• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.256-266
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• 2023

Hydrogen production can be classified based on the energy source, primary reactor type, and whether or not it emits carbon dioxide. Utilizing color representation proves to be an effective means of expressing these distinctive characteristics. Among the various clean hydrogen production techniques, there has been a growing interest in turquoise hydrogen production, which involves the decomposition of methane or other fossil fuels. This method offers advantages in terms of large-scale production and cost reduction through the sale of solid-carbon byproduct. In this study, an extensive literature review was conducted to select and analyze several promising candidates for turquoise hydrogen production processes. The efficiency and economics of these processes were evaluated using stream data reported in the literature sources. The findings indicate that the levelized cost of hydrogen production (LCOH) is significantly influenced by the sales of byproducts, specifically the solid-carbon and carbon monoxide byproducts.

• 한국재료학회지
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• 제33권11호
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• pp.475-481
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• 2023

Recently, the electron transport layer (ETL) has become one of the key components for high-performance perovskite solar cell (PSC). This study is motivated by the nonreproducible performance of ETL made of spin coated SnO₂ applied to a PSC. We made a comparative study between tin oxide deposited by atomic layer deposition (ALD) or spin coating to be used as an ETL in N-I-P PSC. 15 nm-thick Tin oxide thin films were deposited by ALD using tetrakisdimethylanmiotin (TDMASn) and using reactant ozone at 120 ℃. PSC using ALD SnO₂ as ETL showed a maximum efficiency of 18.97 %, and PSC using spin coated SnO₂ showed a maximum efficiency of 18.46 %. This is because the short circuit current (Jsc) of PSC using the ALD SnO₂ layer was 0.75 mA/cm² higher than that of the spin coated SnO₂. This result can be attributed to the fact that the electron transfer distance from the perovskite is constant due to the thickness uniformity of ALD SnO₂. Therefore ALD SnO₂ is a candidate as a ETL for use in PSC vacuum deposition.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권4호
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• pp.50-60
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• 2023

BGA(ball grid array)는 높은 집적도와 우수한 방열 성능을 갖고 있어 널리 이용되는 방식의 패키지이다. BGA에서 솔더볼은 패키지와 PCB를 전기적으로 연결하는 중요한 역할을 하므로, 다양한 기계적 하중 하에서 솔더볼의 비탄성 변형을 이해하는 것은 반도체 패키지의 강건설계에 필수적이다. 본 연구에서는 공정 중 PCB의 휨, die와 substrate 간의 열팽창 계수 차이 등으로 인해 소성변형이 발생한 솔더볼의 초기 형상이 비탄성 변형과 파단에 미치는 영향을 유한요소 해석으로 분석하였다. 시뮬레이션 결과, shear와 bending 하중에서 tilted, hourglass 형상 모두 파단이 발생한 반면, compression 하중이 작용하는 경우는 모두 파단이 발생하지 않았다. Shear와 bending 하중에 compression이 각각 결합될 경우, 응력삼축비가 0보다 작은 값으로 유지되어 파단이 억제되었다. 또한 변형에 취약한 요소의 Lagrangian-Green 변형률 텐서를 이용해 비교한 결과, 동일한 하중 조건이라도 솔더볼의 형상에 따라 변형의 양상에 유의미한 차이가 있음을 확인하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.339-345
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• 2013

이 연구는 200000 $m^3$의 용량을 갖는 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트에 대한 요구성능 및 이에 따른 콘크리트의 최적배합비를 도출하고, 현장시공의 자료로 제안하기 위한 것이다. 지붕 콘크리트는 돔형 지붕의 경사기울기에 따라 굳지 않은 콘크리트의 시공성 및 충전성이 요구된다. 또한, 1.4~0.6 m의 지붕두께를 고려한 수화열 저감과 콘크리트 타설 후의 프리스트레싱 작업 및 air support의 제거공정에 따른 단계별 압축강도의 확보가 중요한 요구성능이다. 이러한 조건을 고려하여 지붕의 기울기가 $20^{\circ}$ 미만일 경우에는 슬럼프 $100{\pm}25$ mm, $20^{\circ}$ 이상일 경우에는 $150{\pm}25$ mm로 선정하였으며, 경시변화 60분을 만족해야 한다. 특히, 91일 재령의 설계기준강도 30 MPa, 프리스트레싱 작업시 7일 재령의 압축강도 10 MPa, air support 제거공정에서 21일 재령의 압축강도 14 MPa을 만족해야 한다. 석회석 미분말의 최적 치환율은 구속시험 결과에 따라 정하였으며, 주요 배합변수는 물-시멘트비, 잔골재율 및 고성능 AE감수제의 첨가율 등이다. 배합시험 결과, 저열 포틀랜드 시멘트 및 석회석 미분말을 사용한 지붕 콘크리트의 최적배합 조건은 석회석 미분말의 최적 치환율 25%(내할), 물-시멘트비 57.8%, 잔골재율 42.0%로 나타났으며, 공기량 및 슬럼프의 시험결과도 경시변화 60분까지 성능을 만족하였다. 또한, 단열온도 상승시험의 결과, 단열온도 상승양($Q{\infty}$)이 $26.3^{\circ}C$, 상승속도(${\gamma}$) 0.58로 선행탱크(TK-13,14)와 비교해 볼 때 매우 낮게 나타나 수화열 저감의 효과를 기대할 수 있다. 이러한 요구성능 및 최적배합 조건을 만족하는 설계기준강도 30 MPa(배합강도 36 MPa)의 지하식 LNG 저장탱크의 지붕 콘크리트용으로 제안하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권1호
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• pp.39-46
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• 2021

Cu 배선(interconnect) 적용을 위한 다층박막의 적층 구조에 따른 최적 계면접착에너지(interfacial adhesion energy, Gc) 평가방법을 도출하기 위해, Ta, Cu 및 tetraethyl orthosilicate(TEOS-SiO2) 박막 계면의 정량적 계면접착에너지를 double cantilever beam(DCB) 및 4-점 굽힘(4-point bending, 4-PB) 시험법을 통해 비교 평가하였다. 평가결과, Ta확산방지층이 적용된 시편(Cu/Ta, Cu/Ta/TEOS-SiO2)에서는 두 가지 평가방법 모두 반도체 전/후 공정에서 박리가 발생하지 않는 산업체 통용 기준인 5 J/㎡ 보다 높게 측정되었다. Ta/Cu 시편의 경우 DCB 시험에서만 5 J/㎡ 보다 낮게 측정되었다. 또한, DCB시험 보다 4-PB시험으로 측정된 Gc가 더 높았다. 이는 계면파괴역학 이론에 따라 이종재료의 계면균열 선단에서 위상각의 증가로 인한 계면 거칠기 및 소성변형에 의한 에너지 손실이 증가 하는것에 기인한다. 4-PB시험결과, Ta/Cu 및 Cu/Ta계면은 5 J/㎡ 이상의 높은 계면접착에너지를 보이므로, 계면접착에너지 관점에서는 Ta는 Cu배선의 확산방지층(diffusion barrier layer) 및 피복층(capping layer)으로 적용 가능할 것으로 생각된다. 또한, 배선 집적공정 및 소자의 사용환경에서 열팽창 계수 차이에 의한 열응력 및 화학적-기계적 연마 (chemical mechanical polishing)에 의한 박리는 전단응력이 포함된 혼합모드의 영향이 크므로 4-PB 시험으로 측정된 Gc와 연관성이 더 클 것으로 판단된다.

• 동아시아식생활학회지
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• 제25권3호
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• pp.451-459
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• 2015

식품으로 사용되는 팥은 생팥이 아닌 증자팥을 사용하며, 고온의 열수로 삶은 후 제조된다. 본 연구에서는 팥을 이용한 고부가가치 식품개발 연구의 일환으로, 생팥의 열수 추출물 및 팥을 삶은 후 증자액을 폐기하고 제조한 증자팥의 열수 추출물을 조제하고 이들의 유용성분 및 항산화, 항균, 항당뇨 및 항혈전 활성을 비교 평가하였다. 생팥 및 증자팥의 추출효율은 각각 16.2% 및 14.8%로 생팥이 1.1배 높았으며, 총 폴리페놀, 총 플라보노이드 및 환원당 함량은 생팥이 증자팥보다 각각 2.5배, 2.1배 및 1.5배 높았다. 생팥의 DPPH 음이온 및 ABTS 양이온 소거능 및 환원력 평가 결과, 증자팥보다 모두 높게 나타나, 팥의 항산화 활성이 고온의 열수 삶기 과정 중 소실됨을 알 수 있었다. 반면, nitrite 소거능은 생팥보다 삶은 증자팥에서 더욱 강하게 나타났다. 항균 활성 평가결과, 생팥의 열수 추출물에서만 그람양성 세균에 대한 활성이 나타났으며, 증자팥의 경우 항균 활성은 $500{\mu}g/disc$ 농도까지 나타나지 않았다. 또한 in-vitro $\alpha$-amylase 및 $\alpha$-glucosidase에 대한 저해활성과 항혈전 활성에 관련된 thrombin, prothrombin, coagulation factors에 대한 저해활성 평가 결과, 생팥의 비가열 추출물과는 달리, 생팥 및 증자팥의 열수 추출물은 전분분해 저해 및 항혈전 활성이 인정되지 않았다. 본 연구결과는 생팥 및 증자팥의 열수 추출물의 항산화, 항당뇨 및 항혈전 활성이 비가열 에탄올 추출물보다 미약하며, 생팥의 유용활성이 증자팥에서는 거의 남아 있지 않음을 제시하고 있으며, 팥을 이용한 고부가가치 식품 제조 시 적합한 삶기 공정 및 팥 증자액의 효율적인 이용에 대한 연구가 필요함을 제시하고 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권1호
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• pp.55-65
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• 2020

반도체 패키지에서 언더필의 사용은 패키지의 응력 완화 및 습기 방지에 중요할 뿐만 아니라, 충격, 진동 시에 패키지의 신뢰성을 향상시키는 중요한 소재이다. 그러나 최근 패키지의 크기가 커지고, 매우 얇아짐에 따라서 언더필의 사용이 오히려 패키지의 신뢰성을 저하하는 현상이 발견되고 있다. 이러한 이슈를 해결하기 위하여 본 연구에서는 언더필을 대신 할 소재로서 solid epoxy를 이용한 패키지를 개발하여 신뢰성을 향상시키고자 하였다. 개발된 solid epoxy를 스마트 폰의 AP 패키지에 적용하여 열사이클링 신뢰성 시험과 수치해석을 통하여 패키지의 신뢰성을 평가하였다. 신뢰성 향상을 위한 최적의 solid epoxy 소재 및 공정 조건을 찾기 위하여 solid epoxy 의 사용 개수, PCB 패드 타입 및 solid epoxy의 물성 등, 3 개의 인자가 패키지의 신뢰성에 미치는 영향을 고찰하였다. Solid epoxy를 AP 패키지에 적용한 결과 solid epoxy가 없는 경우 보다, solid epoxy를 적용한 경우가 신뢰성이 향상되었다. 또한 solid epoxy를 패키지의 외곽 4곳에 적용한 경우 보다는 6 곳에 적용한 경우가 더 신뢰성이 좋음을 알 수 있었다. 이는 solid epoxy가 패키지의 열팽창에 따른 응력을 완화 시키는 역할을 하여 패키지의 신뢰성이 향상되었음을 의미한다. 또한 PCB 패드 타입에 대한 신뢰성을 평가한 결과 NSMD (non-solder mask defined) 패드를 사용할 경우가 SMD (solder mask defined) 패드 보다 신뢰성이 더 향상됨을 알 수 있었다. NSMD 패드의 경우 솔더와 패드가 접합하는 면적이 더 크기 때문에 구조적으로 안정하여 신뢰성 측면에서 더 유리하기 때문이다. 또한 열팽창계수가 다른 solid epoxy를 적용하여 신뢰성 평가를 한 결과, 열팽창계수가 낮은 solid epoxy를 사용한 경우가 신뢰성이 더 향상됨을 알 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제12권3호
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• pp.95-111
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• 2004

본 연구는 우리나라에 설치된 공공자원화시설 중에서 일처리용량이 0.5톤 이상인 자원화시설 중 가장 많은 분포를 보이는 퇴비화시설을 중심으로 설치 및 운영상황에 대하여 정밀진단하고 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 음식물쓰레기의 반입량을 월평균 및 년 평균값으로 조사한 결과, 월 평균값이 1,101.7톤/일, 년평균값이 930.9톤/일으로 평균계획용량 1,270.9톤/일에 상당량 미달되는 것으로 나타났다. 퇴비화시설의 입지조건도 공장등록이 불가능한 지역에 위치하여 허가를 득하지 못한 경우가 많았다. 퇴비화시설의 가동정지되는 주된 고장원인 기기는 발효시설과 파쇄시설로 나타났으며, 금속류 이물질유입은 파쇄시설의 고장이 주된 원인으로서 고장 및 부식에 대비한 설계가 요구된다. 초기함수율은 50~60%의 수분함량을 지키고 있는 것을 확인 되었으나, 톱밥, 음식물쓰레기, 반송퇴비가 적정하게 혼합되어 초기조건을 만족시킬 필요성이 있는 것으로 조사되었다. 발효시설의 체류시간은 부숙시설 15일, 후부숙조는 21일로서 최소기준이 설정되어 있으나, 일부 시설이 조건을 만족시키지 못하고 있는 것으로부터 시설의 종류에 따라서는 분해에 더 많은 시간이 소요됨으로 시설의 특징을 초기에 잘 파악하여 체류시간을 결정할 필요성이 있다. 퇴비화에 있어서 미생물 산화열에 의하여 발효조가 운영되어 경제성이 확보되어야 하나, 조사에 응한 25개소 중에서 14개소가 발효조에 어떠한 형태이던지 가온을 하고 있는 것으로 조사되었다. 이들 가온 시설은 역으로 미생물의 성장을 억제하여 퇴비화반응을 저해될 수 있는 것으로부터, 퇴비화에 있어서 미생물산화열을 이용하여 가능한 수분을 증발시키는 것을 기본으로 설계되어야 한다. 퇴비의 생산량을 발효조에 투입되는 음식물쓰레기와 부재료의 1일 평균 투입량이 22.8톤이었으며 퇴비로 생산된 량은 7.3톤/일로서 감량율이 68%를 보였다. 생산된 퇴비의 성상을 색상, 분해열의 잔류여부, 냄새 등으로 양질의 여부를 판단한 결과, 퇴비화 시설의 50% 정도는 퇴비화공정이 적정 설치, 운영이 되지 못했다는 것이 밝혀졌다. 생산된 퇴비가 토양에 건전한 형태로 제조되어야 할 것이다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.27-39
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• 1996

낙농 전업농의 최적 기계장치 모델을 설정하는데 필요한 자료를 수집하고자 경기도 낙농가 중 사육규모 별로 經産牛 30두 미만, 30~50두, 50두 이상 각 5농가씩 15농가를 현지 방문하였다. 작업공정별 작업방법, 노동투하시간, 작업 비용 분석자료를 조사, 분석하고 관련 자료들을 수집하여, 經産牛 30두 내외규모, 40두 내외규모, 50두 내외규모에서의 최소 작업비용 기계장치 사육체계를 설정하여 우리나라의 절반 이상 낙농가에서 이용하고 있는 繫留式 牛舍, 양동이식 착유기 중심의 관행 작업 체계와 비교 분석한 결과는 다음과 같다. 1. 관행작업체계에서는 가족 노동 1.5인 기준 년 2,700시간으로 經産牛 15두까지 사육 가능하며, 이 때 필요한 총작업비용은 734천원/년ㆍ두로 산출되었다. 2. 繫留式 牛舍에서 최소작업비용을 구한 결과 호퍼식 농후사료 급여, 워터컵 급수, 파이프 라인 착유, 반크리너 분뇨청소에서는 經産牛 28두까지 사육 가능한 것으로 나타났으며, 총작업 비용은 520천원/년ㆍ두로 산출되었다. 3. 放飼式 牛舍는 繫留式 牛舍 보다 30두 내외로 사육하는 경우에는 총작업 비용이 더 높았다. 放飼式 牛舍의 최소 작업비용체계는 1열$\times$5두식 헤링본 착유실 착유, 농후사료 자동급여, 무가온보온급수, 스키로더 분뇨청소의 체계로, 經産牛 30두까지 사육 가능한 것으로 나타났으며, 총 작업 비용은 582천원/년ㆍ두로 나타났다. 4. 放飼式 牛舍 40두 내외 규모에서의 최소 작업비용체계는 2열$\times$4두식 헤링본 착유실 착유, 농후사료자동급여, 무가온보온급수, 스크레퍼 분뇨청소 체계로, 經産牛 41두까지 사육 가능하고 작업 비용은 501천원/년ㆍ두로 나타났다. 5. 放飼式 牛舍 50두 내외 규모에서의 최소 작업비용체계는 2열$\times$3두식 탠덤 착유실, 농후사료 자동급여, 무가온 보온급수, 스크레퍼 분뇨청소체계로, 經産牛 52두까지 사육가능하고 작업 비용은 500천원/두로 나타났다.

• Composites Research
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• 제32권3호
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• pp.148-157
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• 2019

본 연구에서는 탄소섬유, 탄화규소섬유 그리고 하이브리드섬유를 강화재로 하여 TGCVI와 PIP 혼합 공정으로 $C_f/SiC$, $SiC_f/SiC$, $C_f-SiC_f/SiC$의 세라믹복합재를 제조하였다. 열충격싸이클시험, 3점 굴곡시험과 Oxy-Acetylene 토취 시험후에 그들의 기계적물성, 산화저항성과 내삭마성을 평가하였다. $C_f/SiC$복합재는 온도 증가에 따라서 기계적물성의 감소와 준 연성의 파단모드, 그리고 높은 삭마량을 보였다. $SiC_f/SiC$복합재는 $C_f/SiC$ 복합재에 비하여 강한 기계적물성, 낮은 삭마량을 그리고 취성의 파단모드를 나타냈다. 한편 하이브리드 복합재는 가장 우수한 기계적물성과 $SiC_f/SiC$보다는 연성의 파단모드 그리고 $C_f/SiC$ 보다 낮은 삭마량의 결과를 나타냈다. Oxy-Acetylene 토취 시험 중에 SiC매트릭스는 산화되어 $SiO_2$층을 형성하였으며, 특히 이 층은 $C_f-SiC_f/SiC$와 $SiC_f/SiC$ 복합재에서 섬유의 추가적인 삭마를 막는 역할을 하는 것으로 나타났다. 결론적으로 낮은 기공율을 갖는 하이브리드 복합재를 제조한다면, $C_f/SiC$의 산화로 인한 기계적물성의 감소와 $SiC_f/SiC$ 복합재의 취성 파단모드의 개선으로 고온 산화분위기에서 고온열구조재로의 적용이 높을 것으로 기대한다.