• 한국표면공학회지
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• 제48권6호
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• pp.297-302
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• 2015

Nanocrystalline diamond(NCD) coated aluminium plates were prepared and applied as heat sinks for LED modules. NCD films were deposited on 1 mm thick Al plates for times of 2 - 10 h in a microwave plasma chemical vapor deposition reactor. Deposition parameters were the microwave power of 1.2 kW, the working pressure of 90 Torr, the $CH_4/Ar$ gas ratio of 2/200 sccm. In order to enhance diamond nucleation, DC bias voltage of -90 V was applied to the substrate during deposition without external heating. NCD film was identified by X-ray diffraction and Raman spectroscopy. The Al plates with about 300 nm thick NCD film were attached to LED modules and thermal analysis was carried out using Thermal Transient Tester (T3ster) in a still air box. Thermal resistance of the module with NCD/Al plate was 3.88 K/W while that with Al plate was 5.55 K/W. The smaller the thermal resistance, the better the heat emission. From structure function analysis, the differences between junction and ambient temperatures were $12.1^{\circ}C$ for NCD/Al plate and $15.5^{\circ}C$ for Al plate. The hot spot size of infrared images was larger on NCD/Al than Al plate for a given period of LED operation. In conclusion, NCD coated Al plate exhibited better thermal spreading performance than conventional Al heat sink.

• 자원리싸이클링
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• 제20권2호
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• pp.45-53
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• 2011

본 연구에서는 다양한 방법들을 이용하여 태양전지 폐 모듈로부터 태양전지의 주요 구성요소인 실리콘과 강화유리를 회수하는 연구를 수행하였다. 강화유리는 유기용매를 사용하여 회수하였고, EVA수지는 열처리를 통하여 완전히 제거하였다. 실리콘은 계면 활성제를 첨가한 혼산용액을 이용하여 표면물질을 제거하고 회수하였다. 90%이상의 높은 실리콘 회수율을 얻었다. 본 연구에 의하여 얻어진 강화유리와 실리콘은 태양전지 모듈의 원료로 재활용되어 실리콘 공급부족 문제해결, 태양전지 제조원가 및 폐기물 처리비용 절감에 기여할 것으로 기대된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권2호
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• pp.113-123
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• 2017

This study investigated effects of physical and chemical cleaning methods on the initial flux recovery of fouled membrane in membrane distillation process. A laboratory scale direct contact membrane distillation (DCMD) experiment was performed to treat digested livestock wastewater with 3.89 mg/L suspended solids, 874.7 mg/L COD, 543.7 mg/L nitrogen, 15.6 mg/L total phosphorus, and pH of 8.6. A hydrophobic PVDF membrane with an average pore size of $0.22{\mu}m$ and a porosity of 75 % was installed inside a direct contact type membrane distillation module. The temperature difference between feed and permeate side was maintained at $40^{\circ}C$ with the feed and permeate stream velocity of 0.18 m/s. The results showed that the permeate flux decreased from $22.1L{\cdot}m^{-2}{\cdot}hr^{-1}$ to $19.0L{\cdot}m^{-2}{\cdot}hr^{-1}$ after 75 hours of distillation. The fouled membrane was cleaned first by physical flushing and consecutively by chemicals with NaOCl and citric acid. After the physical cleaning the flux was recovered to 92 % as compared with the initial clean water flux of the virgin membrane. Then 94 % of the flux was recovered after cleaning by 2,000 ppm NaOCl for 90 minutes and finally 97 % of flux recovered after 3 % citric acid for 90 minutes. SEM-EDS and FT-IR analysis results presented that the foulants on the membrane surface were removed effectively after each cleaning step. The contact angle measurement showed that the hydrophobicity of the membrane surface was also restored gradually after each cleaning step to reach nearly the same hydrophobicity level as the virgin membrane.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.498-504
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• 2011

본 연구는 폴리이미드와 폴리이서설폰 중공사막을 이용하여 매립가스의 메탄 회수를 위한 메탄과 질소에 대한 투과도와 선택도를 실험하였다. 폴리이미드와 폴리이서설폰 소재를 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사 형태로 제조하고 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 전자주사 현미경 관찰을 이용하여 제조된 중공사 막의 구조가 치밀한 표면과 망상구조의 비대칭으로 형성된 것을 확인하였다. 압력과 온도가 증가함에 따라 메탄과 질소의 투과도는 증가하였으나 선택도($CH_4/N_2$)는 감소하는 것으로 나타났다. Air gap이 증가할수록 메탄과 질소의 투과도는 감소하였으며 용매치환을 한 중공사막의 투과도는 3.2~7.0배 증가하였다.

• 한국농림기상학회지
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• 제21권2호
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• pp.97-109
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• 2019

적산 온도는 작물 재배 의사결정 지원을 위해 대상지역 주변 기상 관측소의 자료를 활용하여 산정되어 왔다. 한편 Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) 자료로부터 공간적인 온도 자료를 바탕으로 특정 지점의 적산 온도 자료를 생산할 수 있다. 본 연구의 목적은 MODIS 자료를 처리하는 도구를 개발하고 이를 바탕으로 작물의 고온 피해도 및 시설의 냉방 요구도 분석에 활용될 수 있는 냉방도일을 계산하고자 하였다. R 스크립트를 사용하여 특정지역의 MODIS 기온자료를 생성하는 모듈들을 작성하였다. 해당 스크립트들은 격자자료의 좌표계 변환과 자료들의 공간적인 통합 기능들을 가지고 있었다. 온도 수직 분포 자료로부터 지표 기압에 해당하는 온도를 추출하는 기능은 rgdal과 RcppArmadillo등의 패키지를 활용하여 구현되었다. 또한 냉방도일 및 일평균온도 추정을 위해 MODIS 기온 자료, day of year, 및 위도를 입력 자료로 사용하는 random forest (RF) 모형을 남한 지역의 24개 지점에 대하여 훈련하였다. 인공위성 자료 별로 훈련된 RF 모형을 사용하여 한반도 지역의 일별 냉방도일을 계산하였다. 특히, 북한지역에 24개 지점에 대해 검증한 결과, MODIS 자료를 바탕으로 추정된 지역별 평균 연간 냉방도일은 관측값 변이의 96%를 설명할 수 있었다. 이러한 결과는 MODIS 자료로부터 유효적산온도 및 난방도일 등 다른 농림 기상 모형의 입력자료 생산을 지원할 수 있다는 것을 암시하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권3호
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• pp.525-535
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• 2017

내열성이 우수하며, 태양광 모듈의 유리 표면에 방담성(antifogging) 및 방오성(antifouling)을 동시에 부여하여 효율을 향상시키기 위한 친수성 코팅액을 제조하기 위해 초친수성과 우수한 방담효과를 나타내는 Tween 20과 데카플루오로부탄과 폴리에틸렌글리콜 성분으로 구성된 불소계면활성제 수용액에 방오성 부여를 위하여 나노실리카를 분산하였다. 고온 처리에서 나노실리카의 함량에 따른 방담 효과는 모든 코팅액이 우수하였으나, 방오 효과는 나노실리카의 함량이 6 wt%일 때부터 나타났다. 불소계면활성제의 함량이 증가할수록 초기 접촉각이 증가하며 방담 효과도 500회 wiping까지 잘 유지되었다. 방오 효과 역시 불소계면활성제의 함량에 상관없이 우수하여 불소계면활성제의 적절한 첨가량은 0.1 wt%이상 이면 충분하였다. AFM 결과로부터 불소계면활성제가 0.1 wt%에서 0.3 wt%가 첨가된 경우 코팅 표면의 프랙탈구조가 확실히 나타나 방오성 향상에 기여하였다. 코팅된 유리의 투과도는 불소계면활성제가 0.1 wt% 첨가된 TL-1의 경우가 가장 높았으며 더 많은 양의 불소계면활성제를 첨가할 경우 오히려 투과도 향상은 미미하였다. 이러한 결과는 앞의 AFM 결과에서 나타난 표면 조도가 높으며 프랙탈구조 형성도 잘 일어난 TL-1 코팅액의 결과와 잘 일치하는 것이다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.120-127
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• 2015

이 연구는 화재시 수직화염을 적절하게 제어할 수 있는 차양식 방화루버의 실용화 및 설계기법 개발에 관한 일련의 연구로써 구조물에서 화염 억제 특성을 해석할 수 있는 기법을 제시하고 실험을 통해 해석기법의 검증과 차양식 방화루버의 성능을 검증하기 위한 것이다. 실제 방화루버의 수직화염 억제뿐만 아니라 열전달 특성을 정량적으로 분석하기 위하여 2개의 실대형 실험을 계획하였다. 실험체는 전체 $3m{\times}3m$의 시험체 중 $850mm{\times}1,800mm$의 개구부를 두고 상부에 실험용 방화루버 ($900mm{\times}900mm{\times}175mm$)를 설치하였으며, 건설기술연구원에서 ISO834 화재하중 규모로 1시간 실험을 실시하였다. 실험변수는 방화루버의 두께로 1.5mm, 2.0mm로 설정하였다. 실험결과 차양용 방화루버는 상부의 수열온도가 현저하게 감소하는 것을 확인하였다. 특히 화재하중 가력 초기에서 6분 (로내 온도 $600^{\circ}C$)에서 우수한 차열성능을 나타냈다. ISO 834 화재하중 60분에서 방화루버 상부 500mm, 800mm 위치의 수열온도는 루버 두께에 상관 없이 각각 로내 온도 대비 11, 10%로 나타났다. 이를 통해 화재발생 후 상부층으로 화염 전파 억제 및 온도 전달 제어 측면에서 차양용 방화루버는 유효한 방안 중 하나라는 것을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제46권4호
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• pp.547-556
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• 2014

Korea expects a shortage in storage capacity for spent fuels at reactor sites. Therefore, a need for more metal and/or concrete casks for storage systems is anticipated for either the reactor site or away from the reactor for interim storage. For the purpose of interim storage and transportation, a dual purpose metal cask that can load 21 spent fuel assemblies is being developed by Korea Radioactive Waste Management Corporation (KRMC) in Korea. At first the gamma and neutron flux for the design basis fuel were determined assuming in-core environment (the temperature, pressure, etc. of the moderator, boron, cladding, $UO_2$ pellets) in which the design basis fuel is loaded, as input data. The evaluation simulated burnup up to 45,000 MWD/MTU and decay during ten years of cooling using the SAS2H/OGIGEN-S module of the SCALE5.1 system. The results from the source term evaluation were used as input data for the final shielding evaluation utilizing the MCNP Code, which yielded the effective dose rate. The design of the cask is based on the safety requirements for normal storage conditions under 10 CFR Part 72. A radiation shielding analysis of the metal storage cask optimized for loading 21 design basis fuels was performed for two cases; one for a single cask and the other for a $2{\times}10$ cask array. For the single cask, dose rates at the external surface of the metal cask, 1m and 2m away from the cask surface, were evaluated. For the $2{\times}10$ cask array, dose rates at the center point of the array and at the center of the casks' height were evaluated. The results of the shielding analysis for the single cask show that dose rates were considerably higher at the lower side (from the bottom of the cask to the bottom of the neutron shielding) of the cask, at over 2mSv/hr at the external surface of the cask. However, this is not considered to be a significant issue since additional shielding will be installed at the storage facility. The shielding analysis results for the $2{\times}10$ cask array showed exponential decrease with distance off the sources. The controlled area boundary was calculated to be approximately 280m from the array, with a dose rate of 25mrem/yr. Actual dose rates within the controlled area boundary will be lower than 25mrem/yr, due to the decay of radioactivity of spent fuel in storage.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.306-316
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• 2006

하절기 온실재배가 늘어나고 적극적인 온실냉방이 필요해짐에 따라 저비용의 냉방법 개발이 매우 중요해졌다. 경제적인 냉방법을 개발하기 위하여 차광율 수준과 물흘림의 상태가 냉각효과에 미치는 영향을 분석하고자 하였다. 실험분석을 위해 온실모형 모듈을 제작하여 차광율수준과 물흘림수준을 조합 변화시켜가며 경시별 측정을 수행하고 변수의 수준별로 비교분석하였다. 1. 외기건구온도가 상승하면 모듈실내온도도 상승하는 경향이며, 차광막이 있고 물흘림이 있으면 대체적으로 외기온보다는 낮고 물온도보다는 높은 수준을 나타내고 있다. 한편, 물흘림이 없는 경우에는 차광율의 수준간 건구온도변화가 크지 않은 것으로 나타나고 있다. 물흘림이 없이 차광막만 있는 경우 차광율의 수준이 35%에서 75V로 높아질수록 평균내부온도는 낮아졌지만 외부보다는 1.7$\sim$4$^{\circ}C$ 정도의 높은 온도를 나타내었다. 그러나 물흘림과 차광이 동시에 이루어지는 경우 전체적으로 외부온도보다 낮은 가운데 그 차이가 -0.2$\sim$-1.2$^{\circ}C$ 정도로 외기평균보다 낮게 나타났다. 그러나 물흘림 수준에 따라서는 차이가 나타나지 않았으며, 물흘림은 골고루 분포되도록 분무해 줄 필요가 있는 것으로 판단되었다. 공급되는 물의 온도는 실내온도에 영향을 주지 않는 것으로 나타났다. 2. 차광율수준이 높을 수록 모듈내 흑구온도는 낮게 나타났다. 그러나 차광막만 설치하여서는 외부의 복사광 차단에 의한 냉각효과를 기대하기 어려우며 차광막과 함께 물흘림을 병행해야 복사광 차단과 함께 복사 냉각효과를 함께 얻을 수 있다는 것을 알 수 있었다. 3. 물흘림이 있는 경우 표면온도는 수온이하이거나 수온보다 높더라도 1.2$^{\circ}C$ 이상을 넘지 않았으며, 차광수준이 높을수록 표면온도는 더 낮게 나타났다 그 이유는 물의 증발냉각에 의해 표면이 냉각되기 때문으로 분석되었다. 필름표면온도의 평균은 차광막의 수준에 관계없이 비교적 일정한 값을 나타내었으나 물흘림이 없는 경우 차광율의 수준이 놓을 수록 평균온도는 높게 나타났던 바 이는 차광에 의해 외부 복사광이 차광막에 흡수되었기 때문으로 판단되었다. 4. 상대습도는 건구온도가 증가함에 따라 비교적 직선적으로 하강하였으며, 이는 수분의 공급이 따로 이루어지지 않는 한 절대습도가 일정하기 때문에 건구온도가 상승하면 자연스럽게 하강하게 되는 것으로 판단되었다. 차광막이 있거나 물흘림이 있는 경우에는 외기건구온도의 영향에는 영향을 받지 않고 모듈내 건구온도에 따라 변하는 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권9호
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• pp.757-762
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• 2014

태양 열 전기 복합생산 시스템은 태양광을 이용한 전력생산과 더불어 열에너지를 동시에 생산하는 시스템이다. 본 연구에서는 태양 공기 열 전기 복합생산 단위모듈 실험 장치를 구현하여 실험하고 데이터 분석을 통한 표면온도에 대한 발전 효율증가와 열에너지 생산량을 제시한다. 실험은 기존의 태양광 방식과 공기열 복합생산 방식을 반복 수행하였다. 이 두 실험 데이터를 비교분석을 통하여 기존의 방식 대비 공기열 복합 생산 방식의 단위 표면온도에 대한 발전효율상승을 정량적으로 제시한다. 본 실험에서 공기열 태양 열 전기 복합 생산방식은 기존 태양광 대비 표면온도는 $13.52^{\circ}C$ 낮아졌고, 발전효율이 5.09% 상승하였다. 또한 공기열원 순환 시스템의 출입구 온도차이 $1^{\circ}C$당 $15.69W_t$의 열에너지를 생산한다. 따라서 본 논문에서는 실험적 데이터의 비교분석을 통한 결과로 공기열원 태양 열 전기 복합생산 시스템의 $0.34%/^{\circ}C$의 단위 표면온도당 발전 효율상승 수치를 제시한다.