• 제목/요약/키워드: Water-gas-shift

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세라믹 모노리스에 담지된 CuO와 ZnO계 촉매에 의한 이산화탄소의 메탄올로의 전환에 관한 연구 (Study on Conversion of Carbon Dioxide to Methyl Alcohol over Ceramic Monolith Supported CuO and ZnO Catalysts)

  • 박철민;안원주;조웅규;송진훈;김기중;정운조;손보균;안병권;정민철;박권필;안호근
    • 한국대기환경학회지
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    • 제29권1호
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    • pp.97-104
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    • 2013
  • Methyl alcohol is one of the basic intermediates in the chemical industry and is also being used as a fuel additive and as a clean burning fuel. In this study, conversion of carbon dioxide to methyl alcohol was investigated using catalytic chemical methods. Ceramic monoliths (M) with $400cell/in^2$ were used as catalyst supports. Monolith-supported CuO-ZnO catalysts were prepared by wash-coat method. The prepared catalysts were characterized by using ICP analysis, TEM images and XRD patterns. The catalytic activity for carbon dioxide hydrogenation to methyl alcohol was investigated using a flow-type reactor under various reaction temperature, pressure and contact time. In the preparation of monolith-supported CuO-ZnO catalysts by wash-coat method, proper concentration of precursors solution was 25.7% (w/v). The mixed crystal of CuO and ZnO was well supported on monolith. And it was known that more CuO component may be supported than ZnO component. Conversion of carbon dioxide was increased with increasing reaction temperature, but methyl alcohol selectivity was decreased. Optimum reaction temperature was about $250^{\circ}C$ under 20 atm because of the reverse water gas shift reaction. Maximum yield of methyl alcohol over CuO-ZnO/M catalyst was 5.1 mol% at $250^{\circ}C$ and 20 atm.

Oxygen Sensitivity of Carbon Monoxide-Dependent Hydrogen Production Activity in Citrobacter sp.

  • Kim, Jung-Rae;Oh, You-Kwan;Yoon, Yeo-Joon;Lee, Eun-Yeol;Park, Sung-Hoon
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제13권5호
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    • pp.717-724
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    • 2003
  • A newly isolated Citrobacter sp. Y19 catalyzes the CO-dependent $H_2$ production (biological water-gas shift reaction) by the actions of CO dehydrogenase (CODH) and hydrogenase. Y 19 requires $O_2$ for fast growth, but its $H_2$ production activity is significantly inhibited by $O_2$. In the present study, the effect of $O_2$ on the activities of CODH ard hydrogenase was investigated quantitatively in both whole cells and broken cells, based on CO-dependent or methyl viologen (MV)-dependent $H_2$ production in addition to CO-dependent MV reduction. In crude cell extracts, CODH activity was mostly found in the soluble fraction. Inactivation of CODH and hydrogenase activities by $O_2$ followed the first-order decay kinetics, and the dependence of the rate constants on $O_2$ partial pressure could be expressed by the Michaelis-Menten equation. In whole cells, the maximum deactivation rate constants ($k_{d,max}$ of hydrogenase and CODH were quite similar: $0.07{\pm}0.03 min^{-1}\;and\;0.10{\pm}0.04 min^{-1}$, respectively. However, the first-order rate constant ($k_{d,max}/K_s$) of CODH ($0.25\;min^{-1}\;atm^{-1}$) at low $O_2$ partial pressures was about 3-fold higher than that of the hydrogenase, since the half-saturation constant ($K_s$) of CODH was about half of that of hydrogenase. In broken cells, both enzymes became significantly more sensitive to $O_2$ compared to the unbroken cells, while $k_{d,max}/K_s$ increased 37-fold for hydrogenase and 6.7-fold for CODH. When whole cells were incubated under anaerobic conditions after being exposed to air for 1 h, hydrogenase activity was recovered more than 90% in 2 h suggesting that the deactivation of hydrogenase by $O_2$ was reversible. On the contrary, CODH activity was not recovered once deactivated by $O_2$ and the only way to recover the activity was to synthesize new CODH. This study indicates that $O_2$ sensitivity of $H_2$ production activity of Citrobacter sp. Y19 is an important drawback as in other $H_2-producing$ bactria.

Ni-K2TixOy 촉매를 이용한 해조류 유래 수열 액화 원료의 수증기 개질 반응 연구 (Steam Reforming of Hydrothermal Liquefaction Liquid from Macro Algae over Ni-K2TixOy Catalysts)

  • 박용범;임한권;우희철
    • 청정기술
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    • 제23권1호
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    • pp.104-112
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    • 2017
  • 해조류로부터 수열 액화 반응을 통해 생성된 원료를 이용하여 수소가스를 생산하기 위해 개질 반응용 상용화 촉매와 $K_2Ti_xO_y$가 첨가된 니켈(Ni) 제조 촉매를 사용하여 반응온도에 따른 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료는 해조류 바이오매스를 503 K의 반응온도에서 2시간 동안 수열 액화를 통해 생성된 액화 원료를 사용하였으며, 상용화 촉매(FCR-4-02)와 제조 촉매($Ni/K_2Ti_xO_y-Al_2O_3$, $Ni/K_2Ti_xO_y-SiO_2$, $Ni/K_2Ti_xO_y-ZrO_2/CeO_2$, Ni/$K_2Ti_xO_y$-MgO) 및 반응온도에 따른 수증기 개질 반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험결과 제조 촉매 4종 모두 상용화 촉매와 비교하여 반응활성이 높게 나타나는 것이 확인되었으며, 제조 촉매의 지지체에 따라 생성되는 가스의 조성이 달라지는 것이 확인되었다. 특히, 산성이나 염기성을 띄는 $Al_2O_3$와 MgO의 지지체와 중성을 띄는 $SiO_2$의 지지체에서는 CO가 선택적으로 높게 생성이 되었으며 환원성을 띄는 $CeO_2$를 포함하는 지지체에서는 수성가스 전환 반응이 일어나 $CO_2$가 높게 생성됨을 보였다.

수증기-메탄올 개질기의 곡유로 채널형 관 형태 변화에 따른 메탄올 전환율 및 유동 특성에 관한 수치해석적 연구 (Study on Methanol Conversion Efficiency of Steam-Methanol Reforming on Pipe Shape and Flow Rate Variation in Curved Channel)

  • 성홍석;이충호;서정세
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제40권3호
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    • pp.173-179
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    • 2016
  • 본 연구에서는 전산유체역학 상용코드를 이용하여 수소 개질기의 곡유로 채널형에 대하여 수치해석적 연구를 수행하였다. 선행연구모델에 대한 수치해석 모델과 다른 관 형태의 곡유로 채널을 모델링하여 수치해석적으로 비교하였다. 4가지 타입의 곡유로 채널형 개질기의 수치해석 결과 메탄올 전환율은 타입1~4까지 각각 45.0%, 45.3%, 45.6%, 45.6%로 ${\pm}0.6%$ 포인트의 차이로 거의 차이가 없음을 나타내었다. 유동특성에 대해서는 사각타입의 관과 45도 곡관의 각도를 가지는 타입2에서 상대적으로 가장 균일한 유동 특성 및 메탄올 농도 분포를 보였으며, 원형타입의 관과 90도 곡관의 각도를 가지는 타입3에서 상대적으로 가장 불균일한 유동특성 및 메탄올 농도분포 특성을 나타내었다. 곡유로 채널형 개질기의 설계 시에는 45도 곡관의 각도를 가지는 타입과 같이 사각타입의 관과 45에 가까운 곡관의 각도를 가지도록 설계해야 한다는 결과에 도달하였다.

우드펠릿의 스팀가스화 특성 (Steam Gasification Characteristics of Wood Pellet)

  • 황훈;이문원;최선용;김래현
    • 에너지공학
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    • 제19권4호
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    • pp.215-220
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    • 2010
  • 근래의 무분별한 화석연료의 사용은 에너지자원의 고갈과 환경오염의 문제를 야기하여 이의 해결을 위한 청정신에너지에 대한 연구가 전 세계적으로 집중되고 있다. 이 중 바이오매스는 화석연료보다 비교적 높은 H/C비를 갖기 때문에 신에너지인 수소 또는 Syngas를 생산하기 위한 가스화 특성이 우수한 특징을 가지고 있으며, 구성성분 내 중금속, 타르 질소를 거의 함유하지 않는 점에서 환경오염 저감과 동시에 대체 신에너지로써 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스인 Wood pellet에 대하여 고정층 반응기를 이용하여 질소 분위기하에서 온도 및 Steam/Biomass Ratio(SBR)조건 변화에 따른 가스화 특성으로 고찰하는데 그 목적을 둔다. 온도의 영향에 대하여, 높은 온도 범위에서 수소 수율이 증가함을 알 수 있었다. SBR에 대한 영향으로서, 상대적 저온 조건에서는 SBR이 1 이상인 조건에서는 수소 수율이 거의 일정한 경향을 보였고, $900^{\circ}C$의 고온에서는 SBR 증가에 따라 증가하는 결과를 얻었다. 또한 $H_2$/CO ratio에 비하여 $H_2/CH_4$ ratio의 변화가 더 큰 결과로부터, 본 실험 조건에서의 반응은 Steam reforming이 Water gas shift reaction 보다 더욱 지배적임을 확인하였다. 최적의 $H_2$ 수율 생산 조건은 열분해의 경우 $800^{\circ}C$이며, 저온 스팀가스화의 경우에는 SBR=1, $900^{\circ}C$의 고온인 경우에는 SBR=3 이었으며, 최대 수소 수율은 $900^{\circ}C$, SBR=3의 조건에서 38.5 vol.%(56.01 L/min kg) 이었다.

침출용 티백 포장재의 안전성에 관한 연구 (The Monitoring on Plasticizers and Heavy Metals in Teabags)

  • 엄미옥;곽인신;강길진;전대훈;김형일;성준현;최희정;이영자
    • 한국식품위생안전성학회지
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    • 제21권4호
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    • pp.231-237
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    • 2006
  • 현재 침출용 티백은 그 편리성으로 인하여 전 세계적으로 녹차, 홍차, 커피 등에 다양하게 이용되고 있어 안전성 측면에서 침출용 티백에서 유래될 수 있는 가소제와 유해중금속의 잔류실태 및 식품으로의 이행정도를 조사하였다. 먼저 GC/FID를 이용하여 DEHA, DEHP등 총 16종의 가소제를 동시 분석할 수 있는 분석조건을 확립하였다. 이때 각 가소제 성분에 대한 회수율은 $82.7%\sim104.6%$ 범위였으며, RSD $0.6%\sim2.7%$, 상관계수 $0.9991\sim0.9999$로서 우수한 재현성 및 직선성을 나타내었다. 동 시험법을 적용하여 국내 유통 중인 침출용 티백 재질 143품목에 대하여 재질중에 함유된 가소제를 분석한 결과, 16종 모두 불검출이었고 침출용 티백 재질을 $95^{\circ}C$ 물에서 30분간 침출시켜 식품으로 이행되는 양을 분석한 결과에서도 16종의 가소제가 모두 불검출이었다. 또한, 티백 재질중 유해중금속인 납, 카드aba, 비소 및 알루미늄의 함유량을 ICP/AES를 이용하여 분석한 결과, 티백 재질당 납은 $trace\sim23{\mu}g$, 알루미늄은 $0.6\sim1718{\mu}g$으로 검출되었고, 카드뮴 및 비소는 모두 trace로 검출되었다. 티백 재질을 $95^{\circ}C$ 물에서 30분간 침출한 액에서는 티백당 납 및 알루미늄은 각각 $trace\sim11.5{\mu}g$$trace\sim20.8{\mu}g$으로 검출되었고, 카드뮴 및 비소는 모두 불검출이었다. 따라서 차를 음용하는 시간동안 침출용 티백으로부터 가소제 및 중금속의 이행에 따른 문제점은 없는 것으로 사료된다.X>$114.03{\pm}19.04mg%$, 된장이 $734.32{\pm}147.70mg%$, 청국장이 $600{\pm}150mg%$ 이었다. 색도를 측정한 결과 L(명도), a(적색도) 및 b(황색도)값의 평균치는 고추장은 각각 $14.49{\pm}1.44,\;15.45{\pm}1.77$$8.34{\pm}1.02$로 나타나 적색도에 있어서 다소 낮게 나타났고, 된장은 각각 $26.69{\pm}4.33,\;7.25{\pm}1.03$$12.02{\pm}1.82$로서 명도와 황색도가 다소 낮게 나타났다. 청국장은 각각 $35.62{\pm}2.05,\;6.31{\pm}0.37$$13.50{\pm}0.78$로 나타나 명도와 황색도에 있어서 다소 낮게 나타났다.m25$에 9.4%를 나타내었다. 신체발달점수에서 남대생은 68.3%가 $75\sim85$이었고, 86 이상이 25.3%로 나타난 반면, 여대생은 표준범위가 63.6%의 분포를 나타내었다. 여대생의 나트륨 섭취는 연령과 0.082의 유의성을 나타내었고, 남대생의 복부 지방률은 연령과 0.011의 유의적 차이를 나타내었으며, 여대생의 체단백질랑은 나트륨섭취와 -0.276의 음의 상관관계를 나타내었다. 따라서 본 조사에 의하면 탄수화물:단백질:지방 비율이 $46\sim54:16\sim17:30$ 이상의 수준이었고, 섬유소는 권장량의 20%, 칼슘은 권장량의 $77\sim83%$, 나트륨은 권장량의 $2\sim3$배를 섭취하였는데, 이러한 섭취경향은 체성분에서 특히 남대생 94%가 체단백질량이 표준이상인 반면 남대생

수륙 경계지역에서 얻어진 육상 노달 에어건 탄성파탐사 자료의 고찰 및 자료처리 (Investigation and Processing of Seismic Reflection Data Collected from a Water-Land Area Using a Land Nodal Airgun System)

  • 이동훈;장성형;강년건;김현도;김관수;김지수
    • 지질공학
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    • 제31권4호
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    • pp.603-620
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    • 2021
  • 수진기들을 서로 케이블로 연결하지 않고 독립적으로 운용하는 육상-노달 탄성파 기술을 수륙 경계지역에 대한 탄성파 반사법자료를 얻기 위해 사용하였다. 이 기술은 수진기 설치와 수거가 간편하기 때문에 지형조건 영향을 적게 받으면서 양호한 자료를 얻을 수 있다는 점에서 매우 경제적이다. 경상북도 포항시 형산강 하구를 테스트 지역으로 한 이 연구에서는 송수신 측선을 약 120 m 간격으로 서로 평행하도록 전개하여 음원은 강에서 에어건을 사용하고 무선 수신은 하상에 설치한 노달 시스템을 사용하였다. 수집된 반사파 자료들은 낮은 신호대잡음(S/N)과 불연속적인 이벤트를 보이며, 특히 직접파, 가이드파, 음파, Scholte 표면파를 포함한 대부분의 이벤트들이 현장 자료에서 쌍곡선 형태로 나타는데 이러한 특징은 송수신이 같은 측선에서 이루어지는 일반적인 탐사에서의 직선 형태와 크게 대비된다. 주된 자료처리는 저주파 고진폭 잡음에 가려진 미약한 신호를 향상시키기 위한 띠통과 필터링, 공기파를 완화시키기 위한 주파수-파수 필터링, 송수신기 사이의 전파시간을 보정하기 위한 시간지연 보정을 수행하여 궁극적으로 가이드파와 공기파에 가려진 천부의 반사파를 표출하는데 목적을 두었다. 송신기와 수신기 사이의 횡단-오프셋 거리에 따른 시간지연 보정을 위한 주시방정식과 곡선을 이 연구에서 새로이 제시하였다. 시간지연 보정 효과는 최소 횡단-오프셋 자료에서 보정 후 약 200 ms 상향 이동하는 잘 정렬된 수평층으로 잘 관찰된다, 직접파/공기파를 기준으로 한 시간지연 보정은 서로 평행한 송수신 측선에서 얻어지는 자료처리에 필수적인 것으로 나타났다. 이 연구에서 개발되고 적용된 육상 노달-수상 에어건 시스템 자료의 수집과 처리 기법은 차후 천부가스, 단층대, 연안지역 및 도심지의 엔지니어링 설계를 위해 육해상 경계 지역에서 얻어지는 고분해능 자료에 효과적으로 쉽게 적용될 것으로 기대된다.

지역전략산업에 따른 특성화고 졸업자 신규수요 예측: 대전과 전남 지역 비교를 중심으로 (New demand forecast for vocational high school graduates in regional strategic industries: Focusing on comparison between Daejeon and Jeonnam)

  • 김진모;최수정;전영욱;오진주;류지은;김선근
    • 직업교육연구
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    • 제36권1호
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    • pp.47-75
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    • 2017
  • 이 연구의 목적은 지역전략산업에 따른 특성화고 졸업자의 신규수요를 예측함으로써 지역별 중등단계 직업교육의 정책수립과 특성화고의 변화에 필요한 기초 자료를 제공하는데 있다. 이를 위해 대전과 전남을 중심으로 지역전략산업을 선정하고, 특성화고 졸업자의 신규수요를 산업별 및 직업별로 예측하였다. 연구결과는 다음과 같다. 첫째, 입지상 분석 및 변이할당 분석 결과, 대전과 전남의 전략산업은 서로 다른 양상을 보이는 것으로 확인되었다. 대전은 전남과 달리 '음식료품 및 담배 제조업', '목재, 종이, 인쇄 및 복제업', '공공행정, 국방 및 사회보장 행정'과 '전기 전자 및 정밀기기 제조업'이 전략산업에 포함되었다. 전남은 대전에서는 도출되지 않은 '기계 운송장비 및 기타 제품 제조업', '비금속광물 및 금속제품 제조업', '전기, 가스, 증기 및 수도사업', '석탄 및 석유, 화학제품 제조업', '광업', '농림어업' 등이 지역전략산업으로 도출되었다. 둘째, 대전과 전남의 특성화고 졸업자에 대한 산업별 직업별 신규수요 역시 서로 다른 양상을 보였다. 대전은 제조업을 중심으로 신규수요가 많은 반면, 전남은 서비스업을 중심으로 신규수요가 많을 것으로 예측되었다. 직업별로는 대전이 전문가 및 관련 종사자의 신규수요 비중이 많은 것과 달리, 전남은 사무 종사자와 서비스 종사자의 신규수요 비중이 많았다. 셋째, 각 직업별 신규수요 중 지역전략산업에서 발생하는 신규 수요의 비중은 대전과 전남에서 모두 높았다. 넷째, 대전과 전남의 특성화고 졸업자에 대한 신규수요를 산업의 입지계수와 변화효과 측면에서 분석한 결과, 대전과 전남 모두 총 변화효과가 정적인(+) 산업들에서 많은 신규수요를 보였다. 입지계수 측면에서는 대전과 전남이 서로 다른 결과를 보였다.

탄력적 근로시간제 개선에 대한 연구 (A Study on the Improvement of Flexible Working Hours)

  • 권용만
    • 벤처혁신연구
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    • 제5권3호
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    • pp.57-70
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    • 2022
  • 현대의 산업자본주의는 근로의 제공과 임금의 수령이라는 관계가 사회를 규율하는 중요한 원리로 자리 잡고 있다. 근로계약에 따라 자신의 노동력에 대한 처분권을 사용자에게 맡기고 제공받는 임금은 직접적인 보상이 되고 있으며, 적절한 휴식의 보장으로 인간다운 삶의 보장과 재생산을 할 수 있어야 한다. 자유계약에 의한 근로관계의 구축은 근로자 보호에 문제점을 나타내고 있으며, 이에 따라 근로자에 대한 최소한의 권리로 근로시간의 최대치를 정하고 최소휴식의 기준을 설정·부여하고 있다. 근로시간의 단축은 근로자의 삶의 질이라는 측면에서 매우 중요하지만 효율적인 기업활동에 있어서도 중요한 문제이다. 우리나라는 2020년 기준 연간 근로시간이 1,908시간으로 장시간 근로를 하고 있으며, UN산하 자문기구인 지속가능발전해법네트워크(SDSN)가 조사한 행복지수에서 OECD 37개국 중에서 하위 3번째로 나타나고 있다. 이에 따라 근로시간 단축의 필요성은 인정되어, 2018년부터 1주의 최대 근로시간이 52시간으로 제한하고 있다. 이러한 상황에서 기업의 부가가치 창출력을 유지하고, 근로자의 다양한 니즈에 부응하기 위한 방안으로 법적으로 다양한 근로시간의 예외를 두고 있으며, 우리나라 근로기준법은 3개월 이내의 탄력적 근로시간제와 3개월을 초과하는 탄력적 근로시간제, 선택적 근로시간제와 근로시간의 연장을 허용하는 연장근로의 제한을 두어 이를 허용하고 있다. 하지만 2021년 개정된 탄력적 근로시간제를 적용하는 것과 최근 논의되고 있는 정산 단위기간의 확대에 대한 논의에서 탄력적 근로시간제의 문제점이 있어 이에 대한 개선이 필요하다. 따라서 본 논문은 탄력적 근로시간제의 문제점과 이에 때한 개선방안을 살펴보고자 한다. 탄력적 근로시간제는 미리정한 기준에 따라 특정일 또는 특정주에 법정근로시간을 초과하더라도 근로기준법에서 정하고 있는 근로시간에 위배되는 것이 아님과 동시에 초과한 연장근로에 대한 가산임금을 지급하지 않아도 되는 제도로 주로 계절별 시기별 업무량 편차가 심한 제조업, 판매서비스업, 연속사업이나 장기간 조업을 위한 전기·가스·수도, 운수업 등에 있어 교대근무형태로 유용하게 활용되고 있으며, 운용에 따라 보다 짧은 근무일 설정을 통한 휴일 확대 등 근로시간 단축의 방편으로 활용되기도 한다. 하지만 정산 단위기간을 확대할 경우 근로자가 수령할 수 있는 가산임금을 수령하지 못하게 되어 근로자에게 불리하다. 따라서 첫째, 현재 논의되고 있는 정산 단위기간 확대를 하려면 현행 기준에서 확대되는 기간에 대하여 추가임금 지급을 하도록 하여야 한다. 둘째, 탄력적 근로시간제의 개별근로자에 대한 적용을 개선하여 근로자대표와의 서면합의에 있어 개별근로자와 충분한 협의를 하도록 하는 조치가 필요하고, 셋째, 정산 단위기간 동안 연장 근로의 허용시간을 명확히 하여야 하며, 넷째, 1일 최대근로시간이 정해지지 않고 있어 근로시간의 한도를 최대 근로시간으로 제한하거나 연속휴식에 대한 적용이 필요하며, 추가적으로 근로자대표의 서면합의가 탄력적 근로시간제의 적용에 있어 중요한 문제이므로 근로자대표의 대표성을 확보하여야 할 것이다.