• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.9 no.1
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• pp.30-39
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• 2004

In order to understand the environmental impact of marine cage fish farms, we measured the vertical fluxes of particulate to the sediment, the distribution of organic carbon in core samples, sediment oxygen consumption rate (SOD), and macrobenthos with increasing distance from a fish cage in Miruk island located in Tongyong. The experiment was performed in August 2003. Measured values gradually decreased with distance, indicating that the organic matter in the sediment derived from the fish farm. The dominant macrobenthos species were Tharyx mulifilis, Lumbrineris longifolia, Sigambra tentaculata, and Capitella capitata, occupying 88% of the total population. Capirella capirata, an opportunistic polychaete species, were especially abundant between 0 to 5 m radius range. The estimated impact regions of organic matter enrichment based on sediment consilmption rates and compositions of macrobenthos were in good agreement. Most organic matter derived from the fish farm was deposited within a 10 m radius and then dispersed horizontally to nearby (at least 50 m) surface sediment. The vertical organic carbon fluxes to the sediment at the fish farm were higher by a factor of two than those outside the area. The remineralization organic carbon in the upper sediment layer was estimated to be 50% (1.07 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$ ) at the fish farm. In contrast, outside the area, 30% (0.30 g C m$^{-2}$ day$^{-1}$ ) of organic carbon was recycled and the remaining 70% was deposited to the deep sediment layer.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• v.48 no.2
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• pp.181-195
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• 2020

Characteristics of carbonized biomass obtained from a Wood charcoal briquette manufacturing process using an open hearth kiln are analyzed in this research, and differences in the characteristics based on the results of a mechanical screening process and the position within the kiln. One type of biomass and five types of carbonized biomass were collected from a Wood charcoal briquette manufacturer. After screening and grinding processes were performed on samples of 1 type of biomass and 5 types of carbonized biomass extracted from a Wood charcoal briquettes manufacturer to classify by particle size, fixed carbon, ash, volatile matters, elemental composition, and high heating value (HHV) were measured. Experimental results showed that the carbonized biomass collected from the middle layer had the highest HHV, 20.4 MJ/kg, and therefore had the highest fuel quality. In terms of particle size, the carbonized biomass below 100 mesh had the lowest ash content and the highest HHV, carbon content, and fixed carbon content. Correlation analyses showed that ash content had negative correlations with HHV, volatile matters, fixed carbon, and carbon content, which suggested that ash content affected negatively on fuel quality.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.12 no.2
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• pp.142-147
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• 2009

The influence of graphitization of carbon support on the electrochemical corrosion of carbon and sintering of Pt particles are investigated by measuring $CO_2$ emission at a constant potential of 1.4 V for 30 min using on-line mass spectrometry and cyclic voltammogram. In comparison to commercial Pt/C (from Johnson Matthey), highly graphitized carbon nanofiber (CNF) supported Pt catalyst exhibits lower performance degradation and $CO_2$ emission. As the more carbon corrosion occurred, the more prominent changes were detected in electrochemical characteristics of fuel cell. This indicates that the carbon corrosion affects significantly the fuel cell durability. From the observed results, CNF is considered to be more corrosion resistant material as a catalyst support. However, CNF shows higher aggregation of Pt particles under repeated cyclic voltammetry between 0 and 0.8 V where the carbon corrosion is not initiated.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.190-190
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• 1999

박막 표면에 대한 경원소 분석법인 탄성 되튐 반도법을 개발하여 수소, 탄소, 질소등 분석에 이용하고 있다. 이때 입사 입자로 Cl 9.6MeV를 이용하였는데, 표적 표면에 탄소막이 흡착되는 현상을 발견하였다. cold trap 및 cold finger를 사용하여 진공도를 개선하므로서, 탄소막 흡착의 한 원인으로 알려져 잇는 chamber 주변의 진공도 변화를 시켜보았다. 하지만 전혀 탄소막이 생기지 않는 10-10torr 이하 진공을 만드는 것은 많은 비용과 장비를 필요로 하는 상당히 힘든 작업이어서, 이차적으로 탄소막이 표적 표면에 달라 붙게 하는 원인으로 추정되는 이차 전자의 발생을 고에너지 이온빔으로 조사하였다. 일반적으로 이차전자의 발생은 이온빔과 표적과의 충돌에 의한 고체 표면으로부터의 전자방출 현상으로 오래전부터 연구되어져 왔다. 여기에는 두가지 다른 구조가 존재하는 것으로 알려져 있다. 그 중 하나는 입사 입자의 전하와 표적 표면사이 작용하는 potential 에너지가 표적 표면의 일함수(재가 function) 보다 클 때에 일어나는 potential emission이다. 즉 표적 궤도에 존재하는 전자와 입사 이온빔 사이의 potential 이 표적의 전자를 들뜨게 만들고, 이 potential의 크기가표적의 표면 장벽 potential 보다 충분히 클 뜸 전자가 방출하는 현상을 말한다. 다른 또 하나의 방출구조로는 입사 이온이 표적 표면의 원자와의 충돌에 의해 직접저인 에너지 전달을 통한 전자 방출을 말하는데, 이를 kienetic emission(이하 KE)이라 한다. 본 연구에서는 Tandem Van de graaff 가속기로 고에너지 이온빔을 만들어 Au에 충돌시키므로서 kinetic emission을 통하여 Au에서 발생한는 이차전자의 방출 수율 및 에너지를 측정하였다.장구조로 전체 성장 양식을 예견할 수 있다. 일반적인 경향은 Ep가 커질수록 fractal 성장형태가 되며, Ed가 적을수록 cluster 밀도가 작아지나, 같은 Ed+Ep에 대해서는 동일한 크기의 팔 넓이(수평 수직 방향 cluster 두께)를 가진다. 따라서 실험으로부터 얻은 cluster의 팔 넓이로부터 Ed+Ep 값을 결정할 수 있고, cluster 밀도와 fractal 차원으로부터 각각 Ed와 Ep값을 분리하여 얻을 수 있다. 또한 다층 성장에 대한 거칠기(roughness) 값으로부터 Es값도 구할 수 있다. 양방향 대칭성을 갖지 않은 fcc(110) 표면과 같은 경우, 형태는 다양하지만 동일한 방법으로 추정이 가능하다. (110) 표면의 경우 nearest neighbor 원자가 한 축으로 형성되고 따라서 이 축과 이것과 수직인 축에 대한 상호작용이나 분산 장벽 모두가 비대칭적이다. 따라서 분산 장벽도 x-축, y-축 방향에 따라 분리하여 Edx, E요, Epx, Epy 등과 같이 방향에 따라 다르게 고려해야 한다. 이러한 비대칭적인 분산 장벽을 고려하여 KMC 시뮬레이션을 수행하면 수평축과 수직축의 분산 장벽의 비에 따라 cluster의 두께비가 달라지는 성장을 볼 수 있었고, 한 축 방향으로의 팔 넓이는 fcc(100) 표면의 경우 동일한 Ed+Ep값에 대응하는 팔 넓이와 거의 동일한 결과가 나타나는 것을 볼 수 있다. 따라서 이러한 비대칭적인 모양을 가지는 성장의 경우도 cluster 밀도, cluster 모양, cluster의 양 축 방향 길이 비, 양 축 방향의 평균 팔 넓이로부터 각 축 방향의 분산 장벽을 얻어낼 수 있을 것으로 보인다. 기대할 수 있는 여러 장점들을 보고하고자 한다.성이 우수한 시편일수록 grain의 크기가 큰 것으로 나타났고 결정성이 우수한 시편의 경우에서는 XR

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.4
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• pp.143-149
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• 2015

Carbon-coated $Li_2MnSiO_4$ powders as the active materials for the cathode were synthesized by planetary ball milling and solid-state reaction, and their phase formation behavior and charge-discharge properties were investigated. Calcination temperature and atmosphere were controlled in order to obtain the ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ phase, which was active electrochemically, and the carbon-coated $Li_2MnSiO_4$ active material powders with near single phase ${\beta}-Li_2MnSiO_4$ could be fabricated. The particles of the synthesized powders were secondary particles composed of primary ones of about 100 nm size. The carbon incorporation was essential to enable the Li ions to be inserted and extracted from $Li_2MnSiO_4$ active materials, and the initial capacity of 192 mAh/g could be obtained in the $Li_2MnSiO_4$ active materials with 4.8 wt% of carbon.

• Clean Technology
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• v.27 no.3
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• pp.223-231
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• 2021

In order to address many issues associated with large volume changes of silicon, which has very low electrical conductivity but offers about 10 times higher theoretical capacity than graphite (Gr), a silicon nanoparticles/hollow carbon (SiNP/HC) composite having bimodal-mesopores was prepared using silica nanoparticles as a template. A control SiNP/C composite without a hollow structure was also prepared for comparison. The physico-chemical and electrochemical properties of SiNP/HC were analyzed by X-ray diffractometry, X-ray photoelectron spectroscopy, nitrogen adsorption/desorption measurements for surface area and pore size distribution, scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, galvanostatic cycling, and cyclic voltammetry tests to compare them with those of the SiNP/C composite. The SiNP/HC composite showed significantly better cycle life and efficiency than the SiNP/C, with minimal increase in electrode thickness after long cycles. A hybrid composite, SiNP/HC@Gr, prepared by physical mixing of the SiNP/HC and Gr at a 50:50 weight ratio, exhibited even better cycle life and efficiency than the SiNP/HC at low capacity. Thus, silicon/carbon composites designed to have hollow spaces capable of accommodating volume expansion were found to be highly effective for long cycle life of silicon-based composites. However, further study is required to improve the low initial coulombic efficiency of SiNP/HC and SiNP/HC@Gr, which is possibly because of their high surface area causing excessive electrolyte decomposition for the formation of solid-electrolyte-interface layers.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.2
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• pp.279-284
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• 2013

The phenolic beads in macrosize range were obtained by suspension polymerization at $98^{\circ}C$ from phenol and formaldehyde in the presence of basic catalyst with a phenol to formaldehyde (P/F) range of 1:1~1:4, and they were carbonized to spherical carbon beads under nitrogen at $700^{\circ}C$. Thermal analysis on spherical phenolic beads obtained by suspension polymerization showed that the postcuring process is essential. In order to optimize the suspension polymerization, the effects of the P/F molar ratio, the pH of catalyst, and the molecular weight of stabilizer on the size distribution and yield of spherical phenol beads were examined separatively. The particle size was increased whereas the yield was decreased with P/F molar ratio. The increasing basicity of catalyst made the particle size to increase, while the molecular weight of stabilizer had more effect on the yield rather than on the particle size distribution. The thermal stability of the spherical phenolic beads obtained through postcure was also examined by TGA. The phenol beads of high P/F ratio still showed the weight loss at $220^{\circ}C$ even after postcure due to the high possibility of dibenzyl ether, while those of low P/F ratio showed the steady decrease in weight during $220^{\circ}C$ to $400^{\circ}C$, which showed that the optimal P/F ratio was 1:2.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.48 no.1
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• pp.20-26
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• 2010

Water soluble organic and inorganic species are important components in atmospheric aerosol particles and may act as cloud condensation nuclei to indirectly affect the climate. To characterize organic and elemental carbon(OC and EC), water-soluble organic carbon(WSOC) and inorganic ionic species contents, daily $PM_{2.5}$ measurements were made during the wintertime at an urban site of Gwangju. Average concentrations of WSOC, $NO_3^-$, $SO_4^{2-}$ and $NH_4^+$, which are major components in the water-soluble fraction in PM2.5, are 2.11, 5.73, 3.51 and $3.31{\mu}g/m^3$, respectively, representing 12.0(2.9~23.9%), 21.0(12.9~37.6%), 11.6(2.5~25.9%) and 11.7%(3.8~18.6%) of the $PM_{2.5}$, respectively. Abundance of water soluble organic compounds ranged from 5.4 to 35.9% of total water soluble organic and inorganic components with a mean of 17.6%. Even though the sampling was performed during the winter, the average contributions of secondary OC and WSOC, as deduced from primary OC/EC(or WSOC/EC) ratio, were relatively high, accounting for 17.9%(0~44.4%) of the total OC and 11.2%(0.0~51.4%) of the total WSOC, respectively. During the sampling period, low $SO_4^{2-}/(SO_4^{2-}+SO_2$) ratio of 0.14(0.03~0.32) and relative humidity condition in the winter time suggest an possibility of impact of long-range transport and/or aqueous transformation processes such as metal catalyzed oxidation of sulfur, in-cloud processes, etc.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.62-62
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• 2021

산업 고도화로 인하여 복잡하고 다양한 유기물의 사용량이 증가하였으며, 공공수역 내 새로운 오염물질이 유입됨에 따라 생화학적 산소요구량(BOD) 중심의 수질평가에 한계를 나타내었다. 이후 난분해성 물질을 고려한 유기물관리 정책과 총량관리의 필요성이 제기되었고 국내 하천과 호소에서는 총 유기탄소(TOC)를 유기물 관리지표로 설정하였다. 그러나 부영양 하천과 호소에서 TOC는 외부 부하뿐만아니라 식물플랑크톤의 과잉성장에 의해 증가할 수 있는 항목이므로 TOC 관리정책 추진을 위해서는 유기물의 기원에 대한 파악이 필요하다. 특히, 국내 하천에서 나타나고 있는 난분해성 유기물 오염도의 증가 추세에 대응한 실효성 있는 유기물 오염관리 정책을 수립하기 위해서는 다양한 유기물의 근원을 정확하게 파악하는 것이 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 금강 수계 최대 상수원인 대청호를 대상으로 3차원 수리-수질 모델을 적용하여 유기탄소 성분 별 유입과 유출, 내부생성 및 소멸량을 평가하고 저수지시스템에서의 유기탄소 물질수지를 해석하는 데 있다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 AEM3D 모델을 사용하였으며 2017년을 대상으로 입력자료를 구축한 후 보정을 수행하였고 2018년을 대상으로 모델을 검정하였다. 모델은 유기탄소를 입자성, 용존성, 그리고 난분해성과 생분해성으로 구분하여 모의하며 유기물질 성상별 실험결과를 이용하여 입력자료를 구축하였다. 유기탄소 물질수지 해석을 위해 4가지의 탄소성분과 조류 세포 내 탄소의 질량 변화율을 계산하였다. 이를 위해 외부 유입·유출부하율, 수체 내 생성(일차생산, 재부상, 퇴적물과 수체 간 확산) 및 소멸률(POC 및 조류 침강, DOC 무기화, 탈질)을 고려하였다. 모델은 2017년과 2018년의 물수지를 적절히 재현하였으며 저수지의 성층구조를 잘 재현해내면서 전반적인 수온, 수질을 적절하게 모의하였다. 연간 TOC 부하량 중 내부기원 부하량은 2017년 68.4 %, 2018년은 높은 강우량의 영향으로 55.0%로 산정되었다. 내부 소멸 기작 중 침전으로 인한 손실이 가장 높은 것으로 나타났으며, 2017년과 2018년 각각 31.3%, 29.0%로 나타났다. TOC의 공간분포는 Chl-a 농도 분포와 유사하게 나타났으며, 댐 설치로 형성된 정체수역은 유역의 유기물 순환에 많은 영향을 미치는 것으로 평가되었다. TOC 관리 정책 기초자료 확보를 위해서는 향후 유역-저수지 시스템을 연계한 유기물 물질순환 심층 연구가 필요하다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.233.2-233.2
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• 2016

Graphite의 순도, 결함, 결정층, 전기저항이 개선을 위하여, 10,000K 이상의 초고온 RF 열플라즈마 처리에 관한 연구를 수행하였다. 방전가스는 Ar을 사용하고, 특성 개선을 위하여 첨가가스로 $H_2$, $CH_4$을 첨가하여 흑연의 열플라즈마 처리에 의한 특성을 고찰하였다. Energy Dispersion Spectroscopy을 이용한 탄소 함량 분석 결과, 75wt% 저급 흑연에 함유된 유무기 불순물은 고온의 플라즈마에 의해 제거되어 99wt% 이상으로 순도가 개선되었고, XRD 및 Raman 분석으로부터 고온 열처리를 통한 탄소원자의 재배열로 흑연의 $sp^2$결함이 감소되고, 결정성이 향상됨을 확인하였다. 또한 열플라즈마로 처리된 흑연입자에 대한 분체저항 측정 결과, $10^{-3}{\Omega}{\cdot}cm$에서 $10{-4}{\Omega}{\cdot}cm$로 감소되었다.