• 센서학회지
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• 제17권3호
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• pp.178-182
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• 2008

Planar type micro catalytic combustible gas sensor was developed by using nano crystalline $SnO_2$ Pt thin film as micro heater was deposited by thermal evaporation method on the alumina substrate. The thickness of the Pt heater was around 160 nm. The sensor showed high reliability with prominent selectivity against various gases(Co, $C_3H_8,\;CH_4$) at low operating temperature($156^{\circ}C$). The sensor with nano crystalline $SnO_2$ showed higher sensitivity than that without nano crystalline $SnO_2$. This can be explained by more active adsorption and oxidation of hydrogen by nano crystalline $SnO_2$ particles. The present planar-type catalytic combustible hydrogen sensor with nano crystalline $SnO_2$ is a good candidate for detection of hydrogen leaks.

• 한국대기환경학회지
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• 제19권1호
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• pp.77-84
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• 2003

HS, Ammonia, CH$_4$, VOCs, Microorganism, Bacteria etc produced from swineries or henhouses are known to prevent the growth of livestock. Moreover, they give an unpleasant feeling to the workers. In this study, a methodology to remove odors and toxic gases by oxidation of ozone was thus accomplished. However, most ozone generators which use the atmospheric surrounding air have problems of contamination of electrode for discharge. Therefore in this work, a wire-cylinder type plasma reactor with DC voltage has been used both in a laboratory scale test and in the real swinery to solve the existing problems. About 6 cm of electrode gap could decrease the attachment of dusts, humid aerosols and other polymers, which are contained in the air. This compact designed device could produce ozone to oxidize and remove the air pollutants. But the amount of ozone was not large enough to be harmful to human Health. Also, the concentration of ozone was able to be varied by the input voltage. which makes it available for the proposed system to be installed in various kinds of pig houses. With this device, at maximum 43 mg/㎥ (20 ppm) of ozone could be produced at 40 ㎸ input voltage (consumed energy was 0.1 Wh/㎥). A program was also made in this work to calculate the optimum parameters for design of a plasma reactor in wide range of conditions.

• 한국재료학회지
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• 제18권8호
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• pp.438-443
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• 2008

SnO nanosheets were prepared at room temperature through a reaction between an aqueous solution of $SnCl_2$, $N_2F_4$, and NaOH and were converted into $SnO_2$ nanosheets without a morphological change. The SnO nanosheets were formed through a dissolution-recrystallization mechanism. Uniform and well-dispersed SnO nanosheets with the round-shape morphology were attained when the solution was treated by ultrasonic sound immediately after the addition of NaOH. The $SnO_2$ nanosheets prepared by means of solution reduction under the ultrasonic treatment, and subsequent oxidation at $600^{\circ}C$ showed a high level of gas sensitivity to $C_2H_5OH$ and $CH_3COCH_3$.

• 한국세라믹학회지
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• 제35권11호
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• pp.1190-1196
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• 1998

Ultrafine ${\beta}$-SiC powders were synthesized by the vapor phase reaction of TMS[Si(CH3)4] in hydrogen The reaction temperature and TMS concentration were varied from 1000 to 1400$^{\circ}C$ and from 1 to 10% respectively. The average particle size and phase of the powders were analyzed by TEM and XRD. Ultrafine ${\beta}$-SiC powders were synthesized above 1000$^{\circ}C$ and the crystallinity of the powders increased with increasing reaction temperature. Shape of the particles were spherical and had average size of about 20 nm which showed no difference as the reaction temperature and TMS concentration increased. From the FT-IR analysis the absorption bands of Si-C of the powders shifted to higher wavenumber as the reaction temperature increased,. Under the condition of total gas flow above 1500cc/min ${\beta}$-SiC and poly-Si powders were obtained simultaneously. The Si-O bond intensity was increased under the condition of total gas flow rate above 1000cc/min which might be due to oxidation formed on poly-Si.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제55권1호
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• pp.16-19
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• 2006

The characteristic of negative differential resistance(NDR) is decreased current when the applied voltage is increased. The NDR is potentially very useful in molecular electronics device schemes. Here, we investigated the NDR characteristic of self-assembled 4,4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-benzenethiolate, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto $pre-treatment(H_2SO_4:H_2O_2=3:1)$ Si. The Au substrate was exposed to a 1 mM/1 solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a 0.1 ${\mu}M/l$ solution of 4.4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2,$ and finally blown dry with N_2. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -2 V to +2 V with 298 K temperature. The vacuum condition was $6{\time}10^{-8}$ Torr. As a result, we found the NDR voltage of the 4,4'-di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-benzenethiolate were $-1.61{\pm}0.26$ V(negative region) and $1.84{\pm}0.33$ V(positive region). respectively.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.139-141
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• 2005

It is possble to study charge transfer property which is caused by height variation because we can see the organic materials barrier height and STM tip by organic materials energy band gap. Here, we investigated the negative differential resistance(NDR) and charge transfer property of self-assembled 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto pre-treatment($H_{2}SO_{4}:H_{2}O_{2}$=3:1) Si. The Au substrate was exposed to a 1 mM/l solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M/1$ solution of 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_{2}Cl_{2}$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -1.50 V to -1.20 V with 298 K temperature. The vacuum condition is $6{\times}10^{-8}$ Torr. As a result, we found that NDR and charge transfer property by a little change of height when the voltage is applied between STM tip and electrode.

• 한국습지학회지
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• 제22권4호
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• pp.239-244
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• 2020

혐기성소화조에서 발생하는 바이오가스는 열과 전력을 생산하는데 사용되기 전에 불순물, 특히 황화물 제거 공정이 수반 되어야 한다. 본 연구에서는 시설용량 46,000㎡/d의 하수처리장을 대상으로 습식스크러빙 장치를 활용하여 운전 조건의 변화에 따른 메탄감소율과 황화수소 및 이산화탄소의 제거율을 평가하였다. 부분순환에서 장치 유입전 평균 59.7%의 CH₄은 처리후 57.4%로 감소하여 3.9%의 감소율을 나타내어 마이크로버블 산화에도 불구하고 천천히 기화되는 것을 알 수 있었다. CO₂의 경우 38%가 장치로 유입되어 32%로 배출됨에 따라 15.8%의 제거율을 나타냈다. 1,400ppm의 H₂S는 DIWS장치로 유입되어 334ppm으로 배출되어 76.1%의 감소율을 나타냈다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1844-1846
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• 2005

The characteristic of negative differential resistance(NDR) is decreased current when the applied voltage is increased. The NDR is potentially very useful in molecular electronics device schemes. Here, we investigated the NDR property of self-assembled 4,4- Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene, which has been well known as a conducting molecule. Self-assembly monolayers(SAMs) were prepared on Au(111), which had been thermally deposited onto pre-treatment$(H_2SO_4:H_2O_2=3:1)$ Si. The Au substrate was exposed to a 1mM/l solution of 1-dodecanethiol in ethanol for 24 hours to form a monolayer. After thorough rinsing the sample, it was exposed to a $0.1{\mu}M/l$ solution of 4,4-Di(ethynylphenyl)-2'-nitro-1-(thioacetyl)benzene in dimethylformamide(DMF) for 30 min and kept in the dark during immersion to avoid photo-oxidation. After the assembly, the samples were removed from the solutions, rinsed thoroughly with methanol, acetone, and $CH_2Cl_2$, and finally blown dry with $N_2$. Under these conditions, we measured electrical properties of self-assembly monolayers(SAMs) using ultra high vacuum scanning tunneling microscopy(UHV-STM). The applied voltages were from -2V to +2V with 299K temperature. The vacuum condition is $6{\times}10^{-8}$ Torr. As a result, we found the NDR voltage of the nitro-benzene is $-1.61{\pm}0.26$ V(negative region) and $1.84{\pm}0.33$ (positive region), respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.143-143
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• 2010

GTL(Gas-to-Liquids)공정 중 합성가스 제조공정(Reforming Process)인 ATR(Auto-Thermal Reforming), SCR(Steam Carbon Reforming), POx(Partial Oxidation)의 시뮬레이션 연구를 수행하였다. Reforming 공정에서 생산된 합성가스는 GTL 합성유 제조공정인 FT(Fischer-Thropsch) 반응기로 주입되며, 합성유 생산에 최적의 효율을 보이는 H2/CO 비(합성가스에 포함된 반응물비)는 2.0으로 알려져 있다. FT공정은 합성가스를 원료로 고온 및 고압 반응을 거쳐 GTL 공정의 최종 생산품인 FT합성유를 제조하는 공정이다. 본 연구에서는 FT공정 효율 극대화를 위해 reforming 공정에서 생성되는 합성가스 내 H2/CO의 비를 2로 수렴토록 모사조건을 설정하였으며, 상기 조건을 만족하는 reforming 공정들의 운전 온도 및 feed 조성을 분석하고 비교하고자 한다. 현재 GTL 플랜트관련 산업계에 적용 혹은 주 연구대상인 reforming 공정으로는 ATR, SCR, POx 공정이 있다. ATR 공정은 $850{\sim}1100^{\circ}C$에서 메탄, 스팀 및 산소를 원료로 활용하여 H2 및 CO를 생산하는 공정으로 발열/흡열 반응이 상존하여 에너지 비용이 낮지만 공정구조 상 열회수설비 및 ASU(Air Separation Unit)이 필요하기에 CAPEX(초기설비 설치비용)가 높은 편이다. SCR공정은 CH4, Steam 및 CO2를 연료로 하기에 이산화탄소가 일정부분 포함된 가스전에도 적용이 가능하나 공정 운전 중 지속적으로 외부에서 열을 공급해야 하기에 에너지 투입비용이 높은편이며, 탄소침적의 문제가 있어 대용량 플랜트에는 적합하지 않다. POx공정은 약 $1,500^{\circ}C$의 고온에서 CH4가 O2에 의해 부분 산화되는 방식으로 촉매가 필요없어 설비비가 타 공정에 비해 저렴하나 생산가스의 H2/CO비가 다소 낮아 전체적인 GTL 공정효율이 저하되는 단점이 있다. 상기 세 공정은 GTL 산업계에서 실증 및 효율증대를 위해 주로 연구되는 공정이기에 본 연구의 분석대상으로 설정하였다. 본 연구에서는 상용공정모사기인 Aspen Plus를 활용하여 reforming 공정별로 FT합성공정의 최적 조건(H2/CO=2)을 만족하는 합성가스 생산조건 분석 및 비교를 수행할 예정이다. 운전조건인 공정 운전온도 및 feed 가스조성 등을 모사하기 위해 합성가스 reforming 공정을 모델링하고 공급유량 및 압력 등의 운전변수는 GTL국책과제 1단계 연구수행 결과를 토대로 선정하고자 한다. GTL공정의 경우, 설비의 운전조건이나 연료가스의 구성 및 유량에 따라 적합한 reforming 공정이 다르기에 본 시뮬레이션 결과를 향후 GTL 플랜트 공정모델 설계시 reforming 공정선정에 참고자료로 활용하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2015년도 제49회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.