• Resources Recycling
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• v.14 no.6 s.68
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• pp.3-9
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• 2005

In this study, the separation and recovery of cerium hydroxide was investigated from the wasted cerium polishing powders. Waste cerium polishing powder contains $64.5\;wt\%$ of rare earth oxide and the content of cerium oxide is $36.5\;wt\%$. Since cerium oxide, $56.3\%$ of rare earths, is the most stable state in rare earth, the dissolution of cerium oxide in acid solution is not easy. Therefore the process of rare earth oxide by sulfation and water leaching was examined in order to increase the recovery of rare earth. Rare earth elements were recovered in the form of $\Re{\cdot}Na(SO_{4})_{2}$ by the addition of sodium sulfate to leached solution. The slurry of rare earth hydroxide was prepared by the addition of $\Re{\cdot}Na(SO_{4})_{2}$ to sodium hydroxide solution. After the oxidation of cerous hydroxide($CE(OH)_{3}$) to ceric hydroxide($CE(OH)_{3}$) by aeration, ceric hydroxide was separated from other rare earth hydroxides by controlling the acidity of solution.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.31 no.4
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• pp.472-482
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• 2007

This study deals with the design and implementation results for a high-capacity vol-oxidizer that can convert Uranium Dioxide pellets to $U_3O_8$ powder for up to several tens of kg HM/batch. We developed two versions of the $1^{st}$ vol-oxidizer and the $2^{nd}$ vol-oxidizer. Through an experiment with the $1^{st}$ vol-oxidizer, we deduced some problems concerning the design considerations such as the recovery rate of $U_3O_8$, the oxidation time of the Uranium Dioxide pellets, the exothermic reaction, and the powder dispersion. From the analyses of the drawbacks of the $1^{st}$ vol-oxidizer, we devised some novel items such as a folding type mesh, vibrators, and mixing blades. Also, we used the Stokes and Density ratio Eq. to determine the most reasonable flux for preventing a powder dispersion. Compared with the results of the $1^{st}$ vol-oxidizer, we showed that both the permeability of the $U_3O_8$ powders and the oxidation rate of the Uranium Dioxide pellets of the $2^{nd}$ vol-oxidizer were remarkably increased, and the temperature of the reactor was controlled well in spite of an exothermic reaction. Also, the powder was not entirely dispersed through the outlet of the voloxidizer. The experimental results of this work can help in the design of a novel and efficient vol-oxidizer with a higher capacity.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1999.10a
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• pp.105-105
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• 1999

핵연료 피복관은 핵연료에서 방사성 핵분열생성물의 방출을 저지하는 가장 뚱요한 방어막인데, 현재 지르칼로이 4가 피복관의 재료로 사용되고 있다. 사용후 핵연료는 원자력발전소내 습식 저장조에 저장되고 있으나, 지속적인 관리와 장소확보의 용이 성으로 인해 건식 저장조를 사용하는 추세에 있다. 본 연구에선 건식 저장조에 장 기간 저장되는 핵연료 피복관에 주변 환경으로부터 오염될 수 있는 소금기나 기름 등이 지르칼로이의 공기중 산화에 미치는 영향의 존재를 밝히려 한다. 현재 고리 원자력발전소에서 사용중인 핵연료 피복관을 1cm정도 높이로 자르고, 피복관 표면 을 ASTM -G2-88 방법으로 처리한 후 산화실험을 수행하였다. 산화정도는 간헐적 (intermittent) 방법을 사용하여 시편의 무게를 측정하여 구하였으며, 산화온도는 $400-500^{\circ}C$로 하였다. 소금이 흡착이 된 경우, 산화 속도는 흡착이 안된 시편보다 가속되었으며, 거의 이차법칙을 따르고 있다. 산화막 위의 흡착물의 영향을 알아보기 위해, 지르칼로이를 $500^{\circ}C$ 수증기에 $5g/m^2$ 두께로 산화시킨 후, 다시 산화실험을 수행하였다. 사용한 흡착물은 LiF, NaF, KF, NaCI 이다. 흡착물들은 산화를 대체로 가속시켰으며, NaF, KF, NaCI 순으로 그 영향력이 컸다. 그러나, LiF는 산화에 전혀 영향을 미치지 않았다. SIMS를 사용하여 각 시편의 두께에 따른 흡착물의 분포 를 알아보았다. 음이온(CI, F)과 양이온(Na, Li, K)이 산화막과 금속 경계면까지 관 찰되었으며, 음이온과 양이온의 분포는 대게 동일하였다. LiF의 경우 산화막에서 이들의 농도가 급격히 떨어지고 있음을 알 수 있었다. 산화막 내에서 이들 흡착물의 확산이 산화속도 가속의 원인이며 이들 흡착물중 CI과 F는 산화막과 금속 겸계면 에서 새로 생성되는 산화막의 강도에 영향을 미쳐, 일찍 미세균열을 만들기 시작하여 산화를 가속시키는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.133.2-133.2
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• 2010

현재 융융탄산염 연료전지의 공기극으로 다공성의 lithiated NiO를 사용하고 있는데 이 재료의 경우 크게 두 가지의 문제점을 안고 있다. 첫 번째는 Ni이 전해질 내로 용해하는 것이고, 두 번째는 낮은 활성으로 인한 높은 공기극의 분극이다. Ni이 전해질로 용해되는 문제는 Co나 Fe를 코팅하여 공기극 표면에 $Li_x(Ni_yCo_{1-y})1-xO_2$나 $Li_x(Ni_yFe_{1-y})_{1-x}O_2$를 형성시켜 NiO의 전해질 내로 용해되는 것을 억제하는 방법이나 ZnO, MgO, $La_2O_3$ 등의 산화물을 NiO 표면에 코팅하여 전해질과 접촉을 막는 방식으로 해결하는 등 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 연료극의 비해 상당히 높은 공기극의 분극으로 인해 큰 전압손실이 일어나 용융탄산염 연료전지 성능이 낮아지는 문제의 경우 이를 해결하고자 하는 연구는 상대적으로 많이 진행되지 못한 상태이다. 특히 현재 용융탄산염 연료전지의 장기수명화를 위해 기존의 작동온도인 $650^{\circ}C$ 보다 다소 낮은 온도인 $600{\sim}620^{\circ}C$에서 작동하려는 움직임이 있다. 작동 온도가 내려가면 전해질이 휘발되는 속도가 낮아져 전해질 부족에 따른 운전시간이 줄어드는 문제를 해결할 수 있어 장기 수명화를 위해서는 작동온도를 낮추는 것이 매우 유리하다. 하지만 작동 온도가 내려가면서 양 전극에서 일어나는 전기화학 반응 속도가 느려지기 때문에 각 전극에서의 활성화 분극으로 인한 전압손실은 더욱 커질 수밖에 없다. 특히 연료극의 수소산화반응 속도는 공기극의 산소환원반응에 비해 매우 빠르기 때문에 작동 온도가 내려감에 따라 연료극의 분극이 커지는 것에 비해 공기극의 분극이 급격히 커지게 된다. 따라서 운전온도가 낮아지는 상황에서는 낮은 작동온도에서도 성능감소가 적게 일어나 0.8V 이상 운전(150mA/$cm^2$, 단위전지 기준)이 가능한 공기극의 개발이 매우 필요한 실정이다. 이를 해결하고자 본 연구에서는 고체 산화물 연료전지의 공기극의 재료로 많이 연구되고 있는 혼합전도성 물질의 페로브스카이트 구조의 물질을 기존 NiO 전극에 코팅하여 새로운 공기극을 개발하였다. 페로브스카이트 구조의 물질로 대표적인 LSCF 물질을 사용하였으며 LSCF를 코팅한 공기극을 이용한 단위전지에서 150mA/$cm^2$의 전류를 흘려주었을 때 0.84V의 성능을 1000hr 유지하였다. 이는 기존의 NiO 전극을 사용했을 때보다 15~20mV 높은 값이다. 낮은 작동온도에서도 좋은 성능을 보였는데, 기존의 NiO 전극의 경우 $630^{\circ}C$에서 0.79V의 성능을 보인 반면 LSCF가 코팅된 공기극의 경우 $620^{\circ}C$에서 0.811V의 매우 좋은 성능을 보였다. 이는 LSCF의 산소이온전도성 및 전기전도성이 공기극에서의 분극을 낮추어 성능을 증가시키는 것으로 보인다.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.173-177
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• 2002

두 개의 유동층 사이를 순환하는 금속매체(Metal or Metal oxide)를 이용하여 공기에 의한 금속매체의 산화와 기체연료(H$_2$, CO, CH$_4$등)에 의한 금속산화물의 환원반응이 별개의 반응기에서 일어나게 하는 새로운 개념의 연소기술인 매체순환식 가스연소기술은 공기와 기체연료를 직접 접촉시켜 반응하는 기존의 가스연소기에 비해 많은 장점을 가지고 있다.(중략)

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
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• 2003.11a
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• pp.71-72
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• 2003

고도산화방식(AOPs: Advanced Oxidation Processes)을 이용한 수질 및 공기오염물질 처리 관련 연구가 국내에서 지난 수년간 다수 진행되었으며 현재도 진행되고 있다. 특히 근래에는 공기오염물질 처리에 관한 연구가 활발하게 진행되고 있는데, 이는 향후 시행될 실내공기질 규제에 많은 관심이 집중되고 있기 때문인 것으로 보인다. 공기처리, 특히 실내공기 처리에 적용될 가능성이 있는 기존의 방법들 중에서 플라즈마와 광촉매반응(Ollis, 1993)이 가장 적용 타당성이 높은 것으로 판단된다. (중략)

• Bulletin of the Korean Space Science Society
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• 2004.04a
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• pp.71-71
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• 2004

KSLV-I 추진기관 기체공급계는 상부의 산화제 탱크로부터 나온 산화제 주배관이 하부의 연료탱크를 관통하여 엔진공급계로 이어지도록 구성되어 있다. 연료탱크에는 산화제 배관의 관통을 위한 tunnel이 구성되어 있으며 배관과 tunnel은 일정한 간격을 유지하게 된다. 배관과 연료탱크 사이의 열전달을 줄이기 위하여 산화제 배관에 단열재를 적용할 수 있으나, 이 경우 배관의 운송, 조립시에 handling이 힘들게 되고, 특히 발사체에 조립된 후에 발생하는 단열재의 파손 및 성능감소에 대한 유지보수가 불가능하다. (중략)

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.6
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• pp.8-17
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• 2006

Laboratory scale experiments were performed to investigate the removal efficiency of the in-situ chemical oxidation method and the air-sparging method for diesel contaminated soil and groundwater. Two kinds of diesel contaminated soils (TPH concentration : 2,401 mg/kg and 9,551 mg/kg) and groundwater sampled at Busan railroad station were used for the experiments. For batch experiments of chemical oxidation by using 50% hydrogen peroxide solution, TPH concentration of soil decreased to 18% and 15% of initial TPH concentration. For continuous column experiments, more than 70% of initial TPH in soil was removed by using soil flushing with 20% hydrogen peroxide solution, suggesting that most of diesel in soil reacted with hydrogen peroxide and degraded into $CO_2$ or $H_2O$ gases. Batch experiment for the air-sparging method with artificially contaminated groundwater (TPH concentration : 810 mg/L) was performed to evaluate the removal efficiency of the air-sparging method and TPH concentration of groundwater decreased to lower than 5 mg/L (waste water discharge tolerance limit) within 72 hours of air-sparging. For box experiment with diesel contaminated real soil and groundwater, the removal efficiency of air-sparging was very low because of the residual diesel phase existed in soil medium, suggesting that the air-sparging method should be applied to remediate groundwater after the free phase of diesel in soil medium was removed. For the last time, the in-situ box experiment for a unit process mixed the chemical oxidation process with the air-sparging process was performed to remove diesel from soil and groundwater at a time. Soil flushing with 20% hydrogen peroxide solution was applied to diesel contaminated soils in box, and subsequently contaminated groundwater was purified by the air-sparging method. With 23 L of 20% hydrogen peroxide solution and 2,160 L of air-sparging, TPH concentration of soil decreased from 9,551 mg/kg to 390 mg/kg and TPH concentration of groundwater reduced to lower than 5 mg/L. Results suggested that the combination process of the in-situ hydrogen peroxide flushing and the air-sparging has a great possibility to simultaneously remediate fuel contaminated soil and groundwater.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.303-303
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• 2012

X-선 반사율 측정법(XRR)은 비파괴적인 측정방법으로 수 nm의 두께를 정밀하게 측정할 수 있는 장점으로 반도체 산업현장에서 많은 관심과 연구가 이루어지고 있다. 이러한 XRR의 두께 측정 정밀도를 향상시키고 부정확한 결과를 방지하기 위하여 측정기기를 검증하고 보정할 수 있는 두께 표준물질을 필요로 하고 있다. 본 연구에서는 IBSD (ion beam sputtering deposition)와 ALD (atomic layer deposition)를 이용하여 5 nm, 10 nm의 $HfO_2$ 박막을 제작하고, XRR용 두께 표준물질로 응용할 수 있는지를 살펴보았다. 먼저 두께표준물질로 제작하기 위해서는 박막과 기판이 안정한 상태를 유지해야 한다. 이에 박막은 공기 중 노출에 의한 산화로 박막의 두께가 변할 수 있는 금속박막 대신에 공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 thermal공기 중에서도 안정한 산화물 박막인 $HfO_2$ 박막을 사용하고 기판은 Si wafer를 therma oxidation법을 이용하여 $1{\mu}m$ 두께로 제작한 비정질 $SiO_2$ 기판을 사용했다. 제작된 시료의 특성평가를 위해 XRR (X-ray reflectometer) 측정을 통해 두께, 거칠기 및 밀도를 확인하였고, TEM (transmission electron microscope)으로 두께 측정을 하여 XRR로 얻은 두께결과와 비교하였다. 측정결과를 확인하였을 때 두 증착 방법 중 ALD를 이용하여 제작한 시편에서는 박막과 기판사이의 interface가 sharp하여 반사율 곡선의 진폭이 크게 잘 나타났고 fitting 결과도 우수하여 IBSD로 증착한 시편보다 두께 표준물질로 응용하기에 더 적합하였다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.355-355
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• 2004

사용후핵연료 금속전환체는 세라믹형 사용후핵연료를 리튬용융염으로 금속전환하여 생성한 우라늄금속으로 상온에서도 표면산화가 진행될 정도로 매우 불안정한 상태이다. 이에 대한 저장 안정성 향상방안을 도출하기 위해 금속전환체의 주성분인 금속우라늄과 산화 안정화물질인 Nb을 첨가한 모의 금속전환체 합금을 제작하여 $200^{\circ}C~300^{\circ}C$ 온도구간에서 열중량분석기(TGA)를 이용해 순수 산소분위기로 산화시험을 수행하였다.(중략)