• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.64-64
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• 2015

Control of plasma processing methodologies can only occur by obtaining a thorough understanding of the physical and chemical properties of plasmas. However, all plasma processes are currently used in the industry with an incomplete understanding of the coupled chemical and physical properties of the plasma involved. Thus, they are often 'non-predictive' and hence it is not possible to alter the manufacturing process without the risk of considerable product loss. Only a more comprehensive understanding of such processes will allow models of such plasmas to be constructed that in turn can be used to design the next generation of plasma reactors. Developing such models and gaining a detailed understanding of the physical and chemical mechanisms within plasma systems is intricately linked to our knowledge of the key interactions within the plasma and thus the status of the database for characterizing electron, ion and photon interactions with those atomic and molecular species within the plasma and knowledge of both the cross-sections and reaction rates for such collisions, both in the gaseous phase and on the surfaces of the plasma reactor. The compilation of databases required for understanding most plasmas remains inadequate. The spectroscopic database required for monitoring both technological and fusion plasmas and thence deriving fundamental quantities such as chemical composition, neutral, electron and ion temperatures is incomplete with several gaps in our knowledge of many molecular spectra, particularly for radicals and excited (vibrational and electronic) species. However, the compilation of fundamental atomic and molecular data required for such plasma databases is rarely a coherent, planned research program, instead it is a parasitic process. The plasma community is a rapacious user of atomic and molecular data but is increasingly faced with a deficit of data necessary to both interpret observations and build models that can be used to develop the next-generation plasma tools that will continue the scientific and technological progress of the late 20th and early 21st century. It is therefore necessary to both compile and curate the A&M data we do have and thence identify missing data needed by the plasma community (and other user communities). Such data may then be acquired using a mixture of benchmarking experiments and theoretical formalisms. However, equally important is the need for the scientific/technological community to recognize the need to support the value of such databases and the underlying fundamental A&M that populates them. This must be conveyed to funders who are currently attracted to more apparent high-profile projects.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제10권3호
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• pp.169-174
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• 2004

양돈분뇨 발효액비를 이용하여 양액재배용 액상비료로의 전환을 위한 양액재배(수경재배) 를 수행한 결과, 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 발효액비(FLM)의 비효영양염류의 농도는 N, P, K가 각각 5,600, 98, 3,000mg/$\iota$ 정도로 저 인산의 액상물이며, pH, EC는 각각 8.75, 22.0 mS / cm 이었다. 2. 발효액비의 유해성을 검토하기 위하여 100배 희석액을 이용하여 발아실험을 한 결과, 수도수(control)보다 $125\%$의 높은 발아지수(G$\cdot$I)를 나타내어 무해함을 밝혔다. 3. 100배 희석한 발효액비를 기준으로 각각 인산염과 카리를 첨가한 FLM-2, FLM-3를 이용하여 상추 수경재배를 실시한 결과, N, P, K 모두 높은 FLM-3에서 옆장, 옆폭, 엽수, 건물중 모두 높은 성장률을 보여주었다. 이는 발효액비의 이용 시 단순이용보다는 부족분의 첨가가 전제되어야함을 보여주고 있는 것이다. 4. 발효액비의 이용 시 양액의 pH, EC의 변화는 수량 등 식물영양생리에 장해요인으로 작용할 것으로 사료되어 졌으나 약산성의 pH 유지 및 EC 2.0mS/cm 이하의 유지 등 양액재배에 따른 작물의 피해는 없는 것으로 사료되어, 적정희석만 유지되어 질 경우 양액으로서의 이용 가능성은 충분한 것으로 사료되어진다. 향후, 발효액비의 다양한 이용을 위해서는 영양염류의 흡수특성 및 최적 영양염류의 비율 등 작물영양생리학적 검토가 추가적으로 연구되어져야 할 것이다.

• 미생물학회지
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• 제46권1호
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• pp.27-32
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• 2010

저농도 유기물, 질소, 인 제거를 위하여 독립영양 미생물인 광합성 박테리아를 이용한 회분식 실험 결과 초기값 $COD_{Cr}$ 37.3 mg/L, $NH_3$-N 4.0 mg/L, $PO_4^{3-}$-P 1.0 mg/L (C:N:P=100:10:1) 일 때 각각 87.4%, 46.3%, 79.7% 제거효율을 보였다. 혼합 광합성 박테리아, 세라믹 담체 및 담체 KSP01을 적용한 폭기식 반응기 실험 결과, 평균 유기물 72.7%, 암모니아성 질소 79.2%를 제거하였으며, pH 조절로 인산염 인을 최대 92.6%까지 제거할 수 있었다. 반응기 내 다양한 폭기 조건에서 암모니아성질소 제거를 확인한 결과, 1, 2 반응조에 10.2 L/min로 공기를 주입하였을 때 98.5%로 높은 제거효율을 보여주었다. 또한 하천수 적용시 암모니아성 질소 82.8%의 높은 제거효율을 확인하였다. 본 연구를 통하여 개발된 정화 시스템의 현장 적용시 저농도 질소, 인의 높은 제거를 보일 것으로 사료된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.7-7
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• 2011

Quantum beam technology has been expected to develop breakthroughs for nanotechnology during the third basic plan of science and technology (2006~2010). Recently, Green- or Life Innovations has taken over the national interests in the fourth basic science and technology plan (2011~2015). The NIMS (National Institute for Materials Science) has been conducting the corresponding mid-term research plans, as well as other national projects, such as nano-Green project (Global Research for Environment and Energy based on Nanomaterials science). In this lecture, the research trends in Japan and NIMS are firstly reviewed, and the typical achievements are highlighted over key nanotechnology fields. As one of the key nanotechnologies, the quantum beam research in NIMS focused on synchrotron radiation, neutron beams and ion/atom beams, having complementary attributes. The facilities used are SPring-8, nuclear reactor JRR-3, pulsed neutron source J-PARC and ion-laser-combined beams as well as excited atomic beams. Materials studied are typically fuel cell materials, superconducting/magnetic/multi-ferroic materials, quasicrystals, thermoelectric materials, precipitation-hardened steels, nanoparticle-dispersed materials. Here, we introduce a few topics of neutron scattering and ion beam nanofabrication. For neutron powder diffraction, the NIMS has developed multi-purpose pattern fitting software, post RIETAN2000. An ionic conductor, doped Pr2NiO4, which is a candidate for fuel-cell material, was analyzed by neutron powder diffraction with the software developed. The nuclear-density distribution derived revealed the two-dimensional network of the diffusion paths of oxygen ions at high temperatures. Using the high sensitivity of neutron beams for light elements, hydrogen states in a precipitation-strengthened steel were successfully evaluated. The small-angle neutron scattering (SANS) demonstrated the sensitive detection of hydrogen atoms trapped at the interfaces of nano-sized NbC. This result provides evidence for hydrogen embrittlement due to trapped hydrogen at precipitates. The ion beam technology can give novel functionality on a nano-scale and is targeting applications in plasmonics, ultra-fast optical communications, high-density recording and bio-patterning. The technologies developed are an ion-and-laser combined irradiation method for spatial control of nanoparticles, and a nano-masked ion irradiation method for patterning. Furthermore, we succeeded in implanting a wide-area nanopattern using nano-masks of anodic porous alumina. The patterning of ion implantation will be further applied for controlling protein adhesivity of biopolymers. It has thus been demonstrated that the quantum beam-based nanotechnology will lead the innovations both for nano-characterization and nano-fabrication.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
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• pp.561-566
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• 2005

Polycrystalline silicon films were deposited using hot wire CVD (HWCVD). The deposition of silicon thin films was approached by the theory of charged clusters (TCC). The TCC states that thin films grow by self-assembly of charged clusters or nanoparticles that have nucleated in the gas phase during the normal thin film process. Negatively charged clusters of a few nanometer in size were captured on a transmission electron microscopy (TEM) grid and observed by TEM. The negatively charged clusters are believed to have been generated by ion-induced nucleation on negative ions, which are produced by negative surface ionization on a tungsten hot wire. The electric current on the substrate carried by the negatively charged clusters during deposition was measured to be approximately $-2{\mu}A/cm^2$. Silicon thin films were deposited at different $SiH_4$ and $H_2$ gas mixtures and filament temperatures. The crystalline volume fraction, grain size and the growth rate of the films were measured by Raman spectroscopy, X-ray diffraction and scanning electron microscopy. The deposit ion behavior of the si1icon thin films was related to properties of the charged clusters, which were in turn controlled by the process conditions. In order to verify the effect of the charged clusters on the growth behavior, three different electric biases of -200 V, 0 V and +25 V were applied to the substrate during the process, The deposition rate at an applied bias of +25 V was greater than that at 0 V and -200 V, which means that the si1icon film deposition was the result of the deposit ion of charged clusters generated in the gas phase. The working pressures had a large effect on the growth rate dependency on the bias appled to the substrate, which indicates that pressure affects the charging ratio of neutral to negatively charged clusters. These results suggest that polycrystalline silicon thin films with high crystalline volume fraction and large grain size can be produced by control1ing the behavior of the charged clusters generated in the gas phase of a normal HWCVD reactor.

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.37-45
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• 2006

대량 발생되어 환경 문제를 유발하는 폐플라스틱의 처리방법으로 열분해에 의한 대체 연료유 생산 기술이 부각되고 있다. 본 연구에서는 국내 폐플라스틱의 발생 현황, 국내외 유화 기술 현황, 유화의 기본적인 공정 기술과 문제점, 그리고 한국에너지기술연구원에서 개발된 유화의 신기술을 소개하였다. 이 공정의 특징은 열가소성 폐플라스틱이 혼합된 원료에 대해 공정 운전의 자동화에 의한 연속 운전이 가능하고, 반응 공정이 무촉매이지만 왁스 생성을 최소화한 순환식 분해 반응 공정이며, 또한 생성 가스의 재 사용과 슬러지로 부터 오일 회수에 의한 배출 산사물의 양을 줄이는 등의 특징을 가진 경제적, 환경적으로 많은 장점을 가지고 있다. 연간 300톤 규모의 파이롯트 플랜트 실험 결과는 정상 운전이 3일 이상의 연속 운전에 의해 오일 수율을 $81\%$ 정도 얻었다. 증류탑 상단과 하단에서 얻은 생성유는 각각 가솔린과 디젤인 경유보다 조금 높은 끊는점 분포를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.583-590
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• 2011

공기 폭기법을 통해 암모니아를 제거함에 있어, 반응조의 물리적 인자(폭기 깊이, 공기 방울 크기, 표면적)와 알칼리도가 암모니아의 제거 속도에 미치는 영향을 평가하였다. 30 L/min의 공기를 6~53 cm의 폭기 깊이로 실험한 결과, 폭기 깊이는 암모니아 제거 속도에 영향을 미치지 않았다. pH가 10.0, 온도가 $30^{\circ}C$에서 암모니아의 제거 속도 상수와 표준편차는 각각 $0.175h^{-1}$, 0.004로 나타났다. 공기 방울의 크기 및 공기상과 접촉하는 수표면의 표면적은 제거 속도에 영향을 미치지 않았다. 폐수의 알칼리도는 암모니아 제거 속도에 간접적으로 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이는 폭기에 의해 이산화탄소가 수용액에 용존되어 pH를 변화시킬 수 있기 때문인 것으로 예상된다. 매립지와 하수 종말 처리장에서 채취한 실제 폐수를 대상으로 암모니아 제거 속도를 살펴보았다. 하수 원수(pH = 7.1, alkalinity = 75 mg/L)의 경우, pH를 9.3으로 조절하여도 암모니아 제거 속도가 크게 증가하지 않았다. 그러나, 알칼리도가 높은 침출수 원수(pH = 8.0, alkalinity = 6,525 mg/L)는 초기 pH가 낮음에도 불구하고, 공기 폭기에 따른 pH 상승으로 인해 암모니아 제거 속도가 증가하는 경향을 나타냈다. 또한, 침출수 원수의 pH를 9.4로 조절한 경우, 하수 원수와 달리 공기 폭기에 따른 pH 저하가 나타나지 않아 암모니아 제거 속도가 유지 되었다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제12권3호
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• pp.457-462
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• 2002

Low Electromagnetic Field (EMF) intensity in the range of $1{\mu}T\;to\;10{\mu}T$(Tesla) was found to enhance the growth of CHO cells and the production of tPA in batch and perfusion cultivations. At $1{\mu}T\;intensity,\;1.3{\times}10^7$ viable cells/ml of maximum cell density and 80 mg/l of maximum tPA production were obtained in batch cultivation, compared to $2.8{\times}10^6$ viable cells/ml and 59 mg tPA/1 in unexposed case (control). A similar trend was observed in the perfusion process, where it was possible to obtain $1.2{\times}10^7$ viable cells/ml of maximum cell density and 81 mg tPA/l of maximum tPA production by more than 80 days of cultivation. However, there was not much difference between $1{\mu}T\;and\;10{\mu}T$ in perfusion cultivation, possibly due to better environmental growth conditions being maintained by continuous feeding of fresh medium into the reactor. On the contrary, both cell growth and tPA production were severely inhibited at higher than 1 mT intensity, showing no growth at 10 mT exposure. Specific growth rate was linearly correlated to specific tPA production rate at $1{\mu}T$EMF intensity, which represents a partially growth-related relationship. It was also found that a large amount of $Ca^2+$ was released at low EMF intensity, even though the cell growth was not much affected. Low EMF intensity significantly improved both cell growth and tPA production, and tPA production seemed to be more affected than the cell growth, possibly due to the changes of cell membrane characteristics. It can be concluded that the elaboration of EMF intensity less than $10{\mu}T$ could improve cell growth and tPA production, but mainly tPA secretion through batch or perfusion process in a bioreactor.

• 대한환경공학회지
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• 제37권9호
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• pp.499-504
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• 2015

팽창흑연과 탄소나노튜브를 이용한 산화전극을 CTP에 Ni을 혼합한 결합제로 제작하였으며, 산화전극에 CTP와 Ni을 혼합한 결합제와 Nafion 결합제를 대조구로 미생물연료전지의 성능에 미치는 영향을 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 산화전극 제작에 사용된 CTP 양이 적을수록, Ni 함량이 증가할수록 산화전극 표면에 부착성장한 미생물량이 증가하였으며, 내부저항이 감소하였다. CTP 4 g과 Ni 0.2 g을 혼합한 결합제로 제작한 산화전극의 경우 최대전력밀도는 $731.8mW/m^2$, 내부저항은 $146.19{\Omega}$이다. 대조구인 Nafion결합제로 제작한 산화전극와 비교하여 최대전력밀도는 23.68% 컸으며, 내부저항은 33.82% 낮았다. 따라서, CTP와 Ni을 혼합한 물질은 저렴하고 효율이 높은 미생물연료전지의 산화전극결합제로서 좋은 대안이 될 수 있다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.34-46
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• 2005

대량 발생되어 환경 문제를 유발하는 폐플라스틱의 처리방법으로 열분해에 의한 대체 연료유 생산 기술이 부각되고 있다. 본 연구에서는 폐플라스틱의 발생 현황, 국내 외 유화 기술 현황, 유화의 기본적인 공정 기술과 문제점, 그리고 한국에너지기술연구원에서 개발된 유화의 신기술을 소개하였다. 이 공정의 특징은 열가소성 폐플라스틱이 혼합된 원료에 대해 공정 운전이 자동화에 의한 연속 운전이 가능하고, 반응 공정이 무촉매이지만 왁스 생성을 최소화한 순환식 분해 반응 공정이며, 또한 생성 가스의 재 사용과 슬러지의 오일 회수에 의한 배출 잔사물의 양을 줄이는 등의 특징을 가진 경제적, 환경적으로 많은 장점을 가지고 있다. 파이롯트 플랜트 실험 결과는 정상 운전이 3일 이상의 연속 운전에 의해 오일 수율이 81% 정도 얻었다. 증류탑 상단과 하단에서 얻은 생성유는 각각 가솔린과 디젤인 경유보다 조금 높은 끊는점 분포를 보였다.