• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.695-697
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• 2009

지구온난화로 인한 기후변화 등의 문제점들이 국제적인 이슈화되면서 온실가스의 효과적인 처리에 많은 관심이 집중되고 있다. 절연제로 주로 사용되고 있는 $SF_6$는 이산화탄소의 23,900배의 지구온난화지수를 가지는 온실가스이다. 본 연구에서는 이 물질의 효과적인 분리/회수를 위하여 가스 하이드레이트 형성을 이용한 방법을 제안하였다. 하이드레이트 형성법을 이용할 경우 공정이 단순하고 저압에서 분리가 가능하므로 타 분리공정과의 경쟁이 가능할 것으로 예상된다. 본 실험은 275-290 K의 온도범위와 3 - 30 bar의 압력범위에서 질소 + $SF_6$ (10, 30, 50, 70%)의 혼합기체를 사용하여 각 조성에 따른 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상(V)의 3상 평형점을 측정하였다. 또한, 고체의 하이드레이트 내부에 포집된 혼합기체의 조성과 포집되지 않은 기상의 조성을 GC를 이용하여 분석함으로써 하이드레이트 형성을 이용한 공정에서의 기체분리효율을 파악할 수 있었다. 질소의 가스 하이드레이트 평형 압력에 비해 SF6의 평형압력이 현저히 낮았으며, 혼합기체의 $SF_6$의 조성이 증가할수록 순수한 SF6의 3상 평형점에 근접하는 것을 볼 수 있었다. 이는 하이드레이트 형성을 이용한 기체 분리 공정을 이용하여 고농도의 $SF_6$를 분리해 낼 수 있음을 나타내어 주며 이 결과는 GC분석을 통하여 확인하였다. 본 실험에서 얻어진 결과는 하이드레이트를 이용한 $SF_6$ 분리 공정의 중요한 기초 자료가 되며 다른 혼합 기체의 분리 공정에도 응용될 수 있을 것이다.

• 한국환경보건학회지
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• 제17권1호
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• pp.39-49
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• 1991

고온에서 황화수소(H$_{2}$S)를 제거하기 위한 흡착제를 개발할 목적으로 ZnO에 $Fe_{2}O_{3}$를 5~50 atomic %까지 첨가시켜 제조한 다공성 흡착제와 황화수소와의 반응(sulfidation)을 thermogravimetric analyzer (Shimadzu DT-30)로 수행하였으며, 고정층세서 zinc ferrite 흡착제의 흡착능을 측정하였다. 반응온도는723$^{\circ}$K~973$^{\circ}$K범위이며, 반응기체는 황화수소(2vol.%)와 질소와 혼합기체로서 total gas flow rate는 200ml/min으로 고정시켰다. Grain Model을 사용하여 실험데이터를 분석한 결과 전화율이 낮을 때 zinc ferrite와 황화수소 반응의 율속단계는 화학반응이었고 황화수소 농도에 대해 1차 반응이었다. 실험한 흡착제 중 10 atomic %의 $Fe_{2}O_{3}$를 첨가하여 제조한 zinc ferrite형 흡착제가 반응속도, 흡착능, 그리고 재생성면에서 우수한 흡착제로 밝혀졌다.

• 멤브레인
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• 제29권6호
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• pp.362-376
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• 2019

본 연구에서는 열유도상분리법(thermally induced phase separation)을 사용하여 제조한 플라워 형태의 단면을 갖는 PVDF [poly(vinylidene fluoride)] 중공사 분리막에 대한 친수화 코팅과 그에 따른 특성평가에 대한 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 중공사 분리막은 (주)퓨어엔비텍에서 제조한 PVDF 소재의 분리막이었으며, 친수화 코팅 실험은 PEBAX 1657, 2533, 3533의 공중합체 고분자를 사용하여 농도가 다른 용액을 제조 후 딥 코팅 방법을 이용하여 실시하였다. 친수화 코팅이 된 중공사 분리막은 친수화 정도를 파악하기 위하여 SEM 촬영 및 접촉각 측정을 실시하였다. SEM 촬영 결과 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 코팅층의 두께가 두꺼워짐을 확인하였고, 접촉각 측정의 경우 코팅의 농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 접촉각이 낮아짐을 확인하였다. 기체 투과 실험 결과 코팅농도가 증가하고 코팅횟수가 증가할수록 산소 기체투과량이 감소하였으며 친수성이 높은 PEBAX 1657로 코팅한 중공사의 기체투과량이 PEBAX 2533과 3533으로 코팅된 중공사보다 낮은 기체투과량을 가짐을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제45권2호
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• pp.111-115
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• 2001

NH$_3$-NO-Ar 혼합기체의 점화 과정을 반사 충격파를 이용하여 1675-2391 K 온도 범위에서 고찰하였다. 점화지연시간은 충격관 끝에서 1.0cm떨어진 곳에서 압력 변화 및 OH 라디칼의 광 방출을 측정하여 구하였으며, 점화지연시간에 대한 각 기체의 농도 및 온도 의존도에 관한 관계식을 구할 수 있었다. 그리고 NH$_3$-NO-Ar 혼합기체의 점화 과정에서 중요한 역할을 하는 단일단계반응들을 살펴보기 위해 기존에 제안된 다양한 반응 메카니즘들을 이용한 모의실험을 수행하였다. 또한 민감도 분석 등을 통해 NH$_2$+NO${\rightarrow}$NNH+OH 반응이 점화과정에서 가장 중요한 반응임을 알았다.

• 대한화학회지
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• 제43권2호
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• pp.150-155
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• 1999

소량의 $CH_3Cl$ 기체를 첨가한 $C_2H_6-O_2-Ar$ 혼합 기체의 점화 지연 시간을 반사 충격파 이후의 온도가 1270∼1544 K인 범위에서 측정하였다. 실험 결과 $CH_3Cl$ 기체가 $C_2H_6$ 기체의 점화 과정을 지연시킴을 알 수 있었고, $CH_3Cl$ 기체의 농도가 증가함에 따라 점화 지연 시간이 증가함을 알 수 있었다. 그리고 $C_2H_6-CH_3Cl-O_2-Ar$ 혼합 기체에서 $CH_3Cl$ 기체의 점화 억제 효과를 반응 메카니즘 시각으로 살펴보기 위하여 컴퓨터를 이용한 모의 실험을 수행하였다.

• 에너지공학
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• 제24권1호
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• pp.42-50
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• 2015

신형 원전의 피동격납건물냉각계통(PCCS: Passive Containment Cooling System)을 구성하는 단일 전열관의 열제거 성능을 평가하기 위해, 비응축성 기체 존재 시 수직 튜브 외벽에서 발생하는 증기의 응축 열전달에 대한 실험을 수행하였다. 외경 40 mm, 길이 1.0 m의 전열관 외벽에서 증기-공기 혼합물의 평균 열전달계수를 측정하였으며, 압력 2-4 bar, 공기의 질량분율 0.1-0.7의 범위에서 실험데이터를 수집하였다. 이를 통해 압력과 비응축성기체의 농도가 응축 열전달계수에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과를 기존의 열전달모델인 Uchida와 Dehbi의 상관식과 비교하였으며, 이들 상관식은 실험결과에 비해 상대적으로 열전달계수를 낮게 예측함을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제21권3호
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• pp.256-262
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• 2011

저농도의 $SF_6$를 포함하고 있는 기체 혼합물(10% $SF_6$/70% $N_2$/19% $O_2$/1% $CF_4$)로부터 $SF_6$를 분리 및 회수하기 위한 PSF막과 PC막의 성능에 대하여 연구하였다. 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도와 회수율 그리고 혼합기체($N_2/SF_6$, $O_2/SF_6$, $CF_4/SF_6$)의 선택도는 배출 유량과 온도의 함수로 측정하였다. PSF막과 PC막 모두 회수된 기체 내의 $SF_6$ 농도는 배출 유량이 증가하면서 감소하였으며 온도가 증가함에 따라 증가하였다. 동일한 실험조건에서는 PSF막에서 회수된 기체 내의 $SF_6$의 농도가 PC막에서보다 높게 나타났다. 최대회수율은 298.15 K과 배출유량 150cc/min에서 PSF막의 경우 95.9%이고 PC막의 경우 67.8%를 나타냈다. $CF_4/SF_6$를 제외한 $N_2/SF_6$와 $O_2/SF_6$의 실제 선택도는 PSF막이 PC막보다 더 높게 나타났다.

• 분석과학
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• 제11권3호
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• pp.222-228
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• 1998

15종의 분자량이 낮은 휘발성 유기용매 물질류를 사용하여 에탄올에 대한 분리분석 등을 검토하기 위하여 5가지 충진 칼럼과 2가지 모세관 칼럼을 이용한 기체 크로마토그래피 실험에서 Gaskuropack 54 와 DB-1 column이 좋은 분리능을 보여 주었다. GC 기화평형법에 의한 생체물 시료의 알코올 농도 측정에서 0.6N 과염소산, 1M 메타인산 및 염화나트륨 포화용액을 이용한 salt-effect 첨가실험은 그 중 염화나트륨 포화 용액이 알코올 농도값을 얻는데는 가장 안정된 값을 보였다. 혈액 및 각 조직의 시료들에서 시간에 따른 농도변화 실험에서 에틸알코올 농도 변화, 무게 변화, 함수분 변화, 헤마토크리트 변화치 영향을 함께 실험한 결과, 용기의 직경에 따르는 알코올 농도의 감소 변화를 1차 함수로 제안 할 수 있었으며, NISI에 조사 의뢰된 25 부검 사례에서 각 장기별 에틸알코올 분배농도에 대한 실험에서 뇌, 혈액, 신장, 비장, 간장, 폐장의 순으로 분포율이 낮아지는 결과를 얻을 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제52권3호
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• pp.303-314
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• 2008

이 연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실 험으로 small-scale chemistry (SSC)를 적용한 실험을 개발하고자 하는 것이다. 연구를 위해서 고등학교 10종 과 학 교과서에 제시된 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 실험 방법을 반응 생성물 확인 방법 에 따라 분류하고, 과학 교과서에 가장 많이 제시되어 있는 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험 을 교과서 실험 방법에 따라 수행하였다. 그리고 실험 과정에서 나타나는 문제점들을 분석해서 앙금 생성 반 응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용한 실험을 개발하였다. 연구 결과에 의하면, 과학 교과서 에 제시된 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에는 반응 용액들의 혼합 방법에 대한 번거로움, X자가 보이지 않는 시점의 애매모호함, 실험 결과 수집의 시간 지연, 유독한 이산화황 기체의 발생, 물중탕 장 치 조작의 불편함, 그리고 반응 온도 통제의 어려움 등의 문제점들이 있었다. 또한, 실험 결과들의 재현성이 부 족하였다. 이러한 문제점들은 앙금 생성 반응을 이용한 화학반응속도 측정 실험에 SSC를 적용하여 개발한 실 험으로 해결할 수 있었다. SSC를 적용한 실험에서는 A4 용지 반응판에 실험의 순서를 명시하여 실험 방법을 명확하게 할 수 있었으며, 홈판과 스템 피펫을 사용하여 반응시간을 단축하여 실험 결과들을 연속적으로 얻을 수 있었다. 또한, 유독한 이산화황 기체의 발생량을 1/7 정도로 줄일 수 있었으며, X자가 보이지 않는 시점도 뚜렷하게 관찰할 수 있었다. 그리고 30분 내에 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 두 실험을 간편하고 재현성 있게 수행할 수 있었다. 또한, 수업시간 중 실험 결과들을 해석하고 토의할 수 있는 시간을 확보할 수 있어, 고등학생들이 화학반응속도에 미치는 농도와 온도의 영향에 대한 과학적인 개념을 형성하는 데 도움을 줄 것으로 기대된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.304-304
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• 2011

열필라멘트 화학 기상 증착 공정(HWCVD, hot wire chemical deposition)은 낮은 기판 온도에서 다결정 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있는 방법이다. 이는 후처리가 없어도 전기적 특성이 우수한 박막을 저온에서 얻을 수 있기 때문에 녹는점이 낮은 기판에 증착을 할 수 있으며 공정비용 절감 효과가 있다. 이러한 박막 증착 공정 중 기상 핵생성에 의해 나노 입자가 생성되며, 새로운 관점에서는 그 농도와 크기가 박막 성장에 중요한 변수로 작용한다. 따라서 공정조건의 변화에 따라 생성되는 나노 입자의 크기 분포를 실시간으로 분석하여 박막 형성의 최적 조건을 찾는 연구가 필요하다. 하지만 이러한 입자 발생 특성에 관한 연구는 기존에 밝혀진 반응 메커니즘으로 인해 수치해석적 연구는 체계적으로 진행되었으나 실험적 연구의 경우 적합한 측정장비의 부재로 인해 제한이 있었다. 따라서 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 분포를 측정할 수 있는 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 열필라멘트 화학 기상 증착 공정 중 발생하는 입자의 존재를 확인하고 특성을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 HWCVD 배기 라인에 연결하여 진행하였으며 반응기 내 샘플링 위치, 필라멘트 온도, 챔버 압력, 작동기체의 비율을 변수로 하여 진행하였다. 그 결과 실리콘 나노 입자는 양 또는 음의 극성을 가진 하전된 상태임을 확인 하였고, 측정 조건에 따라 일부 단일 극성으로 존재하였다. 한편, 필라멘트 온도가 증가할수록 하전된 나노입자의 최빈값은 감소하였다. 또한 반응 가스인 SiH4 농도가 증가할수록 최빈값은 농도에 비례하여 증가하였다. 이런 결과는 기존 HWCVD 실험에서 투과 전자 현미경(TEM)을 이용하여 분석한 실리콘 나노 입자의 크기 분포 결과와 경향이 일치함을 확인하였다. 본 연구를 통하여 확인된 하전된 나노 입자의 존재를 실험적으로 확인하였으며 추후 지속적 연구에 의해 이러한 하전된 나노 입자가 박막 형성에 기여 하는 것을 규명하고 박막 형성 조건을 최적화하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.