• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.325-343
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• 2023

직접 메탄올 연료전지(direct methanol fuel cell, DMFC)는 연료의 개질 없이 메탄올 연료를 공급하여 수소이온과 전자 생성을 통해 전류를 생산하는 에너지 변환 장치이다. 현재 DMFC에 적용되고 있는 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 높은 수소이온 전도도와 물리화학적 안정성을 갖는 과불소화계 이오노머를 활용한 PEM이지만, 높은 메탄올 투과율과 분해 시 발생되는 환경 오염 물질 등의 문제로 인해 신규 소재 개발이 요구되고 있다. 최근 들어, 과불소화계 이오노머에 비해 낮은 연료 투과율 및 우수한 물리화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 PEM을 DMFC에 적용하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설에서는 탄화수소계 고분자 기반 PEM 중 1) 친수성/소수성 영역의 뚜렷한 나노 상분리 구조를 나타내는 가지형 공중합체를 합성하여 수소이온 전도성과 메탄올의 선택도를 향상시킨 연구, 2) 제막 단계에서 가교 구조를 도입하여 메탄올 투과율을 감소시키고 치수 안정성을 향상시킨 연구, 3) 유/무기계 첨가제 및 다공성 지지체를 도입하여 성능을 개선한 복합 막 개발 연구에 대해 소개하고자 한다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제43권1호
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• pp.122-134
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• 2015

본 연구는 낙엽송을 이용한 반탄화 펠릿의 제조 가능성을 확인하기 위하여 수행하였다. 낙엽송 칩을 230, 250, $270^{\circ}C$ 및 30, 50, 70분의 조건에서 반탄화 처리를 각각 실시하였으며, 반탄화 낙엽송 칩의 함수율, 수분흡착률, 발열량, 회분을 측정하여 각 조건에 대한 반탄화 조건의 영향을 분석하였다. 또한 반탄화 낙엽송 칩의 표면을 광학현미경, FE-SEM, SEM-EDXS를 이용하여 관찰하였다. 낙엽송 시편의 리그닌 함량은 반탄화 온도 및 시간 증가와 함께 증가한 반면, 전섬유소 함량은 감소하였다. 함수율은 반탄화 처리하지 않은 칩과 비교하여 급격히 감소하였으며, 수분흡착률은 반탄화 온도가 높을수록 감소하였다. 낙엽송의 발열량 및 회분함량은 반탄화 온도가 높아짐에 따라 증가하였으나, 반탄화 낙엽송 펠릿의 내구성은 무반탄화 낙엽송 펠릿과 비교하여 현저히 낮았다. 낙엽송 칩의 단면을 광학현미경 및 FE-SEM으로 관찰한 결과 반탄화 조건이 강해질수록 재색의 농색화 및 세포벽의 부분적 붕괴를 확인할 수 있었으며, SEM-EDXS 분석을 통하여 반탄화에 따른 리그닌의 분포 확산 및 양의 증가가 확인되었다. 결과를 종합하면, 연료적 특성의 측면에서 $270^{\circ}C$/50분이 낙엽송의 최적 반탄화 조건인 것으로 판단되나, 낙엽송 반탄화 펠릿의 내구성 결과에 따르면 $230^{\circ}C$/30분과 같이 반탄화 처리조건이 강하지 않은 경우에 대하여 고려할 필요성이 있을 것으로 생각한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.54-54
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• 2010

In this study, the correlation between temperature and the gel-content of the module were analyzed through experiments. Amorphous thin-film solar cell used in this experiment has a visible light transmission performance of 10%. In addition, ethylene vinyl acetate(EVA) film and the clear glass have been used for the modulation. The most important process is to laminate the module in the manufacturing process of BIPV(Building integrated photovoltaic) module. Setting parameters of laminator in the lamination process are temperature, pressure and time. Setting conditions significantly affect the durability, watertightness and airtightness of module. The most important factor in the setting parameters is temperature to satisfy the gel-contents. The bottom and top surface temperature of module are measured according to setting temperature of laminator. The results showed $145^{\circ}C$ of max temperature of the bottom surface and $128^{\circ}C$ of max temperature of top surface on the module at the temperature condition of $160^{\circ}C$. And at the another temperature condition of laminator with $150^{\circ}C$, the max temperature do bottom and top are $117^{\circ}C$ and $134^{\circ}C$ respectively. The temperature difference between bottom and top of the module occurred, that is because heat has been blocked by the clear glass and the bottom of the cells absorb the heat from the laminator. In this particular, the temperature difference between setting temperature of the laminator and the surface temperature of the module showed $15^{\circ}C$, because the heat of laminator plate is transferred to the surface of the module and heat is lost at this time. As a results, gel-content showed 94.8%, 88.7% and 81.7% respectively according to the setting temperature $155^{\circ}C$, $150^{\circ}C$ and $145^{\circ}C$ of the laminator. In conclusion, the surface temperature of module increases, the gel-contents is relatively increased. But if the laminator plate temperature is too high, the gel-content shows rather decline in performance. Furthermore, the temperature difference between setting temperature and the surface temperature of the module is affected by laminating machine itself and the temperature of module should be considered when setting the laminator.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권4호
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• pp.271-279
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• 2016

본 연구는 IRG의 사료 가치 및 보관성 향상을 목적으로 소형 펠렛밀의 동력 구동방식 및 함수율이 IRG 펠렛의 성형 특성 및 품질에 미치는 영향을 규명하기 위해 실시되었다. IRG의 펠렛 형성은 재료의 함수율에 큰 영향을 받았다(p<0.05). 펠렛밀의 종류별로 약간의 차이는 있지만, 함수율 25% 조건이 외관, 부하량 및 온도 변화를 고려했을 때 IRG 펠렛 성형에 가장 적합한 것으로 나타났다. 펠렛의 경도는 펠렛밀의 종류에 관계없이 함수율이 높을수록 낮아지는 경향을 보였다. 15~25% 조건의 함수율이 내구도에 미치는 영향은 적었지만, 함수율 25% 조건에 비해 30% 조건에서는 내구도가 급격히 떨어지는 결과를 보였다 (p<0.05). 펠렛밀의 종류와 함수율에 관계없이 IRG 펠렛 성형전에 비해 성형 후에 건물 함량이 높아졌으며(p<0.05), 펠렛 성형과정에서 발생되는 압축열과 재료의 급격한 수분 손실로 인해 총 세균수는 크게 감소되는 결과를 보였다. 따라서 본 연구의 결과에서 IRG 펠렛 형성에 바람직한 함수율은 25%로 나타났으며, 원형 펠렛밀 보다는 수평형 펠렛밀 특히, roller 구동의 수평형 펠렛밀이 IRG 펠렛 형성에 유리한 것으로 판단된다. 또한 IRG에 대한 펠렛 성형은 IRG의 사료 가치 및 장기 보관성 향상에 긍정적인 방법인 것으로 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제20권2호
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• pp.34-40
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• 2017

높은 출력의 장점을 가지는 전기이중층 커패시터 (EDLC: electric double layer capacitors)는 이차 전지와 더불어 차세대 에너지 저장장치로서 각광받고 있으나 낮은 에너지 밀도로 인해 그 사용처가 제한적이다. 본 연구에서는 EDLC의 에너지 밀도 향상 방법 중의 하나인 고전압화 구현 시 적합한 전해액을 연구하기 위해 AN (acetonitrile)용매에 $SBP-BF_4$ (spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate), $TEA-BF_4$ (tetraethylammonium tetraflouroborate), $EMI-BF_4$ (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)의 세가지 염을 각각 선정하여 다양한 전해액의 조성에 따른 전기화학 특성을 비교 평가하였다. LSV (linear sweep voltammetry)측정에서 1.5M SBP-BF4/AN 전해액은 넓은 전위영역에서 안정함을 보였고, 고전압의 환경 (3.0 V 이상)에서 다른 조합의 전해액들과 비교하여 가장 우수한 전기화학적 성능을 보였다. 또한, 장기적으로 안정적인 성능을 유지하기 위해 리튬이온전지시스템에서 기능성 첨가제 효과가 입증된 TMSP (tris(trimethylsilyl)phosphite) 첨가제를 적용 했을 때 고전압의 환경 (3.3 V)에서 10,000 cycle 후 93%의 높은 용량 유지율을 얻을 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.11-15
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• 2015

휴대용 고분자전해질 연료전지의 수소발생용으로써 $NaBH_4$는 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 비담지 Co-B, Co-P-B 촉매의 $NaBH_4$ 가수분해 특성에 대해 연구하였다. 촉매의 BET 표면적, 수소 수율, $NaBH_4$ 농도 영향, 촉매 내구성 등을 실험하였다. 비담지 Co-B 촉매의 BET 표면적은 $75.7m^2/g$으로 FeCrAlloy에 담지한 Co-B 촉매에 비해 BET 면적이 18배 높았다. 회분식 반응기에서 비담지 촉매들은 $NaBH_4$ 20~25 wt% 사용조건에서 97.6~98.5%의 높은 수소 수율을 보였다. $NaBH_4$ 농도가 30 wt%로 증가하면서 수소수율은 95.3~97.0%로 감소하였다. 비담지 촉매의 촉매 손실율은 FeCrAlloy에 담지 촉매에 비해 낮았으며, $NaBH_4$ 농도가 증가하면서 촉매 손실율도 증가하였다. 연속 반응기에서 1.2 g 비담지 Co-P-B 촉매를 사용해서 약 $3{\ell}/min$ 발생속도로 가수분해 반응하여 90%의 수소 수율을 얻었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제18권6호
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• pp.90-96
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• 2014

콘크리트의 전기저항은 철근부식 개시 이전인 잠복기와 철근부식되는 진전기 두과정과 유관된다. 염소이온에 노출된 콘크리트 구조물의 전기저항은 초기 부식율의 위험도를 표현할 수 있는데, 낮은 전기저항은 빠른 염소이온 침투와 높은 부식속도를 의미하기 때문이다. 콘크리트의 전기저항은 인가된 전압과 전류간의 비율인 전기저항으로 표현된다. 이전의 연구에 의하면 콘크리트의 전기저항은 콘크리트내 수분량, 미세구조 및 탄산화 등에 크게 의존하였다. 습윤량과 전기저항의 관계를 다룬 연구가 적지만 존재하는 반면, 염소이온이 전기저항에 미치는 연구를 행한 연구는 매우 드물다. 본 연구의 목적은 염소이온이 콘크리트의 전기저항에 미치는 영향을 고찰하는 것이다. 실험결과에 의하면 염소이온량은 전기저항을 떨어뜨리는 것으로 나타났으며 이는 선형의 관계가 성립되었다. 초기 양생 50일 이전까지 전기저항의 감소추세는 뚜렷하였으며, 이후로는 염소이온량과 상관없이 일정하였다. 결과적으로 본 연구는 염소이온량을 함유한 콘크리트의 전기저항을 표현하는데 결정적인 방법을 제안하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.810-815
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• 2011

역삼투막을 이용한 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 내에는 고농도의 $Na^+$ 이온이 포함되어 있으며, 이를 경제성 있는 NaOH 용액으로 회수하기 위해 전기분해를 적용하였다. 실험실 규모의 전기분해장치를 구성하여 실험조건의 변화에 따른 NaOH 용액의 합성농도를 비교하였다. 이온교환막의 종류(CIMS 막, Nafion 막), 이온교환막의 전처리 유무, 농축수의 유입 유속(73 mL/min ~ 200 mL/min), 모의 농축수의 농도(1.5 M ~ 5 M), 전류(1.5 A, 2 A) 등의 인자를 변화시켜 전기분해를 수행한 결과, CIMS 막은 Nafion 막에 비하여 NaOH 용액의 합성효율은 뛰어나지만, 장시간운전 이후에 염소가스에 대한 내구성이 떨어졌다. 또한, 모의 농축수의 $Na^+$ 이온농도와 전류가 높을수록 NaOH 용액의 합성효율은 증가하였으나, 모의 농축수의 유입 유속이 낮을수록 합성효율은 증가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권4호
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• pp.136-143
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• 2016

염해에 의한 철근콘크리트 구조물의 내구수명을 평가하는 방법에는 여러 가지가 있지만, 가장 확실한 방법은 염해환경에 노출된 시편에 대한 철근 부식시험을 시행하는 것이다. 그러나 이러한 방법은 장기간이 소요된다는 단점이 있으며 이를 보완한 촉진부식시험 결과는 장기시험과의 상관성이 규명되지 않아 적용에 한계가 따른다. 따라서 본 연구에서는 부식촉진시험과 장기폭로시험간의 상관성을 분석하는 것을 연구의 목표로 한다. 부식속도가 가장 빠른 간만대 환경을 모사한 최적 건습반복시험방법을 찾고 해양환경폭로시험장의 간만대에 장기간 노출된 시편의 철근부식모니터링 시험결과와의 비교를 통해 촉진부식시험과 장기폭로시험간의 상관계수를 도출하였다. 또한 재료의 배합별 특성을 파악하기 위해 물,결합재비 60%를 기준으로 플라이애시를 20% 치환한 배합과 고로슬래그 미분말을 30% 치환한 배합을 비교하였으며, 물-결합재비가 35%인 고강도 배합에 대해서도 시험을 실시하였다. 반전지전위법에 의한 부식 모니터링 결과 일정기간의 건조와 습윤의 반복 조건보다는 염수를 시편 상부에 침지시켜 염수 및 산소의 공급이 계속되는 염수 ponding 시험법이 24~36% 정도 부식을 촉진시키는 것으로 나타났다. 각 배합별로는 모든 시험법에서 OPC60, FA, BS, OPC35 순으로 부식이 발생하였다. 간만대의 장기폭로시험과의 상관성 분석 결과 건습반복 부식촉진시험의 경우 4.23~5.52의 상관계수를 가지고 있었으며, 염수 ponding 시험법의 경우 6.54~7.82의 상관계수를 나타내었다.

• 한국초지조사료학회지
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• 제36권1호
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• pp.34-40
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• 2016

본 시험은 가공 조사료 이용확대를 위해 압축 방법과 수분 함량이 이탈리안 라이그라스 큐브의 물리적 및 화학적 성상에 미치는 영향을 구명하기 위하여 수행되었다. 이탈리안 라이그라스 큐브 제작을 위해 평판 다이형 큐브 기계를 직접 제작하였으며 이탈리안 라이그라스의 수분 함량을 15, 20, 25 및 35%로 조절하여 큐브를 제조하여 품질을 조사하였다. 수분 함량이 15~20%에서는 간헐적인 균열이 일어났으며 가루 발생량도 10~16%로 다른 처리보다 낮게 나타났다. 경도에 있어서도 15% 수분 함량에서 159 kg/f로 가장 높게 나타났으며 30% 수분 함량에서는 70 kg/f로 가장 낮았다. 그러나 전기 부하량과 큐브의 표면 온도는 수분 함량이 낮은 곳에서 더 높게 나타났다. 수분 함량에 따른 큐브의 일반 조성분은 조제전에 비하여 조단백질과 조지방 함량은 높아졌으며 조섬유, ADF, NDF 함량은 감소하는 것으로 나타났다. 조회분 함량은 수분 함량 30%를 제외하고는 큐브 조제 전후간에 차이를 보이지는 않았다. 수분 함량에 있어서는 수분이 많아질수록 조단백질 함량이 증가되는 경향을 보였으며 조섬유, 조회분 함량은 처리간에 차이가 나타나지 않았다. NDF 및 ADF 함량은 30% 수분 함량에서 가장 낮게 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 이탈리안 라이그라스 큐브 조제를 위한 적정 수분함량은 15~20% 내외로 추정되며 이로 인해 사료적 가치가 향상되는 것으로 나타났다.