• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2019

암모니아 생산은 이전부터 비료, 식량과 관련되어 많은 연구가 이루어져 왔는데, 최근 신재생 에너지에 대한 관심이 커짐에 따라 암모니아 또한 에너지로서 내연기관이나 연료전지로 활용이 기대되어 더 많은 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 하지만 암모니아를 생성하기 위해서 하버-보쉬법을 사용하는데, 150-300기압과 $350-550^{\circ}C$ 이상의 높은 압력과 온도가 필요하므로 지구 에너지의 1-2%를 사용할 만큼 암모니아 생산에 많은 에너지가 소모되며, 주로 화석연료가 사용된다. 위와 같은 반응에 사용되는 에너지를 줄임으로 이산화탄소 배출량을 줄여 환경문제에도 대응할 수 있기 때문에 반응온도 및 압력을 줄이는 노력이 필요하다. 본 총설에서는 암모니아를 생산하기 위한 방법 중 특히 상온, 상압에서의 전기화학적 질소환원반응 결과들을 소개한다. 실험 결과뿐만 아니라 밀도범함수 계산을 통하여 전기화학적 질소환원반응 메커니즘 연구가 많이 되었으며, 더 많이 전기화학반응에 참여할 수 있도록 하는, 나노 와이어, 다공성 전극과 같은 나노구조화 전극설계에 대한 다양한 연구 결과들 또한 제시한다.

• 한국항공우주학회지
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• 제49권9호
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• pp.759-769
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• 2021

발사체 추진 시스템에서 Titanium Hydride Potassium Perchlorate (THPP)는 에너지를 인가받으면 gas를 발생시키는 pyrotechnic initiator로써 혹은 NASA Standard Initiator (NSI)의 supplement charge로써 흔히 사용되는 물질이다. 하지만 금속으로 이루어진 복합 화약이 오랫동안 보관이 되면 노화라는 문제에 직면하게 된다. 본 연구에서는 열분석 및 표면분석을 통하여 다양한 습도환경에서 노화된 THPP에 대하여 열역학적 특성의 변화를 확인하였고, 이를 바탕으로 THPP에 대한 전반적인 노화 메커니즘을 구축해내었다. 우선, THPP가 노화됨에 따라 산화제 표면의 균열빈도가 증가하고 길이가 길어졌는데, 이는 열·수분 노화가 공통적으로 산화제의 분해를 초래함을 보여준다. 이때 열 노화된 경우 Viton의 열화 현상이, 수분 노화된 경우 연료의 산화가 더욱 두드러졌다. 또한 실험을 통해 계산된 반응률에 대한 THPP의 화학반응인자의 경우 습도에 따라 크게 달라졌는데, 이는 수분이 THPP의 연소에 상당한 변화를 미쳐 결국에는 수명의 감소로 이어지게 될 것을 시사한다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권2호
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• pp.33-39
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• 2022

본 연구에서는 Rotary kiln(RK)을 이용하여 바나듐 염배소 전처리시 적정온도를 유지하기 위한 열화학적 모델링 관련 인자에 대해 논의하였다. 관련 모델 메카니즘은 열화학 관련 반응속도모델, 열수지 및 열전달 등이며 이를 통해 rotary kiln내 온도분포를 직관적으로 추정할 수 있다. 이러한 작업을 통해 최적 염배소 온도인 1000 ℃(또는 약 1273 K) 근방을 kiln내에서 장기간 유지하는 것이 관건이다. 본 연구에서는 탄화수소(천연가스) 연료연소 및 광석 산화반응으로부터의 발열과 광석으로의 복사열전달 등을 산정하였다. 또한 열화학 측면에서 Rotary kiln내 적정 배소온도구역에서의 온도구배 완화를 위한 방안을 제시하였다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권3호
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• pp.117-125
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• 2022

This study examines whether engine fuel efficiency is improved by optimization of the exhaust valve timing in a state where the intake valve timing has been optimized in a small turbo gasoline engine that has intake cams and exhaust cams with fixed valve opening periods. When the exhaust valve is opened late, the expansion stroke is longer, and the efficiency can be improved. A 2-cylinder turbo gasoline engine with 0.8 liters of displacement and an MPI (Multi Point Injection) fuel system was used. The engine was operated at 1,500 and 3,000 rpm, and the load conditions included a partial load of 50 N·m and a high load of 70 N·m. Data was recorded as the exhaust valve timing was controlled, and this was used to calculate the efficiency of combustion using a heat release, the fuel conversion efficiency, and the pumping loss. Results and the hydrocarbon concentrations in the exhaust gas were compared for each condition. Experiment results confirmed that additional fuel efficiency improvements are possible through exhaust valve timing control at 1,500 rpm and 50 N·m. However, in other operating conditions, fuel efficiency improvements could not be obtained through exhaust valve timing control because cases where the pumping loss and fuel/air mixture slip increased when the exhaust valve timing changed and the fuel efficiency declined.

• 한국추진공학회지
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• 제27권1호
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• pp.37-48
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• 2023

본 연구에서는 정상 상태 및 천이 상태에 따른 항공기용 터보팬 엔진의 성능해석 모델링을 수행하였다. 대상 엔진은 Pratt & Whitney 사의 F100-PW-229으로 선정하여 팬, 고압 압축기, 연소기, 고압터빈, 저압 터빈, Mixer, 수축-확산형 노즐 등의 구성품을 모델링하였다. 또한, 이차 유로를 통한 터빈에서의 냉각 효과를 적용하였다. Simulink를 이용하여 터보팬 엔진 성능해석 프로그램을 자체 개발함에 따라 해석의 자유도가 높으며, 엔진 제어기 설계에 활용이 용이한 구성의 성능해석 프로그램을 개발하였다. 개발된 성능해석 프로그램은 상용 프로그램인 GASTURB 해석 결과와의 비교를 통하여 검증하였다.

• 자원환경지질
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• 제56권1호
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• pp.75-85
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• 2023

The potential sources and spatial distribution of heavy metals and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were investigated in the leaf plants of Al-Zubair city. A total of 14 samples of conocarpus lancifolius plant leaf were collected and analyzed for their heavy metals and PAHs content using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and a 7890 Agilent capillary gas chromatograph (GC) respectively. Bioaccumulation factor calculation revealed the highest pollution of heavy metals , due to the activity of a petrochemical in the area. The diagnostic ratio of Ant/(Phe+Ant), BaA/BaA+Chr), In/(In+BghiP), Flu/Pyr, FlA/FlA+Pyr), FlA/FlA+Pyr), ∑LMW/∑HMW are commonly used for determining the origin and source of PAHs in various environmental media. The diagnostic ratio indicated the anthropogenic origin. PAHs with five-to-six membered rings were dominant in the plant leaf, which likely results from anthropogenic activities. The leaves of C. lancifolius have a preponderance of high molecular weight PAHs compared to low molecular weight PAHs, indicating a combustion origin (car exhaust, petroleum emissions, and fossil fuel). C. lancifolius leaves are a reliable indication of atmospheric PAHs absorption. The background level of heavy metals in the city (or the near environment) is in the order of Fe > Cu > Ni > Cr. On the other hand, the bioaccumulation in plant leaves showed greater tendencies as follows: Co>Cd>Zn=As>Cu>Mn>Ni>Pb>Cr>Fe. Cobalt showed high bioaccumulation, indicating strong uptake of Co by plant leaves. These findings point to human activity and car emissions as the primary sources of roadside vegetation pollution in Al-Zubair city.

• Safety and Health at Work
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• 제14권2호
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• pp.215-221
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• 2023

Background: There is little information about the airborne hazardous agents released during the heat treatment when manufacturing a welding material. This study aimed to evaluate the airborne hazardous agents generated at welding material manufacturing sites through area sampling. Methods: concentration of airborne particles was measured using a scanning mobility particle sizer and optical particle sizer. Total suspended particles (TSP) and respirable dust samples were collected on polyvinyl chloride filters and weighed to measure the mass concentrations. Volatile organic compounds and heavy metals were analyzed using a gas chromatography mass spectrometer and inductively coupled plasma mass spectrometer, respectively. Results: The average mass concentration of TSP was 683.1±677.4 ㎍/m³, with respirable dust accounting for 38.6% of the TSP. The average concentration of the airborne particles less than 10 ㎛ in diameter was 11.2-22.8×10⁴ particles/cm³, and the average number of the particles with a diameter of 10-100 nm was approximately 78-86% of the total measured particles (<10 ㎛). In the case of volatile organic compounds, the heat treatment process concentration was significantly higher (p < 0.05) during combustion than during cooling. The airborne heavy metal concentrations differed depending on the materials used for heat treatment. The content of heavy metals in the airborne particles was approximately 32.6%. Conclusions: Nanoparticle exposure increased as the number of particles in the air around the heat treatment process increases, and the ratio of heavy metals in dust generated after the heat treatment process is high, which may adversely affect workers' health.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
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• 한국환경과학회 2019년도 정기학술대회 발표논문집
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• pp.134-134
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• 2019

Utilization of organic waste as a renewable energy source is promising for sustainability and mitigation of climate change. Pyrolysis converts organic waste to gas, oil, and biochar by incomplete biomass combustion. Biochar is widely used as a soil conditioner and adsorbent. Biochar adsorbs/desorbs metals and ions depending on the soil environment and condition to act as a nutrient buffer in soils. Biochar is also regarded as a carbon storage by fixation of organic carbon. Phosphorus (P) and nitrogen (N) are strictly controlled in many wastewater treatment plants because it causes eutrophication in water bodies. P and N is removed by biological and chemical methods in wastewater treatment plants and transferred to sludge for disposal. On the other hand, P is an irreplaceable essential element for all living organisms and its resource (phosphate rock) is estimated about 100 years of economical mining. Therefore, P and N recovery from waste and wastewater is a critical issue for sustainable human society. For the purpose, intensive researches have been carried out to remove and recover P and N from waste and wastewater. Previous studies have shown that biochars can adsorb and desorbed phosphates implying that biochars could be a complementary fertilizer. However, most of the conventional biochar have limited capacity to adsorb phosphates and nitrate. Recent studies have focused on biochar impregnated with metal salts to improve phosphates and nitrate adsorption by synthesizing biochars with novel structures and surface properties. Metal salts and metal oxides have been used for the surface modification of biochars. If P removal is the only concern, P adsorption kinetics and capacity are the only important factors. If both of P and N removal and the application of recovery are concerned, however, P and N desorption characteristics and bioavailability are also critical factors to be considered. Most of the researches on impregnated biochars have focused on P removal efficiency and kinetics. In this study, coffee waste is thermally treated to produce biochar and it was impregnated with Mg/Al to enhance phosphates and nitrate adsorption/desorption and P bioavailability to increase its value as a fertilizer. Kinetics of phosphates and nitrate adsorption/desorption and bioavailability analysis were carried out to estimate its potential as a P and N removal adsorbent in wasewater and a fertilizer in soil.

• 문화기술의 융합
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• 제8권3호
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• pp.493-499
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• 2022

본 논문은 제주도의 화산이 폭발 시에 얼마만한 속도로 폭발했으며, 폭발 후에 생기는 튜물러스와 한라산 중턱에서 폭발된 현무암이 바다까지 밀려온 결과를 보고한다. 현무암 지하 마그마가 약 절대온도 1000K로 지상의 중성대를 뚫고 1950m 상공에서 절대온도 1200K로 폭발하면서 나올 때의 속도에 대해 분석했다. 부력(浮力)에 의한 화염 기둥의 열기류인 Plume 화산 폭발로 인한 주변의 공기보다 연소가스의 밀도가 작아져 부력이 발생하고 상승 기류가 형성된다. 화염 기둥은 연속, 간헐, 부력 화염 영역으로 분류된다. 한라산(1950m) 화염 기둥의 속도는 상승한 최고점에서 낙하함으로 위치에너지가 운동에너지로 변환되어 유체흐름에 의해 이 두 식을 같게 놓아 풀면 화산 폭발 속도87.5m/s를 얻었다. 이때 마그마의 밀도는 온도에 반비례한다. 거문오름(456m)은 폭발 속도는 42.6m/s로 계산했다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.419-429
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• 2024

연구목적: 소방용 배관 보온재의 불연성능 강화와 제연덕트 보온재의 내열성능 향상을 위해 AES소재 단열재의 성능을 시험을 통해 배관보온재 및 제연덕트 보온재에 적합성을 검증하고자 한다. 연구방법: AES 단열재에 대해 불연성능과 내열성능, 단열성능을 시험을 통해 검증한다. 연구결과: '건축물 마감재료의 난연성능 및 화재 확산 방지구조 기준'에 근거하여 불연성 및 가스 유해성 시험 결과 불연성능을 확인하였고, 내화성능 표준시험 결과 내화성능도 확인하였다. 또한, 건축용 단열시험으로 단열성능도 검증하였다. 결론: 본 연구에서 AES 계열 무기질 성분 단열재에 대한 성능시험으로 불연성능, 내화성능, 단열성능이 입증됨에 따라 건축물의 화재확산 방지성능을 개선하는데 좋은 대안이 될 것으로 사료된다.