-과 H⁺로 분해되며, 2차 이온질량 분광법(SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N₂-열 처리 방법과 비교 평가하였다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2012년도 제46차 학술발표회
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• pp.94-94
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• 2012

섬유산업은 원가 경쟁력 향상과 산업 고도화에 필요한 미래형 저에너지 염색가공 핵심 기술을 통한 고부가가치 섬유제품의 창출과 섬유산업의 선진화달성에 꾸준히 노력을 해 왔다. 염색가공업의 에너지 소비는 섬유산업에서 염색가공업이 연료 사용량의 77%, 전기사용량의 54%를 차지하여 섬유산업의 에너지절감을 위해서는 염색가공 공정에서의 에너지 절감이 가장 중요하다. 국내 염색가공 분야의 4백여 업체를 대상으로 실시한 애로 기술에 관한 설문 조사결과에 따르면 염색공업의 에너지 절약형 구조로의 전환을 위해서 가장 시급히 요구되는 우선기술 1순위는 에너지절약형 염색가공 공정기술로 에너지 절감의 필요성을 반영하고 있다. 효소(Enzyme)가 섬유산업에 도입되기 시작한 것은 면섬유의 호발에 아밀라제가 사용되기 시작하면서 부터이며, 최근 유럽선진국들의 강화된 환경규제와 눈부신 바이오테크놀러지(Biotechnology)의 발전에 기인하여 섬유산업에서 관심과 적용이 확대되고 있다. 섬유산업에서 효소적용의 장점은 효소 그 자체가 자연산물이기 때문에 생분해 되고 중성에 가까운 pH에서 반응하므로 처리액이 환경문제를 일으키지 않으며, 기질특이성을 가져 매우 선택적으로 반응하여 부반응으로 인한 섬유의 손상을 최소화 하는 효과를 들 수 있으며, 무엇보다 소량 저온반응으로 인한 에너지절감이 가장 큰 장점이라 할 수 있다. 실제 섬유산업에서는 전분호제를 제거하는 아밀라아제, 데님워싱 및 면섬유의 후가공에 사용하는 셀룰라아제, 표백 후 잔류하는 과산화수소를 제거하는 카탈라제 등을 적용하는 사례가 많아지고 있으며, 이 밖의 다양한 공정에 효소 이용연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 그 동안 섬유 업체에서 직물의 표면 잔털을 제거하여 매끄러운 외관과 선명한 색상을 재현하기위해 후가공으로 셀룰라아제를 이용했던 공정을 개선하여, 효소를 이용한 정련-Bio polishing-염색의 3공정을 1욕처리를 통해 기존 단독으로 진행되어진 기존제품과의 중량, 외관, 색상재현성, 정련성 등을 비교하여 에너지 절약형 공정기술의 효과를 극대화 해보았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.27-27
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• 2010

최근에 고유가와 지구온난화로 인하여 에너지가 향후 인류의 50년을 좌우할 가장 큰 문제로 대두되고 있어서 지구의 모든 에너지의 근원인 태양광을 이용하는 태양광 발전은 무한한 청정 에너지로 각광받고 있다. 빛을 흡수하여 전기에너지로 변환하는 태양전지는 풍력, 수소연료전지, 조력, 바이오에탄올 등의 신재생에너지 기술 중에서 상품성은 가장 뛰어나지만 발전단가가 가장 높은 것이 단점이다. 태양광 발전단가를 줄여서 기존의 화석에너지를 이용한 발전단가와 견줄 수 있는 그리드 패러티(grid parity)를 달성하려면 태양전지 모듈의 고효율화와 동시에 저가화가 반드시 이루어져야 한다. 현재 태양광 모듈 시장의 90%는 효율이 12-16% 정도로 높은 단결정(single crystalline or monocrystalline) 실리콘이나 다결정(polycrystalline or multicrystalline) 실리콘 등의 벌크(bulk)형 결정질 실리콘 모듈이 차지하고 있으나 원재료인 실리콘 웨이퍼의 제조단가의 50%를 차지하고 있어서 저가화가 어렵다. 반면, 원료가스를 분해하여 대면적 기판에 증착하는 박막(thin-film) 실리콘 태양전지의 경우는 차세대 태양전지로 각광받고 있다. 박막 실리콘 모듈은 매우 적은 실리콘 원재료를 소비한다. 단결정이나 다결정 실리콘 웨이퍼의 두께가 $180-250\;{\mu}m$ 정도인 것에 비해서 박막 실리콘의 두께는 $0.3-3\;{\mu}m$ 수준이다. 더불어, 유리, 플라스틱 등의 저가 기판에 저온 대면적 증착이 가능하여 저가양산화에 유리하다. 박막 실리콘 모듈은 벌크형 실리콘 모듈(-0.5%/K) 대비 낮은 온도계수[비정질 실리콘(amorphous silicon; a-Si:H)의 경우 -0.2%/K]와 빛의 세기가 약한 산란광에서도 동작하여 평균발전시간이 증가하므로 외부환경에서 우수한 발전성능을 보이고 있다. 태양전지 모듈은 상온에서의 안정화 효율을 기준으로 가격이 책정되어($/$W_p$) 판매되기 때문에 벌크형 실리콘 모듈에 비해서 박막 실리콘 모듈은 가격대 성능비가 우수하다. 따라서 박막 실리콘 모듈은 벌크형 결정 실리콘 모듈의 대안으로 떠오르고 있으며, 레이저 기술을 이용하여 수려한 투광형 건물일체형(building integrated photovoltaic; BIPV) 모듈을 제작할 수 있는 장점도 있다. 이러한 장점에도 불구하고 기존의 양산화된 단일접합 비정질 실리콘 태양광 모듈은 효율이 6-7%로 낮아서 설치면적 및 설치 모듈의 증가가 성장의 걸림돌이 되고 있다. 박막 실리콘 태양전지의 고효율화를 도모하기 위해서 적층형 탄뎀셀로 양산 트렌드가 변화하고 있다. 이에 적층형 박막 실리콘 태양전지 효율의 한계 및 돌파구에 대해서 논의한다.

• 멤브레인
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• 제25권6호
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• pp.530-537
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• 2015

태양광 발전시스템은 태양복사에너지를 반도체의 광전효과를 이용하여 전기에너지로 직접 전환시키는 에너지변환 시스템이다. 태양전지의 내구성과 에너지변환율에 영향을 미치는 핵심소재로는 다층형 필름구조를 갖는 백시트를 들 수 있다. 대표적인 상용 백시트는 고내구성 poly(vinyl fluoride) (PVF) 필름이 중심축에 위치하고 가격저감을 위해 도입된 poly(ethylene terephthalate) (PET) 필름이 그 양쪽에 접합된 삼층구조로 구성된다. 하지만, PVF 필름의 높은 가격은 저렴한 고내구성 백시트를 요구하는 시장상황을 반영하기 어렵게 한다. 이를 위한 해결책으로는 PVF 필름을 결정성 PET 필름으로 대체한 탄화수소계 백시트가 될 수 있다. 하지만, PET 필름의 본질적인 가수분해에 대한 취약성으로 인해, 추가적인 수분에 대한 배리어성 부여는 필수적이다. 이를 위해 본 연구에서는 소수성 실리카 나노입자 분산기술을 활용한 수분차단성 폴리우레탄 접착제를 개발코자 하였다. 개발된 접착제는 내부에 위치한 PET 필름으로의 수분침투를 약화시켜, 가수분해속도를 지연시킬 것이라 기대되었다. 본 개념의 효용성을 확인하기 위해, 표준화된 온습도조건에 노출된 이후의 일반접착제와 수분차단성 접착제가 도입된 백시트의 기계적 강도 및 시간당 태양전지성능 변화가 비교평가되었다.

• 대한화학회지
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• 제31권3호
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• pp.250-257
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• 1987

DMSO와 $H_2O$용매 중에서 결합구조가 밝혀진 동공의 크기를 달리한 토륨(IV) 착물들의 전기전도도를 측정하여 해리현상과 전해질의 행동을 알아 보고 DMSO용매중에서 polarography와 cyclic voltammography적 거동을 조사하여 합성착물의 산화환원반응 메카니즘, 가역성을 알아 보고 환원과정에 관여하는 전자수 및 착물의 확산계수를 계산하였다. 그 결과 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하고, DMSO용매중에서 각 착물의 환원반응은 1전자 1단계의 환원반응으로 가역적이며 확산계수는 착물종에 따라 $5.831{\times}10^{-6}{\sim}6.900{\times}10^{-6}$이었다. 그리고 모든 착물의 물분자는 -1.8V(대조전극, SCE)이상에서 분해를 일으켜 수소기체를 발생한다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.30-38
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• 2002

탄화수소가스를 고온$(1000^{\circ}C)$에서 열분해 하여 고상화하는 기상 열분해법을 사용하여 저결정질 탄소재를 제조하고 같은 방법으로 붕소를 첨가한 저결정질 탄소재$C_{l-x}B_x(x=0.05,\;0.10,\;0.20)$를 제조하여, 리튬 이온 이차전지의 부극으로서의 전기화학적 특성을 조사하였다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, 붕소를 첨가하지 않은 저 결정질 탄소재(x=0.00)는 초기 방전용량 374mAh/g을 나타내었으며, 제 2싸이클부터는 싸이클 성능이 비교적 우수하여 제 10싸이클에서 258mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 시료 대 PVDF를 95:5의 무게비로 첨가한 경우, $C_{1-x}B_x(x=0.00,\;0.05,\;0.10\;0.20)$ 시료들 중에서 x=0.05 조성의 시료는 가장 큰 초기 방전용량 860mAh/g을 나타내었으며, 10번째 싸이클에서 181mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 제 2싸이클부터 싸이클 성능은 모두가 비슷하게 나타났다 초기방전 용량(PVDF $10wt.\%$ 사용시, 853mAh/g), 싸이클 성능, 방전용량(PVDF $10wt.\%$사용시 10번째 싸이클에서 400mAh/g)면에서 $C_{0.90}B_{0.10}$ 시료가 리튬이온 이차전지의 부극으로서의 가장 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 합성한 탄소에 NMP를 용매로 한 액상 혼합 바인더(PVDF)를 90:10의 무게비로 첨가한 경우가 95:5의 무게비로 첨가한 경우보다 대체로 모든 조성에서 충$\cdot$방전용량이 크게 나타났다. 붕소가 첨가되어 덜 disordered된 구조가 됨으로써 1.25V보다 낮은 전압 부분에서 평탄구역이 증가하는 것으로 판단된다. 붕소가 첨가된 경우 충$\cdot$방전용량이 제 2싸이클에서부터 급격히 감소하였는데, 이는 첨가된 붕소가 제 1싸이클에서 삽입되는 Li과 일부는 강하게 결합하여 추출이 안되고 일부만이 다시 가역적으로 추출$\cdot$삽입되기 때문으로 생각된다. 붕소 첨가에 의한 충$\cdot$방전용량의 증가는, 붕소가 electron acceptor로 작용하여 삽입된 Li와 붕소-탄소 host 사이의 결합 강도를 증가시킴으로써 붕소치환 된 탄소에서 Li의 전위를 상승시키기 때문에 일어난다고 사려된다.

• 한국가금학회지
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• 제47권4호
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• pp.275-283
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• 2020

본 실험은 육계사료에 효소제와 미생물제제의 첨가가 육계의 생산성, 도체성적, 장내미생물 및 분뇨의 악취성상에 미치는 영향을 조사하기 위해 실시되었다. 병아리(2일령, Ross 308, 육계) 180수를 공시했으며, 대조구와 사료에 metallo-protease를 0.1%, 0.2%씩 첨가한 0.1% EZ군, 0.2% EZ군과 2.0% Bacillus velezensis CE를 사료에 첨가한 M군과 사료와 음수에 2.0%씩 첨가한 MW군으로 나누어, 5처리 3반복으로 반복 당 12수씩 임의배치하였다. 적응기간을 거친 후 전기 3주간, 후기 3주를 포함하여 총 43일 동안 사양하였다. 종료체중, 증체량, 사료요구율, 단백질효율, 에너지효율은 모든 처리에서 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 도체중, 선위, 근위, 심장, 소장, 맹장, 직장의 무게는 모든 처리에서 유의적인 차이를 나타내지 않았으나, 간의 무게는 0.1% EZ군이 대조구, M군, MW군보다 유의적으로 높았다(P<0.05). Total bacteria 수는 0.1% EZ군과 0.2% EZ군이 대조구, MW군보다 유의적으로 높았다(P<0.05). E. coli 수는 MW군이 대조구와 M군보다 유의적으로 낮았으며(P<0.05), M군은 0.2% EZ군과 MW군보다 유의적으로 높았다(P<0.05). 계분의 황화수소 발생량은 모든 처리간에 유의적인 차이는 없었으나, 암모니아 발생량은 0.1% EZ군이 MW군 보다 유의적으로 높았다(P<0.05). 본 실험결과, 단백질 분해 효소제를 0.1% 첨가할 경우 육계의 장기 중 간의 발달에 효과적임을 보였으나, 첨가수준별로 유의적인 차이가 없어 추후 연구가 필요하다고 판단되며, 미생물제제의 첨가는 장내 미생물과 계분의 악취 발생량을 개선시키는 효과가 있음을 보였다.