• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권6호
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• pp.733-738
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• 2013

퇴적토는 미사 및 점토와 같은 미세토의 함량이 높으며, 유기물질이 많으며, 완충능이 크기 때문에 퇴적토로부터 중금속을 제거하는 것은 매우 어렵다. 본 연구에서는, 중금속으로 오염된 퇴적토에서 중금속을 제거하기 위해 2 V/cm의 일정한 전압경사를 적용한 실험실 규모의 전기동력학적 (EK) 정화공법을 사용하였다. 실험을 위해 적용한 음극 전해질로는 0.1 M의 ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA), citric acid (CA), $HNO_3$, HCl, 그리고 수돗물을 사용하였으며, 양극 전해질로는 수돗물을 사용하여 순환시켜 주었다. 음극 전해질로 CA를 사용한 실험군에서 Ni, Cu, Zn, Pb는 각각 초기와 비교하여 92.4, 96.1, 97.1, 88.1%의 중금속 제거효율을 보였다. 높은 전압경사를 적용하게 되면, 음극 전해질내에 citrate 및 EDTA가 퇴적토로 이동이 용이하게 되며, 그로 인해 중금속-킬레이트 화합물을 형성하여 중금속의 추출률을 높일 수 있었다. 이러한 결과를 바탕으로, 높은 전압경사를 적용한 EK 실험에서 음극 전해질로 EDTA 혹은 CA를 사용하면 퇴적토로부터 중금속을 효과적으로 추출할 수 있다고 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제9권4호
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• pp.170-177
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• 2006

고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$와 $O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.

• 상하수도학회지
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• 제25권2호
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• pp.223-230
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• 2011

An electrolytic oxidation process was applied to remove odorous compounds from non-point odor sources including wastewater pipelines and manholes. In this study, a distance between the anode and the cathode of the electrolytic process was varied as a system operating parameters, and its effects on odor removal efficiencies and reaction characteristics were investigated. Odor precursors such as sediment organic matters and reduced sulfur/nitrogen compounds were effectively oxidized in the electrolytic process, and a change in oxidation-reduction potential (ORP) indicated that an stringent anaerobic condition shifted to a mild anoxic condition rapidly. At an electrode distance of 1 cm and an applied voltage of 30 V, a system current was maintained at 1 A, and the current density was 23.1 $mA/cm^{2}$. Under the condition, the removal efficiency of hydrogen sulfide in gas phase was found to be 100%, and 93% of ammonium ion was removed from the liquid phase during the 120 minute operating period. Moreover, the sulfate ion (${SO_4}^{2-}$) concentration increased about three times from its initial value due to the active oxidation. As the specific power consumption (i.e., the energy input normalized by the effective volume) increased, the oxidation progressed rapidly, however, the oxidation rate was varied depending on target compounds. Consequently, a threshold power consumption for each odorous compound needs to be experimentally determined for an effective application of the electrolytic oxidation.

• 상하수도학회지
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• 제31권5호
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• pp.397-407
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• 2017

A dimensionally stable anode based on the $RuO_2$ electrocatalyst is an important electrode for generating chlorine. The $RuO_2$ is well-known as an electrode material with high electrocatalytic performance and stability. In this study, sonoelectrodeposition is proposed to synthesize the $RuO_2$ electrodes. The electrode obtained by this novel process shows better electrocatalytic properties and stability for generating chlorine compared to the conventional one. The high roughness and outer surface area of the $RuO_2$ electrode from a new fabrication process leads to increase in the chlorine generation rate. This enhanced performance is attributed to the accelerated mass transport rate of the chloride ions from electrolyte to electrode surface. In addition, the electrode with sonodeposition method showed higher stability than the conventional one, which might be explained by the mass coverage enhancement. The effect of sonodeposition time was also investigated, and the electrode with longer deposition time showed higher electrocatalytic performance and stability.

• 상하수도학회지
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• 제31권5호
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• pp.373-381
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• 2017

$RuO_2$ is a common active component of Dimensionally Stable Anodes (DSAs) for chlorine evolution that can be used in wastewater treatment systems. The recent improvement of chlorine evolution using nanostructures of $RuO_2$ electrodes to increase the treatment efficiency and reduce the energy consumption of this process has received much attention. In this study, $RuO_2$ nanorod and nanosheet electrodes were simply fabricated using the sol-gel method with organic surfactants as the templates. The obtained $RuO_2$ nanorod and nanosheet electrodes exhibit enhanced electrocatalytic activities for chlorine evolution possibly due to the active surface areas, especially the outer active surface areas, which are attributed to the increase in mass transfers compared with a conventional nanograin electrode. The electrocatalytic activities for chlorine evolution were increased up to 20 % in the case of the nanorod electrode and 35% in the case of the nanosheet electrode compared with the nanograin electrode. The $RuO_2$ nanorod 80 nm in length and 20-30 nm in width and the $RuO_2$ nanosheet 40-60 nm in length and 40 nm in width are formed on the surface of Ti substrates. These results support that the templated $RuO_2$ nanorod and nanosheet electrodes are promising anode materials for chlorine evolution in future applications.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.333-333
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• 2011

We have investigated the breakdown properties in liquids by high voltage pulse system. High voltage pulse power system is consisted of the Marx-generator with two capacitors (0.5 ${\mu}F$, withstanding voltage is 40 kV), to which the charging voltage can be applied to maximum 30 kV DC, spark gap switch and charging resistor of 20 $M{\Omega}$. We have made use of tungsten pin electrodes of anode-cathode (A-K), which are immersed into the liquids. The breakdown voltage and current signals are measured by high voltage probe (Tektronix P6015A) and current monitor (IPC CM-1.S). Especially the high speed breakdown or plasma propagation characteristics in the pulsed A-K gap have been investigated by using the high speed ICCD camera. We have measured the electron temperature through the Boltzmann plot method from the breakdown spectrums. Here the A-K gap has been changed by 1 mm, 2 mm, and 3 mm. The used liquids are distilled water and solution of salt (0.9 %). The output voltage and current signals at breakdown in distilled water are shown to be bigger than those in saline solution. The breakdown voltage and current characteristics in liquids will be discussed in accordance with A-K gap distances. It is also found that the electron temperatures and plasma densities in liquids are decreased in conformity with A-K gap.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.300-309
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• 2012

Long endurance is a key issue in the application of unmanned aerial vehicles. This study presents feasibility test results when fuel cell system as an alternative to the conventional engine is applied for the power of the UAV after the 150W fuel cell system is developed and packaged to the 1/4 scale super cub airplane. Fuel cell system is operated by dead-end method in the anode part and periodically purged to remove the water droplet in flow field during the operation. Oxygen in the air is supplied to the stack by the two air blowers. And fuel cell stack is water cooled by cooling circuit to dissipate the heat generated during the fuel cell operation. Weight balance is considered to integrate the stack and balance of plant (BOP) in package layout. In flight performance test, we demonstrated 4 times standalone take-off and landing. In the laboratory test simulating the flight condition to quantify the energy flow, the system is analyzed in detail. Sankey diagram shows that electric efficiency of the fuel cell system is 39.2%, heat loss 50.1%, parasitic loss 8.96%, and unreacted purged gas 1.67%, respectively compared to the total hydrogen input energy. Feasibility test results show that fuel cell system is high efficient and appropriate for the power of UAV.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.52-60
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• 2007

탈질 특허분석과 전해기초연구를 통하여 수용액으로부터 질소의 환원제거에 대하여 조사하였다. 세계적으로 수용액으로부터 질소를 제거하는 방법으로 생물학적 기술과 산화환원 기술이 개발되고 있으며, 최근 들어 전해기술에 대한 특허출원도 증가하고 있다. 전해법에서 Fe를 음극으로 Pt를 양극으로 채택한 정전류 전해법에 의하여 1시간동안 총질소를 47% 이상 제거할 수 있었다. 질소함유 폐수를 처리하는 효율적인 방법은 폐수 특성에 맞는 기술의 조합이라고 말할 수 있다. 예를 들어 고농도 질소 함유 폐수를 소량 배출하는 경우 화학적 처리와 전해법의 조합으로 질산성 질소를 아질산성 질소로 일차 전환시켜 전해효율을 극대화시키면서 2차 오염원인 용해 금속이온을 전해과정에서 음극에 환원 회수하는 방법 등이 실용화에 유리하다고 말할 수 있다.

• 한국가스학회지
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• 제2권4호
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• pp.67-72
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• 1998

Al-2wt.$\%$Zn 합금은 특히 해수에 대한 내식성이 우수하여 기화기 튜브의 회생양극재료로 사용되고 있다. 그러나 Al-2wt.$\%$Zn 용사코팅재는 모재금속과 코팅층사이의 결합강도부족, 해수의 낙하에너지에 의해 코팅층은 박리 된다. 이러한 용사코팅충의 문제점을 해결하고자 클래드재와 모재금속을 동시압출법을 통하여 클래드튜브 제조공정을 개발하였다. 클래드튜브의 내식성은 용사코팅튜브에 비하여 최소 2배 이상 향상되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권2C호
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• pp.89-98
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• 2006

본 연구에서는 해성점토의 전단강도를 증진시킬 목적으로 철과 알루미늄 전극을 직접 삽입한 후 전극을 분해하여 지반 고결화 효과를 유발하였다. 이를 위해 남해안에서 채취한 실제 해성점토에 대해 실내 토조를 이용한 파일럿 실험을 실시하였고, 각각 철과 알루미늄을 삽입한 후 일정 고전류(2.5A)를 적용시켰다. 고결화에 의한 영향을 파악하고자 실험 종료 후에는 콘관입시험기를 이용하여 비배수 전단강도를 측정하였으며, 위치별 함수비와 pH 및 전기전도도를 측정하여 철과 알루미늄의 전극분해에 의한 고결화 효과를 간접적으로 판단하였다. 철 전극 전기분해 실험 결과, 양(+)극부 근처에서의 함수비는 초기에 비해 35% 감소하였고, 음극부 근처에서는 13% 증가하였으나, 양극부에서 용출된 철 이온과 흙 입자의 고결화 작용에 의해 전체적으로 측정된 전단강도는 초기에 비해 상당히 증가하였다. 또한 알루미늄 전극을 이용하였을 경우, 철에 비해 비교적 균일한 전단강도 증진효과가 나타났으며, 그 개량정도 역시 더 크게 나타났다.