• Nuclear Engineering and Technology
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• 제39권1호
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• pp.9-20
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• 2007

Design study on the Gas Turbine High Temperature Reactor 300-Cogeneration (GTHTR300C) aiming at producing both electricity by a gas turbine and hydrogen by a thermochemical water splitting method (IS process method) has been conducted. It is expected to be one of the most attractive systems to provide hydrogen for fuel cell vehicles after 2030. The GTHTR300C employs a block type Very High Temperature Reactor (VHTR) with thermal power of 600MW and outlet coolant temperature of $950^{\circ}C$. The intermediate heat exchanger (IHX) and the gas turbine are arranged in series in the primary circuit. The IHX transfers the heat of 170MW to the secondary system used for hydrogen production. The balance of the reactor thermal power is used for electricity generation. The GTHTR300C is designed based on the existing technologies of the High Temperature Engineering Test Reactor (HTTR) and helium turbine power conversion and on the technologies whose development have been well under way for IS hydrogen production process so as to minimize cost and risk of deployment. This paper describes the original design features focusing on the plant layout and plant cycle of the GTHTR300C together with present development status of the GTHTR300, IHX, etc. Also, the advantage of the GTHTR300C is presented.

• Macromolecular Research
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• 제16권3호
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• pp.204-211
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• 2008

A platinum-catalyzed polyelectrolyte porous membrane was prepared by solid-state compression of electrospun polystyrene (PS) fibers and in-situ metallization of counter-balanced ionic metal sources on the polymer surface. Using this ion-exchange metal-polymer composite system, fiber entangled pores were formed in the interstitial space of the fibers, which were surrounded by sulfonic acid sites ($SO_3^-$) to give a cation-selective polyelectrolyte porous bed with an ion exchange capacity ($I_{EC}$) of 3.0 meq/g and an ionic conductivity of 0.09 S/cm. The Pt loading was estimated to be 16.32 wt% from the $SO_3^-$ ions on the surface of the sulfonated PS fibers, which interact with the cationic platinum complex, $Pt(NH_3)_4^{2+}$, at a ratio of 3:1 based on steric hindrance and the arrangement of interacting ions. This is in good agreement with the Pt loading of 15.82 wt% measured by inductively coupled plasma-optical emission spectroscopy (ICP-OES). The Pt-loaded sulfonated PS media showed an ionic conductivity of 0.32 S/cm. The in-situ metallized platinum provided a nano-sized and strongly-bound catalyst in robust porous media, which highlights its potential use in various electrochemical and catalytic systems.

• Journal of Plant Biotechnology
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• 제48권4호
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• pp.278-288
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• 2021

The development of bioenergy through biomass has gained importance due to the increasing rates of fossil fuel depletion. Biomass is important to increase the productivity of bioethanol, and production of biomass with high biomass productivity, low lignin content, and high cellulose content is also important in this regard. Inorganic salts are important in the cultivation of biomass crops for the production of biomass with desirable characteristics. In this study, the roles of various inorganic salts in biomass and bioethanol production were investigated using an in vitro tobacco culture system. The inorganic salts evaluated in this study showed dramatic effects on tobacco plant growth. For example, H₂PO₄ substantially improved plant growth and the root/shoot (R/S) ratio. The chemical compositions of tobacco plants grown in media after removal of various inorganic salts also showed significant differences; for example, lignin content was high after Mg²⁺ removal treatment and low after K⁺ treatment and H₂PO₄ removal treatment. On the other hand, NO₃^- and H₂PO₄ treatments yielded the highest cellulose content, while enzymatic hydrolysis yielded the highest glucose concentration ratio 24 h after NH₄⁺ removal treatment. The ethanol productivity after H₂PO₄ removal treatment was 3.95% (w/v) 24 h after fermentation and 3.75% (w/v) after 36 h. These results can be used as the basis for producing high-quality biomass for future bioethanol production.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.600-606
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• 2018

금속화재는 나트륨(Na), 리튬(Li) 등과 같은 가연성 금속이 연소하는 화재이다. 일반적인 물계, 가스계 소화약제에는 적응성이 없으며 금속화재용 소화약제 또는 건조사로 화재를 진화할 수 있다. 위험물안전관리법상 가연성 금속에 속하는 2류 및 3류 위험물 화재가 최근 5년간 104건이 발생했으며, 가연성 금속을 사용하는 연료전지, 반도체 산업의 발전으로 화재 건수는 더욱 증가할 것으로 예상되고 있다. 하지만 국내에는 금속화재와 관련된 법적 기준이 마련되어 있지 않아 금속화재용 소화약제 및 소화기 개발은 물론 화재 예방 및 대응 시스템 구축이 이루어지지 않고 있다. 이에 본 연구에서는 금속화재의 위험성을 감소시킬 수 있는 방안을 마련하기 위해 국내외 관련 법령 분석 및 금속화재 사례 11건을 분석하였다. 이를 통해 금속화재의 위험성을 감소를 위해 관련 법령 마련에 필요한 요소를 도출하였으며 금속화재 발생 시 소화약제로 사용되고 있는 건조사의 관리 및 지원방안을 제시하였다. 또한, 금속화재의 예방 및 대응에 필요한 안전교육 및 시설 관리 방안을 제시하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제19권4호
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• pp.459-467
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• 2021

In the majority of countries, the upper limit of buffer temperature in a repository is set to below 100℃ due to the possible illitization. This smectite-to-illite transformation is expected to be detrimental to the swelling functions of the buffer. However, if the upper limit is increased while preventing illitization, the disposal density and cost-effectiveness for the repository will dramatically increase. Thus, understanding the characteristics and creating a database related to the buffer under the elevated temperature conditions is crucial. In this study, a strategy to investigate the bentonite found in Korea under the elevated temperatures from a mineral transformation and radionuclides retardation perspective was proposed. Certain long-term hydrothermal reactions generated the bentonite samples that were utilized for the investigation of their mineral transformation and radionuclide retardation characteristics. The bentonite samples are expected to be studied using in-situ synchrotron-based X-Ray Diffraction (XRD) technique to determine the smectite-to-illite transformation. Simultaneously, the 'high-temperature and high-pressure mineral alteration measurement system' based on the Diamond Anvil Cell (DAC) will control and provide the elevated temperature and pressure conditions during the measurements. The kinetic models, including the Huang and Cuadros model, are expected to predict the time and manner in which the illitization will become detrimental to the performance and safety of the repository. The sorption reactions planned for the bentonite samples to evaluate the effects on retardation will provide the information required to expand the current knowledge of repository optimization.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.845-855
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• 2022

In response to climate change, the world is continuing efforts to reduce fossil fuels, expand renewable energy, and improve energy efficiency with the goal of achieving carbon neutrality. In particular, R&D is being made on the value chain covering the entire cycle of hydrogen production, storage, transportation, and utilization in order to shift the energy supply system to focus on hydrogen energy. Hydrogen-based energy sources can produce heat and electricity at the same time, so it is possible to utilize heat energy, which can increase overall efficiency. In this study, calculation of the optimal scale for hydrogen-based cogeneration and the composition of heat sources were reviewed. It refers to a method of the optimal heat source size according to the external heat supply and heat storage to be considered. The results of this study can be used as basic data for establishing a hydrogen-based energy supply model in the future.

• 해양환경안전학회지
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• 제24권7호
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• pp.848-857
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• 2018

최근 국제적으로 풍력, 태양광, 파도, 연료전지 등의 친환경 신재생에너지 개발이 활발하다. 특히, 해상에서의 풍력발전단지 개발은 대형화를 통한 단가 절감, 고품질의 풍력자원 활용, 발전기로 인한 소음 피해 최소화를 위해 해안에서 멀리 떨어진 위치에 대규모 부유식으로 건설되는 추세이다. 풍력발전단지의 개발은 해사안전법에 의한 해상교통안전진단제도에 따른 평가가 필요하다. 풍력발전단지의 평가는 해당 수역의 체계적인 개발, 관리, 활용을 위해 선과 면적 개념을 모두 적용하여 수행되어야 하며, 이를 위한 평가 방법과 기준이 개발되어야 한다. 이 연구에서는 해상풍력발전단지처럼 해양 공간을 평가할 수 있는 해상교통조사방법과 평가에 대한 적절한 기준을 수립하고, 이를 시스템적으로 처리할 수 있는 방안에 대해서 연구하였다. 먼저 해상교통조사를 위해 AIS와 레이더를 이용한 이동식 해상교통데이터 수집장치를 설계하였다. 그리고 선과 면적의 개념을 모두 적용한 해상교통 항적도, 밀집도, 경로 분석을 제안하였다. 해상교통밀집도는 Grid-cell의 크기를 조절하여 단위 cell에 대한 공간적, 시간적 점유율을 구분하고 해상교통 경로 분석은 해상을 통항로 또는 작업 공간으로 사용할 때를 구분하여 선박의 이동 패턴을 평가할 수 있도록 제안하였다. 최종적으로 시스템적인 해상교통데이터의 수집과 평가가 가능한 해상교통안전평가솔루션의 개념설계를 수행하였다. 이는 자동적인 해상교통데이터의 수집 저장 분류를 통해, 데이터 누락이나 오표기와 같은 인적 오류를 최소화하고 해상 공간의 용도에 따라 선과 면적 개념을 반영하여 분석함으로써 신뢰성 있는 해상 공간의 평가가 가능하게 한다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권4호
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• pp.269-278
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• 2005

본 논문에서는 불필요한 용액의 발생이 없이 전해 반응계로 주입되는 용액을 오직 pH 만 조절시켜 배출시키기 위한 연속식 이온교환막 전해 시스템을 개발하였다. 여기서는 전해 반응기 앞에 한 pH-조정조를 두고 대상 용액을 pH-조정조로 주입하면서 pH-조정조의 용액의 일부를 이온 교환막에 따라 음극방 또는 양극방으로 거처 다시 pH-조정조로 순환하게 하며, pH-조정조의 용액의 일부를 상대극 방으로 통과시킴으로써 pH가 조절되어 배출되게 하였다. 양이온 교환막을 사용하는 경우 음극방을 거치는 용액을 pH-조정조로 순환하게 하고, 음이온 교환막을 사용하는 경우 양극방을 거치는 용액을 pH-조정조로 순환하게 함으로서 배출되는 용액을 효과적으로 산성용액 또는 알카리용액으로 만들 수 있었다. 이러한 전해반응기에서 pH 조절 과정은 음극과 양극 사이에 전압 차가 형성될 시, 이온교환막을 통한 용액 중 이온의 전기이동 현상에 의해 유발되는 음극방과 양극방에서 용액의 전하 비 평형 현상과 이에 따른 물의 전해 분해과정에 의해 설명되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권7호
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• pp.9-15
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• 2018

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 타입의 승용차용 터보과급기 저널 베어링를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 마그네틱 커플링으로 구성하였다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 터보과급기 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드 셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 오일 압력 3bar와 4bar로 오일을 공급하는 상태에서 오일 온도를 $50^{\circ}C$에서 $100^{\circ}C$까지 $10^{\circ}C$ 간격으로 변화시키면서 터보과급기를 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동시켰다. 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하였으며, 과급기 회전속도의 1.6 승에 비례함을 보였다. 오일 온도가 증가함에 따라 마찰손실은 감소하였으며, 오일 압력이 증가함에 따라 마찰손실은 증가하였다. 따라서 적절한 오일 온도와 압력을 유지하는 것이 필요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.585-591
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• 2017

본 연구에서는 터보과급기의 성능을 저해하는 주요 인자 중 하나인 마찰손실에 대한 연구를 수행하였다. 실제 엔진에서 빈번하게 사용되는 저속 구간에서의 승용차용 터보과급기의 마찰손실 측정 장치를 개발하고, 30,000~90,000rpm의 저속 영역에서 작동하는 터보과급기의 마찰손실을 측정하였다. 플로팅 베어링 타입의 승용차용 터보과급기를 실험 대상으로 선정하였으며, 마찰손실 측정 장치는 구동 모터, 오일 공급 시스템, 커플링으로 구성되었다. 실제 차량의 저속 운전 상황을 모사할 수 있도록 설계, 제작되었고, 회전속도, 오일 온도 및 압력을 실험 변수로 선정하였다. 또한, 마찰손실 측정 장치는 로드셀을 사용하여 발생하는 마찰 토크를 직접 측정하여 마찰손실을 산출하였으며, 마그네틱 커플링을 통해 구동 모터의 동력을 터보과급기 축에 전달하고, 오일 공급 시스템을 오일 온도 및 압력을 조절하였다. 온도 $60^{\circ}C$와 $90^{\circ}C$, 압력 4bar의 오일을 공급하는 상태에서 터보과급기가 회전수 30,000~90,000rpm으로 작동할 때 터보과급기 회전속도 증가할 때 마찰손실은 증가하며, 대략적으로 과급기 회전속도의 1.4~1.8 지수승에 비례함을 보이고 있다. 또한 오일온도가 $60^{\circ}C$에서 $90^{\circ}C$로 증가할 때 마찰손실은 최소 41%, 최대 63% 감소하였다.