• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.201-203
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• 2007

본 논문에서는, 연료전지 시스템의 기계적 주변장치 (MBOP)와 전기적 주변장치 (EBOP)의 최적 설계를 위해서 PEMFC 스택을 전기화학반응을 기초로 모델링한다. 모델링을 위해 기본적인 PEMFC의 구조와 동작 원리를 설명한다. 연료전지의 이론적 최고 전압인 평형전위를 깁스 자유에너지와 네른스트 방정식으로 유도한다. 전류밀도에 따른 전압 손실인 활성화, 저항, 농도 분극현상을 표현하기 위해서 수식을 유도한다. 수소가 이온화되지 못하고 산소극으로 넘어가서 발생되는 연료손실 및 내부전류와 지속적인 정역반응인 교환전류도 모델링된다. 평형전압에서 각 분극을 뺀 실제 운전 전압을 시뮬레이션하고, 유량과 압력에 따른 출력 특성을 시뮬레이션 한다. 부하변동 시 출력특성을 시뮬레이터와 실험결과로 비교한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.31 no.1
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• pp.29-34
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• 2009

This study was performed under four operational conditions for nitrogen removal in metal finishing wastewater. The conditions include electrode gap, reducing agent, the recycling of treated wastewater in 1st step and the simultaneous treatment of nitrate and other materials. Result showed that the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ was highest at the electrode gap of 10 mm. As the electrode gap was shorter than 10 mm, the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ decreased due to increasing in concentration polarization on electrode. And, in case that the electrode gap was longer than 10 mm, the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ increased with an increase in energy consumption. Because hydrogen ions are consumed when nitrate is reduced, reducing reaction of nitrate was effected more in acid solution. As 1.2 excess amount of zinc was injected, the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ increased due to increasing in amount of reaction with nitrate. As the effluent from 1st step in the reactor was recycled into the 1st step, the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ increased. Because the zinc were detached from the cathode and concentration-polarization was decreased due to formation of turbulence in the reactor. The presence of $NH_4{^+}-N$ did not affect the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ but the addition of heavy metal decreased the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$. As chlorine is enough in wastewater, the simultaneous treatment of nitrate and ammonia nitrogen may be possible. The problem that heavy metal decrease the removal efficiency of $NO_3{^-}-N$ may be solved by increasing current density or using front step of electrochemical process for heavy metal removal.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.79-79
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• 2011

water cavitation peening(WCP)은 water jet 과정으로 인한 cavitation이 발생할 때, 금속표면 cavitation 현상에 의해 재료표면의 잔류응력과 경도 등의 물성을 변화시키게 되며, 그로 인해 생긴 잔류 응력으로 재료의 내구성 및 수명을 향상시키는 기술이다. 최근에는 water jet을 이용한 장치들이 건설 분야, 일반기계분야, 컷팅 공정, 분쇄 등 다양한 분야에서도 사용되고있다. 그러나 water jet을 이용한 peening은 소개 된지 20여년이 경과했음에도 불구하고 연구 및 개발 내용은 shot peening에 비해 아직 초기 단계이다. water cavitation peening은 기존의 피닝 방법의 단점을 보완 할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 그 가치가 크다. 아직은 다른 peening 기법 보다 잔류압축응력 부가 측면에서 그 효과가 떨어지지만, water cavitation peening은 열에 영향을 받는 영역이 생성되지 않으며, 기계의 표면 가공을 하는 동안 어떤 미세한 먼지도 생성하지 않아 친환경적이다. 또한 복잡한 외형을 가지는 부품 및 내면에 적용성이 뛰어나고, 표면 정밀도 저하가 낮다는 장점이 있다. 본 연구에서는 조류발전용 블레이드의 재료로 사용하려는 동합금에 대하여 증류수 내에서 water cavitation peening 시간, 거리, 파형 등의 변수를 적용하여 최적 조건을 찾고, 다양한 전기화학적 실험을 실시하였으며, water cavitation peening 부의 부식특성을 평가 하였다. ASTM-G32 규정에 의거하여 압전효과를 용한 진동발생 장치(RB 111-CE)를 이용하여 동합금 표면에 water cavitation peening을 실시하고, 실험 후 표면의 손상거동을 관찰하기 위하여 3D현미경 및 전자주사현미경(SEM)을 사용하였다. 물성치 변화를 확인하기 위하여 SHIMADZU사의 HVM-2 Model의 비커스 경도기를 이용하여 표면 경도값을 측정하였다. 전기화학실험은 각 3회 이상 실시하였으며, Tafel 분석결과로 부식전류밀도와 부식전위의 평균, 부식전위를 알 수 있었고, 음분극 실험결과, 용존산소 환원반응에 의한 농도분극에서 수소가스발생에 의한 활성화 분극으로 진행되는 변곡점을 확일 할 수 있었다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.5
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• pp.493-500
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• 2023

In this study, we developed an impedance sensor capable of controlling electrode polarization by coating iridium oxide (IrO_x) on the surface of the screen-printed carbon electrode. IrO_x was deposited on the surface of carbon electrodes according to the number of cycles (0~50 cycles) by cyclic voltammetry. Observation of scanning electron microscope images revealed that the size and number of IrO_x particles increased as the number of cycles increased. The changes in impedance responses as a function of the NaCl concentration of the as-obtained sensors were investigated using electrochemical impedance spectroscopy. The sensors manufactured in 50 cycles exhibited the best coefficient of determination and reproducibility, attributed to the well-controlled electrode polarization. We further demonstrated the usefulness of the IrO_x-based sensor as a diagnosis sensor for dry eye syndrome by comparing the results of the commercially available osmometer and our sensor using actual solution samples.

• Membrane Journal
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• v.8 no.2
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• pp.94-101
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• 1998

The oil separation is effectively performed from the oil containing alkaline cleaner solution by using a backflushed ultrafiltration system, where hollow fibers commercially made by polyacrylonitrile copolymer are bundled. Backflushing to reduce membrane fouling during crossflow ultrafiltration is investigated. Experimental observations allow us to understand the behavior of permeate flux according to the relative operating conditions, and determine the optimum condition of normal operation and backflushing. The maximum improvement of net permeate flux owing to backflushing was found to be about 23 % with the condition of 10 min/40 sec for the cycle of normal/backflushing operations. Note that, however, the maintenance of stable permeate flux is lost as the duration of normal operation is increased. The permeate flux depends on both the backflushing pressure and the feed flow rate. It is obvious that there is a critical velocity of feed flow, in which permeate flux is practically independent of backflushing pressure. Above this critical value, the permeate flux is proportional to an appropriate power of the backflushing pressure, $\Delta P_{back}^n$, where exponent n is enhanced with increasing feed velocity.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.101-104
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• 1997

1. 서론 : 한외여과(ultrafiltration; UF)는 장치 및 조작이 간단하고, 열의 사용없이 물질을 분리 정제를 할 수 있기 때문에 생물제품 등을 비롯한 거대분자들의 분리에 널리 활용되고 있다. 그러나 한외여과 공정의 운전시 가장 큰 문제점은 막에 의해 분리된 물질들이 필연적으로 막표면에 가역적으로 누적되는 농도분극(concentration polarization)과 이 누적된 물질이 막과의 상호작용에 의해 막표면에 비가역적으로 침적되는 막오염(membrane fouling)현상을 유발시킨다는 것이다. 일반적으로 한외여과는 막세공과 분리 대상물의 크기차에 의한 sieve effect에 의해 분리가 이루어지는데 막오염이 발생되면 세공의 일부 또는 전체가 막히게 되어 결국에는 투과선속(permeate flux)이 감소하고, 막의 세공분포가 달라져 막 본래의 분리성능에 변화가 초래된다.(생략)

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.43-44
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• 1997

세척제는 금속 표면에 도포되어 있는 왁스, 그리스, 방청유 등의 윤활유 및 금속 가공 중에 사용한 절삭유, 연마유 등의 유지성 물질을 제거하는 탈지 효과와 표면에 묻어 있는 오물을 제거하는 목적으로 우수한 세정력을 지니고 있다. 세척제는 현장의 세척조의 상태가 가동 시간이 길어짐에 따라 유분이 과포화하게 되고 한정된 계면활성제량 때문에 미처 Micelle을 형성하지 못한 광유중 일부는 에멀젼 내 Oil Drop 형태로 존재하고 나머지는 에멀젼층 위에 부유하게 된다. 따라서 세척제의 세정력을 유지하기 위하여는 주기적으로 세척액중의 유분을 제거하여야 한다. 본 연구에서는 한외여과막을 이용하여 세척수 중 존재하는 Oil 성분을 제거함으로써 세척수의 수명을 극대화시키고자 한다. 또한 한외여과시 동반되는 농도 분극화 현상을 줄이고 투과특성을 향상시키기 위하여 압축질소로 주기적으로 역세척하며 최적운전 조건을 확인하는데 있다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1998.10a
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• pp.166-168
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• 1998

막분리공정에서 분리막 오염은 투과율 감소에 큰 영향을 받는데 그 이유는 주로 막재질의 변질 및 막 표면에서의 농도 분극 현상에 기인하고 분리막의 종류 및 분획분자량의 차이에 따라 막분리 능력이 달라질 수 있다. 본 연구에서는 상용화되어 있는 UF/MF 중공사막에 미치는 막오염 정도와 세정 특성을 알아보았다. 막오염 정도는 막의 Pore size, 소재, 막구조에 따라서 단백질 수용액을 처리하여 막의 오염이 어떻게 일어나는지를 알아보았고 막오염 정도를 검토하기 위하여 초기순수에 대한 흡착후 투과량을 DOF(Degree of fouling)로 정의하였다. 막의 세정특성은 0.1N-NaOH을 사용하여 화학적 세정효과를 확인하였고 초기 순수에 대한 세정후 회복정도를 DOC(Degree of Cleaning)로 정의하였다. 또한 UF막에서 분획분자량별 특성과 MF막에서 소재별/구조적 특성이 DOF와 DOC에 미치는 영향에 대해서 알아보았다.

• Membrane Journal
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• v.13 no.3
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• pp.131-142
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• 2003

Cylindrical rotating reverse osmosis (RO) is a means of dynamic filtration that incorporates both high shear and flow instabilities to reduce membrane fouling. This article summarizes recent works on rotating RO including the physics of rotating filtration; mass - transfer and concentration polarization; theoretical and experimental analysis; and some case studies.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.10 no.5
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• pp.955-961
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• 2009

Present, a portable battery have problem that the volume increases according to capacity Increase. Direct Methanol Fuel Cell is alternative by solution plan of this problem. In this paper, the characteristics of DMFC are analyzed by change in concentration and discharge of fuel in natural convection and room temperature condition. According to the analysis result, polarization by delay of diffusion velocity of hydrogen ion appeared in methanol of low concentration. And if have a lot of supplies of methanol, generation power declines by electric cell cooling effect.