• 자원리싸이클링
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• 제32권6호
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• pp.25-33
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• 2023

이차전지 산업의 성장과 함께 이차전지의 생산량과 사용량의 급격한 증가가 예상되며, 이와 맞물려 생산 스크랩을 포함한 폐이차전지의 재활용에도 많은 관심과 노력이 이루어지고 있다. 그동안 폐이차전지 재활용은 양극재를 중심으로 많은 노력이 이루어졌지만, 핵심 광물의 공급망 확보와 재활용률 향상을 위해 음극재의 재활용에도 많은 관심이 기울이기 시작하였다. 음극재의 주성분인 흑연 분석을 위해 석탄의 함량을 측정하는 공업분석이 활용될 수 있지만, 기존의 석탄 분석에 활용되는 공업분석 방법은 블랙 매스의 구성 성분 간의 상호작용으로 인해 정확한 측정이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 산소 분위기에서 950℃까지의 온도 상승에 따른 블랙 매스 각 성분의 열중량 변화를 측정하였다. 측정 결과 양극재의 경우에는 양극재에 포함된 바인더와 도전재의 산화에 의한 약 5%의 질량 감소 이외에는 질량 변화가 측정되지 않았으며, 음극재의 경우에는 약 2%의 바인더에 의한 질량 감소 이외에는 모두 고정 탄소에 의한 질량 감소로 측정되었다. 또한 블랙 매스에 함유될 수 있는 금속 전극(Al, Cu)들은 온도가 상승함에 따라 산화되어 질량이 증가하는 현상이 관찰되었다. 다양한 혼합 비율의 양극재/음극재 혼합 시료의 열중량 변화 측정 결과는 양극재와 음극재 각각의 열중량 변화를 통해 계산할 수 있는 예측값과 유사한 결과를 보여, 블랙 매스의 열중량 특성 변화를 통해 음극재의 함량 도출이 가능할 수 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.23-34
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• 2014

초고성능 콘크리트(UHPC)를 현장에서 타설 하기 위해서는 타설 장비, 배근 상태, 타설 환경 등 현장 조건을 고려한 유동성 조절이 필요하다. 구성 재료와 배합비가 최적화된 UHPC 제품에서 유동성 조절을 위해 현실적으로 변경 가능한 방법은 물-결합재 비(W/B) 또는 고성능 감수제 혼입률(SP/C)을 조절하는 것이며, 경제적 이유로 강섬유 혼입률도 변경 할 수 있다. 일반 콘크리트와는 달리 UHPC는 아주 작은 재료와 배합비 변화에도 굳기 전 또는 굳은 성능에 많은 차이를 나타낸다. 따라서 이 연구에서는 이러한 요인들이 UHPC의 슬럼프 플로와 공기량에 미치는 영향, 그리고 인장 및 압축 성능에 미치는 영향을 알아보았으며, 슬럼프 플로와 공기량과의 선형적인 상관관계를 이용하여 이러한 성능들을 예측할 수 있는 식을 유도 하였다. UHPC의 특성 중 하나인 자기 충전성을 만족하는 조건에서 압축강도에 관한 최적 W/B와 SP/C는 각각 16.8%와 3%로 결정 되었으며, 이러한 조건에서 측정된 공기량은 3.2~4.2%로 이 범위에서의 공기량은 압축강도에 영향을 미치지 못하는 것으로 나타났다. 휨 인장강도에 있어 W/B와 SP/C는 무시할 만큼 작은 영향을 미쳤으며, 상온 양생한 UHPC의 경우 섬유 혼입률이 휨 인장성능을 지배 하는 것으로 평가 되었다. 다만, 체적비로 1%의 강섬유가 혼입된 시편의 경우 섬유가 혼입되지 않은 시편과 달리 균열 후 연성적인 거동은 보였으나, 강도 증진에는 효과가 없는 것으로 나타났다. 반면, 체적비 2%의 강섬유가 혼입된 시편은 강도와 연성을 크게 증가시켰다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.329-334
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• 2005

폴리머콘크리트는 시멘트 콘크리트에 비해 강도와 내구적 성능 등 여러면에 있어 우수하여 건설현장에서의 벽체용 패널, 통신용 맨흘, 기계설비의 기초, 지하연결박스 등 다양한 용도로 개발되고 사용되어지고 있다. 그러나 폴리머콘크리트는 그 결합재로 쓰이고 있는 수지의 비용이 높아 경제적인 면에서 불리하여 기존 수지를 대체할 수 있는 결합재에 관한 연구가 필요하다. 여기서, PET를 재활용한 폴리머콘크리트는 산업폐기물을 재활용한 것이므로 경제적인 건설 소재가 될 수 있으며, 친환경적인 효과를 가져올 수 있기 때문에 현재 연구가 활발하게 이루어지고, 사용 영역이 확대 될 것으로 전망된다. 하지만 아직까지 PET재활용 폴리머콘크리트의 응력-변형률 거동에 관해서는 기초적인 연구상태에 있다. 따라서, 본 연구에서는 폐 PET를 합성한 불포화 폴리에스터 수지를 폴리머콘크리트의 결합재로 이용하여 콘크리트를 제조하였으며, 수지량, 골재의 최대치수, 양생방법에 변화를 주었다. 그리고 변위제어가 가능한 M.T.S 장비를 사용하여 응력-변형률 곡선을 관찰하였다. 그 결과 PET 재활용 폴리머콘크리트의 압축강도는 수지의 함량, 굵은골재의 크기변화, 양생방법에 모두 영향을 받는 것으로 나타났다. 탄성계수의 변화는 수지의 함량이 크게 좌우하였으며, 굵은골재의 최대치수와 양생방법에서 크게 영향을 받지 않았다. 최대응력에서의 변형률은 수지의 함량과 굵은골재의 최대치수에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.92-103
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• 2015

Box-Wilson 실험계획법은 보통 중심합성계획법으로 알려져 있으며, 변동성이 존재하는 정보를 실험 계획적 방법으로 수집하는 설계 기법이다. 이 방법은 최소의 설계비용으로 가능한 많은 정보를 얻는 목적으로 고안되었다. 본 연구에서는 60 MPa급 고강도 자기충전형 콘크리트(HSSCC)를 대상으로 다양한 성능에 대한 여러 배합인자들의 효과를 효율적으로 파악하고 최적배합을 찾는 과정에 이 방법을 적용하였다. HSSCC의 배합인자(요인)와 물리적 성능(반응) 사이의 비선형적 관계는 2차 다항식으로 반응표면을 근사화 모델링하였으며, 요인점=25=32개, 축점=2k=10개, 중심점은 각 축에서 2번 씩 10개, 총 52개의 실험점에서 물시멘트비, 단위시멘트량, 잔골재비, 단위플라이애쉬량, 단위고성능감수량의 총 5개의 인자에 따른 압축강도, 통과능력, 재료분리저항성, 제조비용, 밀도 등의 총 5개의 반응을 파악하기 위한 실험이 실시되었다. 연구의 결과 Box-Wilson 실험계획법은 배합인자와 반응 사이의 관계를 과학적인 방법으로 계획하고 객관적으로 해석하는 데 매우 효과적이었으며, 수치해석적인 방법으로 최적배합을 계산할 수 있었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권6호
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• pp.263-268
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• 2005

[ $20{\sim}40nm$ ] 크기의 Ag 콜로이드가 첨가된 세라믹 볼을 이용하여 음용수중의 중금속 흡착 및 항균성에 대한 특성을 평가하였다. 다공성이 우수한 세라믹 볼을 제조하기 위한 조건은 다음과 같다. 즉, 출발원료: 85wt%의 $Ca_{10}(PO_4)_6(OH)_2$, 바인더: 5wt%의 PVA 및 15wt%의 $\alpha-Ca_3(PO_4)_2$, 열처리온도: $1000^{\circ}C$, 반응시간: 3시간 이었다. 이와 같은 조건에서 얻어진 세라믹 볼은 비표면적이 $110m^2/g$ 이었으며, $120{\mu}m$의 기공크기와 80%의 기공율을 나타내었다. 그리고 AAS를 이용하여 음용수중의 중금속 흡착 제거율에 대한 성능시험을 행한 결과, Zn, Mn, Cu, Fe와 같은 중금속이 담지 1일 후 0.03mg/l 이하로 제거 되었으며, 침적시간 3시간 후에는 대장균이 모두 멸균되는 우수한 살균력을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제16권1호
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• pp.30-38
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• 2013

In this study, a catalyst slurry was prepared with a Pt/C catalyst, Nafion ionomer solution as a binder, an ionic liquid (IL) (1-butyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate), deionized water and ethanol as a solvent for the application to polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) at high-temperatures. The effect of the IL in the electrode of each design was investigated by performing a cyclic voltammetry (CV) measurement. Electrodes with different IL distributions inside and on the surface of the catalyst electrode were examined. During the CV test, the electrochemical surface area (ESA) obtained for the Pt/C electrode without ILs gradually decreased owing to three mechanisms: Pt dissolution/redeposition, carbon corrosion, and place exchange. As the IL content increased in the electrode, an ESA decrement was observed because ILs leaked from the Nafion polymer in the electrode. In addition, the CVs under conditions simulating leakage of ILs from the electrode and electrolyte were evaluated. When the ILs leaked from the electrode, minor significant changes in the CV were observed. On the other hand, when the leakage of ILs originated from the electrolyte, the CVs showed different features. It was also observed that the ESA decreased significantly. Thus, leakage of ILs from the polymer electrolyte caused a performance loss for the PEFCs by reducing the ESA. As a result, greater entrapment stability of ILs in the polymer matrix is needed to improve electrode performance.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.621-626
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• 2012

본 연구에서는 마이크로 기공의 중공구를 유기 고분자 수지와 복합화한 유/무기 하이브리드 물질을 제조하여 우수한 단열 성능을 갖는 코팅유리를 개발하고자 하였다. 유기 고분자 물질로는 투명성과 접착성이 우수한 6관능기의 우레탄 아크릴레이트(UP118), 3관능기의 trimethylolpropane triacrylate (TMPTA), 2관능기의 1,6-hexanediol diacrylate (HDDA), 광 개시제(Irgacure184) 등으로 구성된 자외선 경화형 수지를 사용하였다. 유리 및 실리카 중공구를 고분자 수지에 각각 10~40 vol%까지 첨가하여 얻어진 코팅 졸을 투명유리에 바(bar)코팅 방식으로 박막을 형성시킨 후 자외선 경화를 통해 최종 코팅유리를 제조하였다. 마이크로 중공구의 종류 및 함량이 제조된 코팅유리의 광 투과율, 열전도도, 접착성 및 표면 경도에 미치는 영향을 조사하였다. 복합물 코팅유리는 중공구가 과량 첨가되어도 우수한 접착성(5B)을 유지하였으며, 단열 성능은 각 중공구가 20 vol%만 함유되어도 뚜렷하게 향상된 결과를 나타냈다. 또한 실리카 중공구(SP)를 단열 재료로 사용하였을 경우 광 투과율 80 %의 투명 코팅유리를 얻을 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권2호
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• pp.67-73
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• 2012

폐아스콘은 순재료와 첨가제를 섞어 분쇄와 가열을 통하여 재활용될 수 있다. 본 연구에서는 고품질재생아스팔트(SRP)의 질을 향상시키기 위하여 Sasol 왁스와 폴리올레핀 탄성체를 이용하였다. 첨가제로써 중간층 및 표층용은 PG 70-22를 목표로 아스팔트량의 1.5%를 사용하였고, 중교통 표층용은 PG 76-22를 목표로 아스팔트량의 3% 개질제와 혼합물의 0.1%에 해당하는 셀룰로스 화이버를 첨가하였다. 두 혼합물은 마샬안정도시험, 간접인장강도시험, 잔류간접인장강도시험, 휠트래킹시험 등을 수행하였다. 시험결과는 KS F 2349와 GR F 4005의 기준을 만족하였으며, 고품질재생아스팔트는 중교통도로의 표층 및 기층재료로 사용이 적합하였다. 현재 약 13,000톤의 고품질재생아스팔트 혼합물이 서울 올림픽 도로에 현장시공 되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.156-162
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• 2017

국내 시멘트 산업은 시멘트 제조 시 발생되는 $CO_2$를 감축하기 위해 $CO_2$발생의 주요 요인인 클링커 대신 시멘트 대체재료 사용을 확대하기 위한 다양한 기술 개발을 위해 노력하고 있다. 이에, 최근 플라이애시를 다량 치환한 하이볼륨 플라이애시 시멘트(HVFC)에 대한 연구 가 활발히 진행되고 있다. 하지만, 플라이애시의 다양한 장점에도 불구하고 낮은 조기강도 발현 특성이 플라이애시를 다량으로 활용한 바인더의 현장적용에 있어서 가장 큰 문제로 지적되고 있다. 본 연구는 이러한 한계를 극복하고자 플라이애시 혼입률에 따른 HVFC 페이스트의 수화 및 압축강도 특성을 파악하기 위해, 플라이애시 혼입률 0~80%의 배합을 이용하여 실험을 수행하였다. 실험결과 낮은 물-바인더 비에 의한 HVFC 페이스트 배합은 초기 재령에서의 낮은 압축강도의 한계점을 극복할 수 있을 것으로 판단된다. 또한 중량비의 50% 이상이 플라이애시로 치환된 페이스트의 응결시간이 증가하는 경향을 보아, 플라이애시 중량비 50%는 충진 효과의 임계점으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.32-39
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• 2007

폐자동차 ASR의 소각재를 대상으로 물리화학적 물성측정 및 리싸이클링을 위한 경량재료 제조실험을 수행하였다. 대상시료는 국내 ASR 소각장에서 채취한 바닥재 2종류와 비산재 4종류이었으며, 이들의 주요 성분 및 입도분석을 실시하고 공정시험법에 의한 중금속 용출량을 조사하였다. 또한, 비산재인 boiler ash를 원료로 하여 경량물질과 무기바인더를 첨가하여 성형 및 소성하는 방법으로 경량재료를 제조하였다. 바닥재에 Cu 함량이 3wt% 내외로 상당히 높은 것으로 나타나 Cu의 사전 분리가 필수적인 것으로 나타났다. 수용성물질을 많이 함유한 SDR(semi-dry reactor) ash와 Bag filter ash의 주성분은 각각 $CaCl_2{\cdot}Ca(OH)_2{\cdot}H_2O$ 및 $CaCl_2{\cdot}4H_2O$인 것으로 나타났다. boiler ash를 원료로 사용하여 제조한 경량재료 시편의 경우 중금속 용출이 크게 감소하였으며, 그 이유는 중금속 성분이 불용성 화합물천 안정화 또는 encapsulation 되었기 때문으로 판단되었다.