• 한국환경복원기술학회지
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• 제26권2호
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• pp.13-24
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• 2023

Sewage sludge has been widely used as an organic fertilizer in agriculture. However, sewage sludge can cause serious malodor problems resulting from the decomposition of organic compounds in anaerobic conditions. The malodor of sewage sludge mainly occurs due to a low carbon to nitrogen ratio (C/N), high moisture, and low temperature, which are ideal conditions for ammonia emissions. Therefore, in this study, we investigated the reduction of the odor-causing ammonia nitrogen (NH₃-N) in sewage sludge by co-application of microbes and methanol (MeOH). The physico-chemical properties of the municipal sewage sludge showed that the odor was mainly caused by a higher NH₃-N content (2932.2 mg L^-1). Supplementation with MeOH (20%) as a carbon source in the sewage sludge significantly reduced the NH₃-N up to 34.2% by increasing C/N ratio. Furthermore, the sewage sludge was treated with the NH₃-N reducing and plant growth promoting (PGP) bacteria Stenotrophomonas rhizophila SRCM 116907. The treatment with S. rhizophila SRCM 116907 significantly increased the seedling vigor index of Lolium perenne (10.3%) and Chrysanthemum burbankii (42.4%). The findings demonstrate that supplementing sewage sludge with methanol significantly reduces ammonia emissions, thereby mitigating malodor problems. Overall, the study highlights the potential of using a microbial and methanol approach to improve the quality of sewage sludge as an organic fertilizer and promote sustainable agriculture.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4102-4110
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• 2022

Aiming at high-power and long-pulse operation up to 1000 s, some improvements have been made for both 2.45 GHz and 4.6 GHz lower hybrid (LH) systems during the recent 5 years. At first, the guard limiters of the LH antennas with graphite tiles were upgraded to tungsten, the most promising material for plasma facing components in nuclear fusion devices. These new guard limiters can operate at a peak power density of 12.9 MW/m². Strong hot spots were usually observed on the old graphite limiters when 4.6 GHz system operated with power >2.0 MW [B. N. Wan et al., Nucl. Fusion 57 (2017) 102019], leading to a reduction of the maximum power capability. With the new limiters, 4.6 GHz LH system, the main current drive (CD) and electron heating tool for EAST, can be operated with power >2.5 MW routinely. Long-pulse operation up to 100 s with 4.6 GHz LH power of 2.4 MW was achieved in 2021 and the maximal temperature on the guard limiters measured by an infrared (IR) camera was about 540 ℃, much below the permissible value of tungsten material (~1200 ℃). A discharge with a duration of 1056 s was achieved and the 4.6 GHz LH energy injected into the plasma was up to 1.05 GJ. Secondly, the fully-active-multijunction (FAM) launcher of 2.45 GHz system was upgraded to a passive-active-multijunction (PAM), for which the density of optimum coupling was relatively low (below the cut-off value). Good coupling with reflection coefficient ~3% has been achieved with plasma-antenna distance up to 11 cm for the new PAM. Finally, in order to eliminate the effect of ion cyclotron range of frequencies (ICRF) wave on 4.6 GHz LH wave coupling, the location of the ICRF launcher was changed to a port that is located 157.5° toroidally from the 4.6 GHz LH system and is not magnetically connected.

• 한국가스학회지
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• 제27권2호
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• pp.71-78
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• 2023

일반적으로 평균 수명이 1.0~1.5년인 전기식 액중형 펌프(electrical submersible pump, ESP)는 유·가스 및 저류층 특성, 운영 조건에 따라 성능 저하 및 수명 감소가 발생하며, 이에 따른 ESP의 고장은 회수 및 설치에 따른 높은 유정 개·보수(workover) 비용과 생산 중단에 따른 추가 비용이 발생한다. 이에 본 연구에서는 유·가스정에서 ESP 장기 운영에 따른 수명을 예측하고자 환형 유동 시스템(flow loop system)을 설계 및 구축하고, ESP 설치 초기 시점부터 고장 시점까지의 ESP 수명에 대한 전 주기 데이터를 취득 및 분석하였다. 구축한 시스템에서 산출되는 데이터 중 ESP의 유체유량, 흡입구 및 토출구의 온도, 압력 그리고 외측부에 설치된 진동 측정기의 데이터 분석을 통하여 ESP 장기 운영에 따른 성능 상태를 정상(normal), 권고 I (advise I), 권고 II (advise II), 유지관리(maintenance), 고장(failed)의 총 5단계로 분류하였다. 실험 결과를 통해 ESP 장기 운영시 단계별 데이터의 경향 차이를 확인하였으며, 이를 통해 운영 기간에 따른 ESP의 상태를 진단하고 펌프의 고장을 예측하였다. 본 연구를 통해 도출된 결과는 유·가스정에서 운영되는 ESP의 상태 모니터링(monitoring) 을 위한 고장 예측 프로그램 및 데이터 분석 알고리즘 개발에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Composites Research
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• 제36권3호
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• pp.186-192
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• 2023

최근, 철도차량 분야에서는 경량화 및 운송 효율화를 위해 복합재 활용에 대한 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 다양한 차량 부품에 복합재를 적용하고자 하는 연구 및 상용화 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 복합재 적용에 대한 품질 검증을 위해 완성품의 기계적 성능 평가와 같은 사후 측정을 중심으로 평가가 이루어지고 있다. 하지만, 제작 품질에 큰 영향을 미치는 요소인 복합재 성형 과정에서 발생하는 열과 응력에 대한 분석은 미비한 상황이다. 따라서, 본 연구에서는 철도차량용 복합재 부품의 성형 품질을 검증하기 위하여 가장 활발히 사용되는 복합재 내장재 패널 2종(라미네이트 패널, 샌드위치 패널)에 대한 성형 품질 분석을 진행하였다. 이를 위해 복합재 내부 적용에 용이한 FBG 광섬유 센서를 이용하여 성형 과정 동안 온도 및 변형률 변화를 모니터링 하고, 성형 완료 후 발생하는 잔류 변형률 값을 측정하였다. 결과적으로, 과열 현상과 과도 잔류응력이 발생하지 않은 것을 확인함으로써 철도차량용 복합재 내장재 패널의 우수한 성형 품질을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권4A호
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• pp.391-398
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• 2010

본 연구에서는 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브에 대해서 비재하 상태에서 ISO-834 화재곡선을 적용한 가열시험을 수행하였다. 가열시험시 PP섬유 혼입되지 않은 실험체에서는 콘크리트의 폭렬이 발생되고, PP섬유가 혼입된 실험체에서는 폭렬이 발생되지 않았다. PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 적용한 RC 슬래브의 발생온도는 PP섬유가 혼입되지 않은 경우보다 낮은 수준을 보였다. 화재 가열실험 후 상온상태로 냉각된 RC 슬래브의 극한하중을 평가하기 위하여 3점 휨실험을 수행하였다. 실험결과, PP섬유가 혼입되지 않은 RC 슬래브는 PP섬유가 혼입된 실험체와 비교해 약 32.5% 정도 극한하중이 감소하는 결과를 보였다. 또한, PP섬유가 혼입된 반단면 프리캐스트 패널을 갖는 RC 슬래브의 극한하중은 PP섬유가 혼입된 전두께 RC 슬래브보다 큰 수준을 보였다. 이상의 결과에서 PP섬유의 혼입과 반단면 프리캐스트 패널 적용시 화재에 대한 저항능력이 향상됨을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.349-354
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• 2023

본 연구는 시멘트 산업의 CO₂ 저감을 위한 가장 핵심적인 기술 중 CCU(Carbon Capture, Utilization)를 적용하여 이산화탄소의 활용을 극대화 시키기 위한 일환으로 이산화탄소 양생 환경에서의 보통 포틀랜드 시멘트 페이스트를 대상으로 하여 탄산화 반응 촉진제의 혼입 유·무에 따른 재령 별 탄산화 깊이 변화와 이에 따른 기초 물리 특성변화를 검토하고자 하였으며, 콘크리트 분야에서 CO₂ 고정량을 평가하기 위하여 가장 범용적으로 사용하는 벙법인 고온에서의 CaCO₃ 탈탄산을 평가하는 열분석 방법을 적용하여 중량 감소율에 따른 결과를 평가하였다. 평가결과, 시멘트 페이스트에 CRA 혼입에 따라 두 가지의 환경조건에서 모두 압축강도 성능이 소폭 감소하는 경향이 나타났지만, 탄산화 깊이 확산성능에 있어서 CRA의 혼입으로 경화체 내의 탄산화 깊이가 상당 부분 증가하는 경향을 확인하였다. 또한, 항온항습기 양생 조건, 탄산화챔버 양생 조건의 순서로 Plain 대비하여 각각 23.8 %, 40.77 %만큼의 중량 감소율이 증가한 경향을 확인하였기에 CRA 첨가에 따른 우수한 CaCO₃의 생성량을 확인할 수 있었으며 CO₂의 농도가 증가할수록 그 생성량 또한 증가하는 것으로 확인하였다. 이는 소요성능 수준 이상의 성능을 만족할 수 있을 것으로 사료되며, 탄산화 저감을 목표로 하는 모든 CCU 기술에 재료적 측면으로 접목 및 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 생태와환경
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• 제56권4호
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• pp.375-383
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• 2023

모래잠입 어류는 모래 하상에 잠입하여 살아가는 생물로, 잠입을 통해 포식자 회피, 먹이 포획, 에너지 보존 등 생존에 이득이 있다. 국내에 서식하는 흰수마자는 전형적인 모래잠입 특성을 보임에도 불구하고 지속적인 개체군 감소로 인해 멸종위기종으로 지정되어있다. 본 연구에서는 흰수마자의 감소원인 파악을 위하여 모래크기 선호도 및 잠입 행동을 평가하였다. 전반적으로 1 mm 이하의 모래를 선호하는 것으로 확인되었으며, 유량에 따라 모래크기의 선택이 차이가 발생하였다. 또한 수온이 낮아짐에 따라 모래에 보다 깊이 잠입하였고, 잠입하는 깊이는 흰수마자의 크기별로 차이가 있는 것으로 나타났다. 흰수마자의 모래 선호도 연구 결과 전반적으로 개체군이 감소하는 원인은 댐, 보 등의 건설로 인한 물리적인 하상구조의 변화로 사료되었다. 특히, 구조물 건설 상류부의 정수역 형성으로 인한 실트와 진흙의 하상 내 축적과 하류부에 세립질 퇴적물 유입 감소 및 침식으로 인한 장갑화로 서식처 변형이 발생하여 잠입에 문제가 발생한 것으로 판단되었다. 흰수마자를 비롯한 모래잠입 어류는 모래 하상 구조가 생존 및 서식에 중요한 역할을 하기 때문에 이를 관리할 수 있는 효율적 전략 수립 및 서식지 관리가 필요하다.

• 자원환경지질
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• 제56권6호
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• pp.675-695
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• 2023

군산 산북동 공룡과 익룡발자국 화석산지는 국내 최대의 전기 백악기 공룡발자국 화석지이며, 모든 발자국은 대형 조각류와 수각류 공룡들이 전기 백악기에 한반도에 서식하였음을 지시하는 중요한 증거이다. 산북동 화석산지는 2021년 보호각 설치 이전까지 야외 환경에서 방수포로 보호되어 있었다. 이로 인해 화석의 기반암에는 전단력, 하중 감소, 온습도변화, 산성비, 염분 및 미생물 등이 복합적으로 작용하여 발자국의 손상이 가중되었다. 이 연구에서는 발자국 화석 중 형태 및 보행렬 확인이 가능한 12개 보행렬의 159개 발자국을 대상으로 각각의 손상정도를 평가하고 6개의 손상유형으로 분류하였다. 화석산지 전체 표면에 대한 초음파 물성평가 결과, 대부분 완전풍화단계(CW)를 보였다. 또한 연구대상 화석산지에는 다양한 풍화양상이 나타나 층준별 표면의 오염원을 분석한 결과, 화석산지의 신선부와 오염물은 지점별로 양상은 상이하나 조성은 거의 유사하였다. 이를 바탕으로 공룡 및 익룡발자국 화석산지의 효율적인 보존관리체계를 구축하였으며 각 발자국의 보존처리 유형을 제안하였다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H₂)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO₂ 및 H₂ 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO₂ 및 H₂ 함량은 증가하였다. CO₂와 비교하여, H₂의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO₂ 보다 H₂가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO₂는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H₂는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO₂ 및 H₂를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제30권1호
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• pp.132-145
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• 2023

본 연구에서는 식품 원료로 이용이 허가된 Acetobacter pasteurianus SRCM101388을 사용하여 바이오매스 고농도배양을 위한 최적화 연구를 실시하였다. SRCM101388의 최적 배양온도와 pH 조건은 각각 28℃와 pH 6.0으로 나타났다. 배지조건을 확립하기 위하여 Plackett-Burman design을 실시한 결과, glucose, sucrose, yeast extract가 biomass 증가에 가장 높은 효과를 보였다. Glucose, sucrose, yeast extract의 최적농도를 알아보기 위하여 central composite design을 실시하였으며, 최적농도는 glucose 10.73 g/L, sucrose 3.98 g/L, yeast extract 18.73 g/L로 나타났다. Plackett-Burman design에서 biomass 증가에 영향이 있는 기타 미량원소에 대한 최적농도를 조사한 결과, ammonium sulfate 1 g/L, magnesium sulfate 0.5 g/L, sodium phosphate monobasic 2 g/L, sodium phosphate dibasic 2 g/L로 나타났으며, 최종 최적화된 배지 제조 시 pH는 6.10으로 최적 pH 조건과도 일치하였다. 최적화된 배지 3.5 L를 함유한 5 L jar fermenter에서의 배양결과, SRCM101388은 DO가 낮은 rpm에서 DO 감소가 더 빠르게 나타났다. 최대 생균수는 150 rpm, 0.5 vvm, pH 6.0, 28℃ 조건에서 18시간 배양 시 2.53± 0.12×10⁹ CFU/mL로 나타났다.