• 한국재료학회지
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• 제32권11호
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• pp.481-488
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• 2022

The Cu₂ZnSn(S_xSe_1-x)₄ (CZTSSe) absorbers are promising thin film solar cells (TFSCs) materials, to replace existing Cu(In,Ga)Se₂ (CIGS) and CdTe photovoltaic technology. However, the best reported efficiency for a CZTSSe device, of 13.6 %, is still too low for commercial use. Recently, partially replacing the Zn²⁺ element with a Cd²⁺element has attracting attention as one of the promising strategies for improving the photovoltaic characteristics of the CZTSSe TFSCs. Cd²⁺ elements are known to improve the grain size of the CZTSSe absorber thin films and improve optoelectronic properties by suppressing potential defects, causing short-circuit current (J_sc) loss. In this study, the structural, compositional, and morphological characteristics of CZTSSe and CZCTSSe thin films were investigated using X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometer (XRF), and Field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM), respectively. The FE-SEM images revealed that the grain size improved with increasing Cd²⁺ alloying in the CZTSSe thin films. Moreover, there was a slight decrease in small grain distribution as well as voids near the CZTSSe/Mo interface after Cd²⁺ alloying. The solar cells prepared using the most promising CZTSSe absorber thin films with Cd²⁺ alloying (8 min. 30 sec.) exhibited a power conversion efficiency (PCE) of 9.33 %, J_sc of 34.0 mA/cm², and fill factor (FF) of 62.7 %, respectively.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제47권1호
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• pp.18-31
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• 2014

관룡사 약사전에 사용된 단청안료에 대해 과학적 분석을 실시하여 사용안료의 종류와 특성을 밝혀내고, 이를 약사전 벽화 뿐만아니라 대웅전 단청에 사용된 안료와도 비교하고자 하였다. 분석결과, 적색과 녹색, 백색계열의 안료는 채색 부위에 따라 전혀 다른 종류의 안료를 사용한 것으로 나타났으며, 여러 가지 색상구현을 위해 2종류 이상의 안료를 혼합하여 일부 사용하였다. 확인된 안료의 색상별 원료광물은 적색계열의 경우, 진사(Cinnaba)와 연단(Minium), 석간주(Hematite)이며, 백색계열은 합분(Oyster shell white)과 백토(White Clay), 녹색계열은 녹염동광(Atacamite)과 뇌록석(Celadonite)이었다. 또한 흑색계열은 먹(Carbon)이나 카본블랙(Carbon Black), 황색은 황토(Yellow Ocher)이며, 청색계열은 청람석(Lazulite)으로 확인되었다. 이러한 분석결과를 관룡사 내 약사전 벽화나 대웅전 단청에 사용된 안료의 연구결과와 서로 비교했을 때, 전체적으로는 비슷한 원료광물을 사용했으나 녹색이나 백색, 황색 등의 안료들에서 서로 다른 원료광물이 가감되어 사용되었음을 일부 확인하였다. 결국 같은 시기, 같은 사찰내에서도 회화의 종류나 대상건물에 따라 안료의 원료광물은 선택적으로 사용될 수 있다는 것을 보여주는 결과이다.

• 터널과지하공간
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• 제19권4호
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• pp.287-303
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• 2009

한라산 정상부의 백록담 암체는 백록담조면현무암이 분포하는 동측구역과 한라산조면암이 분포하는 서측구역으로 구분된다. 백록담에서 진행되는 풍화, 암벽붕괴, 낙반은 전반적으로 백록담 서측구역에 분포하는 한라산 조면암의 풍화작용과 밀접한 연관성을 가지며, 동측구역에서는 개별 암석 블록들의 국지적 붕락현상이 발생한다. 본 연구에서는 한라산조면암 분포지역의 지질학적 특성을 조사하였으며, 풍화단계별로 조면암 시료를 채취하여 편광현미경분석, X-선 회절분석, 지화학적 분석, 공학적 특성시험을 수행하였다. SEM, XRD, XRF 분석을 통하여 2차 변질광물의 종류와 함량 및 광물조성 변화를 관찰한 결과 점토광물이 확인될 정도의 심한 화학적풍화작용은 발생하지 않았지만 풍화에 따른 화학적풍화지수와 주요원소의 함량 변화에 대한 분석 결과에 의거할때 화학성분의 용탈에 의한 미약한 화학적풍화작용이 발생한 것으로 판단된다. 풍화에 기인된 암석의 공학적특성변화를 고찰하기 위하여 밀도, 비중, 흡수율, 공극률, 탄성파속도, 일축압축강도, 슬레이크내구성지수, 동결-융해시험을 수행하였다. 인공풍화시험을 통한 균열발현 양상과 물리적 특성 측정 결과 기계적풍화작용은 미세균열 및 공극을 발달시켜 암반의 역학적 강도 저하를 야기하고 있으며, 기계적풍화 진행에 의한 추가적인 공극률 저하 양상을 고려할 때 $D_B$ = 1.5 또는 공극률 = $20{\sim}21%$ 범위에서 한라산조면암의 공학적 강도 특성이 소멸될 것으로 분석되었다.

• 자원환경지질
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• 제57권2호
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• pp.263-270
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• 2024

광산배수 슬러지를 대상으로 응집제와 탈수튜브를 이용한 슬러지 탈수시스템(이하 KOMIR-Tube 시스템)의 탈수율 향상을 위한 영향인자를 평가하였다. 실험은 KOMIR-Tube 시스템으로 탈수 시 함수율 90 % 이상인 semi-active 시설 슬러지를 대상으로 하였다. 실내실험을 통해 응집제 및 투입량을 결정하였고, 현장실험을 통해 탈수율을 확인하였다. 실내실험 결과, 슬러지 탈수처리 시 응집제 선정은 침강성(sedimentation) 이외 여과성(filterability)을 같이 평가해야 하고, 이때 형성된 플럭의 적정 크기는 최소 0.7 mm 이상의 크기를 유지해야 탈수율을 향상할 수 있었다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 현장실험 결과, 슬러지 함수율은 강우 및 습도 등 환경적 기후 조건에 영향을 받는 것으로 분석되었다. 이에 슬러지 탈수처리는 강우량과 습도가 낮은 4월~5월에 수행하는 것이 적합한 것으로 판단된다. 또한, 슬러지의 주요 구성광물 결정도에 따라 탈수율 차이를 보였다. 특히 철수산화물 중 페리하이드라이트보다 침철석 구성비가 높은 경우, 탈수율이 높은 것으로 나타났다. 이는 페리하이드라이트의 결정도가 침철석 보다 낮고 결정형태가 뚜렷하지 않기 때문으로 판단된다. 침철석은 결정도가 높고 침상을 이루고 있어 응집 및 탈수율에 영향을 미치는 것으로 보인다. KOMIR-Tube 시스템을 이용한 광산배수 슬러지 탈수 시 탈수율에 영향을 미치는 인자는 응집제, 기후조건, 결정성 광물의 존재 유무 그리고 철화합물의 결정도 및 입자 형태로 나타났다.

• 한국토양비료학회지
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• 제43권3호
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• pp.304-314
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• 2010

본 연구는 산성광산배수 (AMD)의 처리 과정에서 생성되는 부산물 ochre의 이화학성, 광물학적 특성 및 환경 분야 활용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. 이를 위하여 적극적 처리법인 물리 화학적 정화 처리시설에서 생성된 ochre-H와 수동적 처리법인 자연 정화 처리시설에서 생성된 ochre-D, ochre-S의 특성을 비교 분석하였다. Ochre-H는 광물 내 침철석 (goethite) 함량 및 철 성분 함량이 다른 시료에 비해 상대적으로 낮게 나타났지만, 소석회 내 칼슘 이온의 인 흡착 능력과 상대적으로 높은 흡착 표면적 등이 장점으로 작용할 수 있다. 또한 환경 생태계의 중금속 오염 가능성이 희박하고 물리 화학적 정화 처리시설에서 균일한 특성의 ochre를 대량 생산할 수 있으므로 실용적이며, 경제성이 높을 것으로 판단된다. Ochre-H의 인 흡착 특성은 Freundlich 흡착등온식모델에 적합하였다. 또한 ochre의 흡착 특성이 단분자층 흡착이 아닌 여러 분자층으로 흡착되어 매우 높은 흡착량을 가지기 때문에 인 출현곡선 (BTC)은 1이 아닌 0.3~0.4 상대농도 범위에서 평형에 도달하였다. 실제로 물 중 인 제거 능력을 평가한 실험에서 인 농도 외에 다른 오염원이 존재할 것으로 예상되는 수질 시료의 경우를 제외한 나머지 시료에서는 수질 및 수생태계 생활환경기준상의 인 농도 I 등급 기준치 이하로 검출되어 정화능력이 우수함을 확인하였다. 또한 정화 처리 과정 중 ochre내의 철 성분이 수질 내로 용출되는 양은 많지 않은 것으로 나타났다. 실험을 통하여 확인한 ochre의 높은 인 제거능력을 이용하여 부영양화 현상에 대한 정화제로 환경 분야에 적용하기 위해서는 오염원이 유입되는 하천 등의 위치를 정확히 파악한 후, 현장에 필터 형태의 pilot을 제작하여 설치하는 것이 중요하며, 또한 슬러지의 일종인 ochre 내 철 등으로 인한 수질오염의 발생 여부를 확인하여 유해하지 않음이 검증되어야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권7호
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• pp.472-478
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• 2013

기존 흡착제들보다 우수한 흡착성능을 확보하고, 특히 특정한 용제에 대한 흡착성능을 극대화하기 위하여 활성탄소섬유를 기본흡착제로 적용하였고, 여기에 활성금속을 첨착시켜 흡착성능과 선택성을 제고하고자 하였다. 선행 연구를 통하여 선정된 Cu, Cr을 기본 활성금속으로 하고 여기에 활성보조금속으로서 Pt, Pd를 복합 첨착시킨 활성탄소섬유를 첨착온도 및 시간을 변수로 하여 제조하였다. 복합첨착 활성탄소섬유의 흡착 성능이 단일첨착 활성탄소섬유와 비교하여 향상되었으며, 첨착온도 $100^{\circ}C$, 첨착시간 5시간 조건에서 최상의 흡착 성능을 확인할 수 있었다. Cu-Cr-Pt-Pd 복합첨착 활성탄소섬유가 가장 뛰어난 흡착성능을 보였으며, 기존 활성탄소섬유보다 2배 이상의 높은 흡착성능을 확인하였다. 한편, 활성금속첨착 활성탄소섬유상에의 확산 및 흡착에 필요한 최소 접촉시간은 0.5초 이상은 유지해야 함을 확인 할 수 있었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제28권1호
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• pp.1-14
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• 2023

In this study, column tests using relatively uniform Jumunjin sand media were conducted to evaluate the feasibility of calcium polysulfide (CaS_x, CPS) in removing high concentration of Zn²⁺ in groundwater. The injected CPS solution reacted rapidly with Zn²⁺ in artificial groundwater and effectively reduced Zn²⁺ by more than 99% through metal sulfide precipitation. Since the density (d = 1.27 g/cm³ ) of CPS solution was greater than that of water, CPS solution settled down rapidly while capturing Zn²⁺ and formed stable CPS layer similar to dense nonaqueous phase liquid. Mass balance analysis on Zn²⁺ in CPS solution suggested that CPS solution effectively reacted with Zn²⁺ to form metal sulfide precipitates except for high groundwater seepage velocity of 400 cm/d. With greater groundwater seepage velocity, injected CPS did not completely dissolve at the CPS-water interface, but a partially-misible CPS layer continuously moved and reacted with Zn²⁺+ in the direction of groundwater flow. Since hydraulic conductivity (K_h) decreased slightly due to the generated metal precipitates in the inter-pores of media, injection of CPS solution should be optimized to prevent clogging. As evidenced by both XRF and SEM/EDS results, ZnS precipitates were clearly observed through the reaction between the CPS solution and Zn²⁺. Further study is warranted to evaluate the feasibility of CPS to remove high-concentration heavy metalcontaminated groundwater in complex and heterogeneous media.