• Economic and Environmental Geology
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• v.54 no.1
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• pp.69-76
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• 2021

This study is to identify the mineralogical properties of caprock samples from drilling cores of the Pohang basin, which is the research area for the demonstration-scale CO2 storage project in Korea. The interaction of water-rock-gas that can occur due to CO2 injection was identified using geochemical modeling. Results of mineralogical studies, together with petrographic data of caprock and data on the physicochemical parameters of pore water were used for geochemical modeling. Modelling was carried out using the The Geochemist's Workbench 14.0.1 geochemical simulator. Two steps of modeling enabled prediction of immediate changes in the caprocks impacted by the first stage of CO2 injection and the assessment of long-term effects of sequestration. Results of minerlaogical analysis showed that the caprock samples are mainly composed of quartz, K-feldspar, plagioclase and a small amount of pyrite, calcite, kaolinite and montmollonite. After the injection of carbon dioxide, the porosity of the caprock increased due to the dissolution of calcite, and dawsonite and chalcedony were precipitated as a result of the dissolution of albite and k-feldspar. In the second step after the injection was completed, the precipitation of dawsonite and chalcedony occurred as a result of dissolution of calcite and albite, and the pH was increased due to this reaction. Results of these studies are expected to be used as data to quantitatively evaluate the efficiency of mineral trapping capture in long-term storage of carbon dioxide.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.3
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• pp.255-260
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• 2011

$NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina which is expected to an inorganic solid electrolyte of high temperature polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC) was prepared by ion-exchange reaction of $K^{+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina pellet with $NH_4NO_3$ aqueous solution and molten $NH_4NO_3$ salts as an ion-exchange medium in the autoclave and the heating mentle reaction. In the autoclave reaction, the concentrations of $NH_4NO_3$ solution was chosen at 5 and 10 M. Each ion-exchange reaction was carried out at 130, 150, 170, and $200^{\circ}C$ for 2, 4, 6 and 8 h. In the heating mentle reaction, ion-exchange was performed at $200^{\circ}C$ for 2, 4, 6 and 8 h with molten $NH_4NO_3$ salts. In order to determine the effect of reaction times, each ion-exchange reaction was repeated 3 times. The phase stability and the ion-exchange rate of $NH_4{^+}-{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina were analyzed by XRD and ICP.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.32 no.11
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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.

• Journal of Applied Biological Chemistry
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• v.65 no.4
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• pp.457-462
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• 2022

Manganese (Mn) exists in various oxidation states and Mn(II) is the most mobile species of Mn, which is toxic to plants and limits their growth. Therefore, the purpose of this study was to reduce Mn toxicity by immobilizing Mn using various adsorbents including iron oxides and calcium compounds. Ferrihydrite, schwertmannite, goethite were synthesized, which was confirmed by X-ray diffraction. Hematite was purchased and used as Mn adsorbent. Calcium compounds such as CaNO₃, CaSO₄, and CaCO₃ were used to increase pH and oxidize Mn. For Mn adsorption, Mn(II) solution was reacted with four iron oxides, CaNO₃, CaSO₄, and CaCO₃ for 24 hours, filtered, and the remaining Mn concentrations in the solution were analyzed by inductively coupled plasma optical emission spectroscopy. The adsorption rate and adsorption isotherm were calculated. Among iron oxides, the adsorption rate was highest for hematite followed by ferrihyrite, but goethite and schwertmannite did not adsorb Mn. In the case of calcium compounds, the adsorption rate was high in the order of CaCO₃>CaNO₃>CaSO₄. In conclusion, treatment of CaCO₃ was the most effective in reducing Mn toxicity by increasing pH.

• Economic and Environmental Geology
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• v.57 no.2
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• pp.263-270
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• 2024

In this study, impact factors for dehydration with KOMIR-Tube system using flocculant and dewatering tube were evaluated for mine drainage sludges. The experiments were conducted on semi-active facility sludges with water contents above 90 % using KOMIR-Tube system. The flocculant and input amount were determined from laboratory experiment and the dewatering efficiency was verified onsite experiment. The sludge characteristics were identified by instrumental analysis such as zeta potential measurement, particle size analysis, XRD, XRF and SEM-EDS. Selection of flocculants for sludge dewatering treatment need to consider not only precipitated rate but also filterated rate. Floc size has to keep at least 0.7 mm. From on-site experiments, sludge dewatering using KOMIR-Tube system suggests to carry out April and May that is low rainfall and humidity considering to climate conditions. Also, dewatering rate depends on the crystal degree of mineral that mainly makes up sludges. Particularly, goethite of the iron hydroxides has better dewatering rate than ferrihydrite. Ferrihydrite is low degree of crystallinity and uncleared or broad shaped crystal, goethite is good crystallinity with needle shaped crystal so that the effect of flocculation and dewatering showed to depend on the crystal. In results, impact factors of dewatering for mine drainage sludges are related to flocculant, climate, crystallinity and shape of iron hydroxides.

• Composites Research
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• v.37 no.3
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• pp.162-169
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• 2024

In this study, PAN(polyacrylonitrile)-based precursor fibers were produced through a wet-spinning process, and their morphologies and graphitization behavior were investigated in the presence of two graphitization catalysts (Ca, Ni). The graphitization catalysts were introduced into the formed pores during hot-water stretching of wet-spun PAN-based precursor fibers. The catalytic effects of graphitization catalysts were examined through crystal structure and Raman analysis. At a relatively low temperature of 1500℃, the graphitization was not significantly affected, whereas at a high temperature of 2400℃, the obtained I_D/I_G value of graphite fiber (GF-Ni100) was decreased by about twice (~0.28) compared to the untreated fibers (GF-AS~0.54). By comparing the I_D/I_G values (GF-Ca100~0.42: GF-Ni100~0.28) of Ca and Ni graphitization catalyst, it was found that the degree of graphitization of Ni graphitization catalyst showed higher influence than that of Ca graphitization catalyst. Moreover, 2D band was also observed, indicating that the graphite plane structures composed of multiple layers were developed. XRD results confirmed that the crystal inter-planar distance (d₀₀₂) of the graphite crystal was slightly decreased after the treatment with the graphitization catalyst, But, the crystal size of Ca-treated graphite fiber (GF-Ca100) was increased by up to ~5 nm.

• KOREAN JOURNAL OF PACKAGING SCIENCE & TECHNOLOGY
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• v.30 no.2
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• pp.101-106
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• 2024

Current cold chain logistics relying on organic or eutectic materials within the 2~8℃ range as secondary fluids often face limitations in heat storage capacity, necessitating high energy consumption and large volume capacity. An effective approach to address this challenge is by incorporating polymers to enhance the heat storage capacity of eutectic materials. In this study, we investigated the impact of polyethylene glycols (PEGs) on phase change materials using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimeter (DSC), analyses of endothermic and exothermic phase change processes, and an accelerated thermal cycling test. Our findings indicate that the introduction of PEGs into the phase change materials can lead to improvements in latent heat, thermal conductivity, and 2~8℃ retention time. This enhancement is attributed to the high latent heat and thermal conductivity of the polymer, along with its ability to inhibit crystal formation in the eutectic mixture.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.6 s.175
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• pp.689-697
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• 2005

Mineralogical composition, $^{137}Cs$ activity, total organic carbon (TOC), and particle size of marine sediments near Wuljin Nuclear Powerplant were analyzed and the relationships among those components were investigated. The particle sizes of sediments were equivalent to sand size and in the range of $-0.48\~3.6\;Md\phi$. TOC contents and $^{137}Cs$ activities were in the range of $0.06\~1.75\%$ and minimum detectable activity (MDA) $\~4.0Bq/kg-dry$ with the average value of $1.15{\pm}0.62$ Bq/kg-dry, respectively. The sediments in study area were characterized by large particle size and small TOC contents, and $^{137}Cs$ activity compared with other marine sediments. The main mineral components were quartz and feldspar (albite, microcline, and small amount of orthoclase) with small amount of pyroxene, calcite, hornblende. Minerals with $10{\AA}$ XRD peak (mainly biotite) and chlorite were also identified. Among those minerals, biotite shows the linear relationship with $^{137}Cs$ content probably due to the frayed edge site (FES) on biotite or small amount of mixed illite. However, TOC content shows most linear relationship with $^{137}Cs$ content because no significant amount of clay minerals, which can adsorb significant amount of Cs, were observed in the study area, indicating that the distribution of $^{137}Cs$ in this study area was more significantly affected by the TOC content than mineral composition.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.205-208
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• 2005

최근 열선 화학 기상 증착법(HWCVD)은 낮은 온도에서 TFT용 Poly Si 중착을 할 수 있다는 점과 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 HWCVD를 이용하여 태양전지를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 조건에 따른 실리콘 박막의 특성 변화를 알기 위해 corning glass 및 실리콘 wafer에 다양한 조건에서 단위 박막(intrinsic layer)을 증착하였고 이 결과를 바탕으로 p/i/n 구조의 태양전지를 제조하였다. Ta 열선 온도는 1700-2000도였고 가스 원료인 $SiH_4$와 수소의 비율을 조절하면서 그 영향을 관찰하였다. 태양전지의 경우 p충과 n충은 PECVD로 증착하였으며 단위박막 및 태양전지 i충 증착시 기판과 열선간의 거리는 7cm, 기판 온도는 $200^{\circ}C$와 $250^{\circ}C$로 고정하였고 작업압력은 30mTorr였다. 단위 박막 특성 평가를 위해 암/광 전도도, SEM, Raman Scattering, FT-IR등을 사용하였으며 태양전지 특성 평가를 위해 I-V 및 Spectral response를 측정하였다. 열선 온도가 증가함에 따라 증착속도 및 결정화 분율은 증가하였다. 특히 비정질에서 결정질로 전이되는 구간은 매우 좁았으며 여러 분석 방법에서 일치되는 결과를 보였다. $SiH_4$ 유량이 늘어날수록 비정질이 결정질로 바뀌는 열선 온도가 증가하였으며 기판 온도가 낮을 경우 또한 결정으로 바뀌는 열선 온도가 증가하였다. 태양전지의 경우 열선 온도가 증가함에 따라 $V_{oc}$ 및 W가 낮아졌으며 $J_{sc}$, 는 증가하는 경향을 보였으며 결정질 비율이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 경향은 quantum efficiency 결과에서도 확인할 수 있었다.용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.되었다. 이런 모든 시편들을 각 탈염방법에 따라 탈염처리한 후 XRD와 SEM-EDS으로 분석한 결과 인철광과 침철광은 어떠한 변화도 보이지 않았고, 다만 적금광으로 동정된 시편만이 잔존하지 않았다. 철기 제작별 $Cl^-$ 이온 추출량과 탈염효과에 대한 비교 실험은 이온 크로마토그래피 분석 결과와 마찬가지로 단조 철제유물이 주조 철제보다 $Cl^-$ 이온을 많이 가지고 있었으며, 탈염 처리 후에는 $Cl^-$ 이온은 전혀 발견되지 않았다. 이상의 결과 $K_2CO_3$와 Sodium 용액은 탈염처리에서 가장 적합한 탈염처리 용액으로 알수가 있었으며 특히 어떠한 탈염 용액으로 유물을 처리한다 해도 철제유물에 생성된 부식물은 제거되지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서 보존처리자는 유물 표면의 부식 상태만을 보고 처리하기 보다는 철기제작물로 고려하여 처리하는 것이 필요하다. 또한 금속에 부식을 야기시키는 $Cl^-$ 이온과 부식물을 완전하게 제거하여 탈염처리를 하는 것이 유물 부식을 최대한 지연시킬 수 있는 것이라 생각된다.TEX>$88\%$)였다.(P=0.063). 결론: 본 연구에서는 MTHFR C/T & T/T 유전자 다형성이 위암의 발생과 그 위치에 대해 관련이 있는 것으로 여겨지고, 흡연력, 음주력과는 관련이 없는 것으로 여겨진다.험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.368-370
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• 2013

투명 전극은 전기전도도를 갖는 동시에 가시광선을 투과하는 소재를 말하며, 구체적으로는 빛의 파장이 400~700 nm 영역대의 가시광선을 80% 이상 투과하며 전기전도도가 비저항으로 $10^{-3}{\Omega}cm$이하이거나 면저항이 $10^3{\Omega}$/${\Box}$소재를 의미한다. 투명 전극은 전기전도도에 따라 사용되는 용도가 다양하다. LCD, PDP, OLED 와 같은 평판디스플레이 및 3D 디스플레이의 투명전극으로 사용되는 핵심재료일 뿐만 아니라 터치스크린, 투명필름, 대전방지막, 열반사막, EMI 방지막, 태양전지 분야에 광범위하게 이용되고 있다. 일반적으로, 투명전극 박막에 가장 많이 사용되고 있는 소재는 ITO (indium tin oxide)이나, 주성분인 In의 사용량 증가로 상용 ITO 타겟 가격이 급등하고 있음으며, 고가의 ITO 타겟을 대체하기 위한 저가의 투명전극 소재 개발이 절대적으로 요구되며, 신규 소재 개발을 통한 기술력 우위 선점이 필수적으로 요구되는 상황이다. 본 연구에서는 기존에 디스플레이 분야에서 널리 활용되는 고가의 ITO를 대체하기 위한 다성분 금속산화물 투명전극 스퍼터링 타겟 제조기술을 개발하기 위한 연구로서, Metal이 첨가된 In-Ga-Zn-O기반의 3성분계 투명도전성 소재를 조성설계, 고밀도 균질 타겟 제조 및 투명전극 박막을 형성하는 연구를 실시하였다. 고체산화물 산화인듐(In2O3)분말, 산화갈륨(Ga2O3) 분말그리고 산화아연(ZnO)분말과 Metal을 몰비로 칭량한 후 분말을 폴리에틸렌제 포트에 넣고 에탄올을 충분히 채운 후 지르코니아(ZrO2) 볼(ball)을 이용하여 24 h 동안 볼 밀링(ball milling) 방법으로 혼합한 뒤, $120^{\circ}C$의 플레이트위에서 마그네틱 바로 stirring하면서 건조하였다. 이 분말을 건조기에서 완전히 건조한 후 알루미나 유발을 이용해서 pulverizing한 후 sieving기를 이용하여 분말의 조립화를 하였다. 이 분말을 금형에 넣고 300 kg/$cm^2$의 압력으로 press하여 성형한 뒤 대기중에서 소결하였다 소결을 위한 승온 온도는 $10^{\circ}C$/min이었고 소결은 $1,450^{\circ}C$에서 6 h 동안 하였다. IGZO target의 조성 비율은 1:1:12 (mol%)를 사용하였으며, 첨가한 Metal은 Boron (B), Germanium (Ge), Barium (Ba)을 사용하여 타겟을 제작하였다. M-IGZO 박막은RF magnetron Sputter를 이용하여 증착하였으며, 앞선 실험에서 제작한 타겟을 사용하여 M-IGZO박막을 투명전극으로 사용하기 위한 각각의 특성을 파악하였다. 모든 박막은 상온에서 증착을 하였으며, 증착된 박막두께를 측정하기 위해 ${\alpha}$-step IQ를 사용하였고, 광학적 특성을 분석하기 위해 UV-Visible spectrophotometer 로 투과율을 측정하였다. 그리고 전기적 특성을 측정하기 위해 Hall effect measurement 및 4-probe를 사용하였으며, 결정성 분석을 위하여 XRD를 이용하여 분석하였다. 표1은 M-IGZO타겟을 사용하여 증착시간에 따른 면저항 특성을 나타내었다. Ge, B, Ba이 첨가된 IGZO 박막은 증착시간이 증가할수록 면저항이 낮아짐을 알 수 있었다. 또한, Ge이 첨가된 IGZO 박막이 다른 금속이 첨가된 IGZO 박막의 면저항보다 현저히 낮음을 알 수 있었다. Fig. 1(a), (b), (c)는 각 타겟을 동일한 조건으로 증착을 하여 광학적특성을 나타내는 그래프이다. GZO 박막의 광학적 특성을 보면 가시광 영역에서 평균 투과율은 모두 80% 이상으로 우수한 광투과 특성을 보여 투명전자소자로 사용가능하다. 특히, 자외선 영역을 모두 차단하는 UV cut 능력이 우수함을 알 수 있었다. 따라서, 금속이 첨가된 IGZO 박막을 태양전지용 투명전극으로 사용할 경우, 자외선에 의하여 수명이 단축되는 현상을 줄여줄 수 있음을 기대할 수 있으며 내구성 향상에 크게 기여할 것으로 보인다. Fig. 2는 Ge=0, 0.5, 5%인 IGZO 투명전극을 총 40회 반복하여 증착을 실시한 후 각각의 면저항을 측정한 결과이다. 실험결과에 따르면 Ge가 0%, 5%인 IGZO 투명전극은 증착을 거듭할수록 면저항이 증가하는 결과를 나타내었으며, 0.5%인 IGZO 투명전극은 점차 안정화되어가는 결과를 나타내었다. 따라서 안정화 되었을 때 평균 면저항은 26ohm/sq.로 나타났으며, 광투과율은 Fig. 3과 같이 가시광영역에서 평균 80%이상의 결과를 보였으며, 550 nm에서는 86.36%의 우수한 특성을 나타내었다. 본 연구에서는 Metal이 첨가된 In-Ga-Zn-O기반의 3성분계 투명도전성 소재 target을 제작하여 RF magnetron sputter로 박막을 형성한 후 특성을 비교하였다. M-IGZO target 중 Ge (0.5%)을 첨가한 IGZO 타겟을 사용한 투명전극이 가장 우수한 특성을 보였으며, 제작된 M-target의 In 비율이 30% 정도로 기존의 ITO (90%) 대비하여 투명전극 제작 단가를 절감할 수 있다.