• 한국광물학회지
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• 제24권2호
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• pp.83-90
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• 2011

국내 지하수에 생존하는 황산염환원미생물인 바쿨라템을 이용하여 용존된 우라늄을 제거하는 실험을 실시하였다. 용존 우라늄의 초기 농도는 $50{\mu}M$로 고정하여 실험을 실시하였고, 총 15일 실험기간 내 용존된 우라늄은 본 연구에서 이용한 바쿨라텀과의 반응을 통하여 대부분 제거되었다. 미생물학적 반응을 통한 우라늄 제거과정에 미량 중금속이 미치는 영향을 조사하기 위해 망간, 구리, 니켈, 그리고 코발트 성분을 각각 $200{\mu}M$씩 반응용액에 첨가하여 우라늄 제거 회분식 실험을 실시하였다. 대부분의 중금속 성분들은 미생물의 우라늄 제거 속도와 양에는 큰 영향을 주지 않았지만, 구리는 상당기간 미생물의 활동을 제약하였다. 그럼에도 불구하고 15일 이상의 반응기간을 거치면서 구리에 대한 미생물적 내성이 발현되어 남아 있던 우라늄이 나중에 제거되는 현상이 관찰되었다. 그리고, 미량의 니켈과 코발트는 생물기원의 맥카나와이트 생성 및 성장과 함께 공침하여 저감되는 것으로 관찰되었다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권4호
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• pp.15-23
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• 2004

제설제를 살포하는 것은 도시지역에서 자동차가 겨울철에 운행하는 동안 안전한 운전을 가능하게 한다. 하지만 많은 양의 제설제 (염화칼슘과 소금)를 사용하는 것은 심각한 환경문제를 발생시키고 도로변 퇴적물에 함유된 중금속의 거동을 변화시키게 되며, 결과적으로 염소이온과의 착이온형성에 기인된 중금속의 이동성을 증가시키게 될 것이다. 제설제의 농도가 중금속 (카드뮴, 아연, 구리, 납, 비소, 니켈, 크롬, 코발트, 망간 및 철)의 용출특성과 이동성에 미치는 영향을 연구하기 위하여, 서울시 주요 도로변에서 채취한 퇴적물을 대상으로 제설제의 농도 (0.01-5.0M)를 변화시켜 용출실험을 수행하였다. 연구결과, 도로변 퇴적물에 함유된 아연, 구리 및 망간은 쉽게 용해되어 이동되는 반면, 크롬과 코발트는 도로변 퇴적물에 강하게 고정되어 있음을 관찰하였다. 이번 용출실험에서 검출된 아연 (최대 $118.6{\mu}g/g$). 구리 (최대 $44.9{\mu}g/g$) 및 망간 (최대 $42.2{\mu}g/g$)의 함량은 상대적으로 높은 함량이었다. 제설제는 흡착 (또는 침전)된 금속과 용해된 금속 사이의 분배를 감소시키며, 이는 제설제가 용해된 눈 녹은 물에 용존 중금속 함량을 증가시키게 되어 결과적으로 지표수의 수질을 악화시키게 된다. 또한, 도로에 제설제를 살포하는 것에 의해 중금속이 지하수까지 침투되어 지하수를 오염시키게 될 것이다.

• 자원환경지질
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• 제35권3호
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• pp.257-271
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• 2002

도시지역의 오염된 우수관퇴적물과 관련된 주요 관심사항 중의 하나는 산성비의 pH와 탄산염광물의 완충역할에 따른 중금속 원소의 단기적인 유동도이다. 탄산염광물의 완충역할은 적정법에 의해 평가되었다. 용출실험은 다양한 초기 질산농도를 갖는 용액으로 24 시간동안 실시하였다. 우수관퇴적물은 주로 방해석과 백운석에 의해 완충되는 것으로 나타났다. 탄산염광물을 많이 함유하고 있는 퇴적물 시료의 경우, pH가 산도 (acidity)의 증가에 따라 서서히 감소하였다. 탄산염광물을 덜 함유하고 있는 퇴적물 시료는 pH가 2 정도까지 급격하게 감소하다가 그 이후 천천히 감소하였다. 용출반응은 산용액이 더 첨가되어 탄산염광물의 완충역할을 완전하게 소모할 때까지 늦어졌다. pH가 감소됨에 따라 반응액의 아연, 구리, 납 및 망간 함량은 급격하게 증가하는 반면, 카드뮴, 코발트, 니켈, 크롬 및 철의 용해는 매우 느리며 제한적이었다. 중금속 원소의 용해도는 반응액의 pH값 뿐만아니라 퇴적물 입자와 수반된 금속원소의 존재형태에 의존한다. 약 산성환경에서, 아연, 카드뮴, 코발트, 니켈 및 구리의 용해작용이 점차적으로 중요해졌다. 용출실험으로부터, pH 5에서의 중금속 원소의 상대적인 유동도는 다음과 같다: 아연>카드뮴>코발트>니켈>구리>>납>크롬. 이는 약한 산성비가 오염된 우수관퇴적물로부터 아연, 카드뮴, 코발트, 니켈 및 구리를 용출시기는 반면에 납과 크롬은 용출시키지 못한다는 것을 지시한다. 방해석과 백운석 등의 탄산염광물의 완충역할은 심하게 오염된 우수관 퇴적물의 용출반응을 늦어지게 할 뿐 아니라 제한하는 데 중요한 역할을 하고 있다. 이와 간은 2차적인 환경오염은 퇴적물에 있는 금속원소가 산성비에 의해 얼마나 잘 용출되는 가에 의해 좌우된다. 물리화학적인 환경변화는 중금속에 의한 심각한 환경오염을 야기시킬 수 있다. 이런 연구결과는 오염된 퇴적물의 관리에 고려되어야 한다.

• 대한화학회지
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• 제33권3호
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• pp.315-320
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• 1989

철광석 중에 존재하는 미량 금속원소들을 분석하는 방법을 제시하였다. 분석방법은 ammonium pyrrolidinedithiocarbamate(APDC)-methyl isobutyl ketone(MIBK) 추출계와 원자흡수 분광법(AA)를 이용하였다. 철이 유기층으로 추출되는 것을 막기 위하여 가리움제로서 코발트, 니켈 및 구리의 분석시에는 pH $8{\sim}10$에서 citrate를, 그리고 망간 및 구리의 분석시에는 pH 6{\sim}7$에서 tiron을 가하였다. MIBK의 물에 대한 용해도를 줄이기 위해 NaCl을 염석제로 가하였다. 금속 추출용액의 안정도를 증가시키기 위한 방안으로 MIBK 금속 추출물을 질산 수용액으로 역추출하는 것을 검토하였다.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.1-10
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• 2021

Lithium-ion batteries with high energy density, long cycle life and other advantages, have been widely used to energy storage systems(ESS). But as ESS fires frequently occur, the safety concern has become the main obstacle that hinders the large-scale applications of lithium-ion batteries. Especially, thermal runaway is the key scientific problem in battery safety research. Therefore, in this study, we performed a numerical analysis on the thermal runaway phenomenon of NCM111, NCM523 and NCM622 batteries using a two-dimensional analysis model. The results show that the two-dimensional simulation results are generally matched with three-dimensional simulation. Also, In the case of NCM111 with a low Ni content in the temperature range used in this study, thermal runaway phenomenon does occurred very slowly, but as the Ni content is increased, the thermal runaway phenomenon occurs rapidly and the thermal stability tends to be decreased. And, in NCM523 and NCM622 batteries, chain reactions occur almost simultaneously, but in the case of NCM111 battery, it is found that after the SEI(Solid Electrolyte Interface) layer decomposition reaction, the cathode-electrolyte reaction is appeared sequentially. After that, the anodic decomposition reaction is increased and leads to the thermal runaway reaction.

• 한국지열·수열에너지학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.46-58
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• 2021

As accidents with thermal runaway (TR) of lithium-ion batteries occur sporadically, the safety concern is the main obstacle that hinders the large-scale applications of lithium ion batteries. In most accidents, the TR of a single cell occurred first, and then dissipated the heat to the surroundings and triggered the TR of adjacent cells, resulting in TR propagation. Therefore, it is important to understand the mechanism of TR propagation and determine the key parameters during TR propagation in a battery pack. In this study, we performed a numerical analysis on the thermal runaway phenomenon by cathode active materials and appearance sizes in cylindrical lithium-ion batteries using a two-dimensional analysis model. The model results showed that the TR propagation of 21700 type cells (21 mm diameter, 70 mm height) occurs more rapidly than 46800 type cells (46 mm diameter, 80 mm height) and the LFP cell has higher thermal safety than the NCM cell. Especially, we found that the effect of the separator on the occurrence of TR is negligible.

• 한국해양학회지
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• 제29권4호
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• pp.338-356
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• 1994

퇴적물의 지화학적 특성을 이해하기 위한 연구의 일환으로 남해 대륙붕에서 채취 된 표층퇴적물에서 9개 금속(Al, Fe, Mn, Cu, Ni, Zn, Co, Cr, Pb)의 함량을 측정하였 고, 선정된 일부 퇴적물에 대해서는 퇴적물내 금속의 화학적 존재형태에 관한 분석을 실시하였다. 퇴적물 중의 금속 함량은 전반적으로 퇴적물의 입도와 밀접한 관련성을 보여 연안해역에서 외해로 갈수록 점차 감소하는 영향을 나타내었다. 한편, 망간과 코 발트의 경우에는 타 금속에 비해 입도와의 관련성덜 뚜렷하였으며, 이것은 이들 두 금 속의 퇴적물내 존재형태별 구성이 타 금속들과 다른 현상에 기인한다. 특히 납의 함량 은 지역적인 차이를 볼 수 있을 만큼 공간적으로 증가, 혹은 감소의 경향이 뚜렷하지 않아 퇴적물내 유입경로가 나머지 금속과 다름을 시사한다. 각 금속의 화학적 존재형 태별 함량은 망간을 제외한 모든 금속에서 잔류부분이 전체함량의 평균 50% 이상을 차 지하여, 미세 광물격자 형태의 존재가 가장 중요한 것으로 나타났다. 잔류부분 외에 구리, 아연, 망간 및 철은 산화물부분에서 다음으로 높은 각각 34.4%, 23.1%, 15.5%, 13.7%의 함량을 보였으며, 카드뮴과 망간, 코발트 및 니켈은 퇴적물의 탄산염부분에서 각각 42.8%, 40.3%, 30.6%, 19.0%로 분포하여 원소별로 다른 존재형태별 함량을 보였 다. 따라서 연구지역 퇴적물내 금속의 분포는 세립한 입도의 광물성분 외에 해수중에 서 의 침전이나 금속산화물과의 공침 등에 의한 특정 지화학 물질내 존재가능성의 차 이에 따라 크게 조절되는 것으로 판단된다.

• 대한화학회지
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• 제63권6호
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• pp.440-445
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• 2019

본 연구는 자동차 폐리튬 이차전지의 모듈로부터 재생할 수 있는 자원을 효율적으로 회수하는 방법을 개발하는 것이다. 모듈의 셀은 구리 박막, 알루미늄 박막, 그리고 이들 사이는 폴리머 재질의 격막으로 이루어져 있다. 셀은 특별히 제작한 글러브 상자 안에서 그리고 여러 번의 단계를 거쳐 손상 없이 완전히 해체 하였다. 우선적으로 양극활물질은 400 ℃에서 열처리하여 알루미늄 박막으로부터 분리하였다. 그런 후 분리된 양극활물질은 잔류되어 있는 탄소 성분을 제거하기 위해 800 ℃에서의 소성 후에 최종적으로 높은 순도로 회수되었다. 본 연구 결과를 바탕으로 해서, 알루미늄 박막으로부터 양극활물질을 구성하고 있는 코발트(Co), 니켈(Ni), 망간(Mn), 리튬(Li)과 같은 희유금속들을 80% 이상 회수할 수 있었다.

• 한국해양학회지
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• 제13권2호
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• pp.11-16
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• 1978

최근에 와서 유류오염과 더불어 중금속에 의한 해양오염, 특히 연안오염은 공공 관심의 대상이 되고 있다. 어떤 해역의 오염정도는 그 해역의 해수 및 그 해역에 서식 하는 유기체(Organisms)와 더불어 그 해역 퇴적물의 오염물질함량으로부터 파악할 수 있다. 진해만과 부산해역은 공업단지와 대도시가 인접해 있고 또 선박의 출입이 잦기 때문에 중금속에 의해 오염될 가능성이 많다. 그러나 이 해역에 대한 중금속의 오염조사현황을 보면 수질에 대한 조사는 수차(Kwak et al., 1974, 국립수산진흥원, 1975, 1977)에 걸쳐 행하여 졌으나 퇴적물에 대해서는 진해만에 대한 2회의 조사(Lee et al., 1974, Hyun, 1974)가 있었을 뿐이다. 본 조사에서는 진해만과 부산해역 퇴적물의 중금속 오염실태를 알아보기 위해 이를 해역의 퇴적물을 채취하고 퇴적물중 구리, 납, 아연, 니켈, 코발트, 철, 망간등 7가지 중금속의 함량을 측정하였다.

• 대한화학회지
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• 제51권6호
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• pp.560-568
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• 2007

이 연구의 목적은 한국 중등학교 과학 교과서에 기술된 화학적으로 불분명한 ‘중금속' 용어에 대해 정의, 종류 및 의미의 항목으로 알아보았다. 예비 결과에 의하면 교과서중에서 ‘화학 I' 교과서 8종 중 6종에 서 비중을 근거로 중금속을 정의하고 있으며 또 인체에 유해하고 지속적으로 축적되는 금속으로 묘사하고 있 다. 특히 8종의 모든 교과서에서 중금속의 예로 카드뮴, 납 그리고 수은을 제시하고 있으나 비소와 같은 비금 속이나 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈 그리고 구리 같은 인체 필수 미량 금속도 들어 있었다. 금속의 독작용을 이해함에 있어서 금속의 산화상태, 생체 내 존재량, 생체 성분과의 반응성을 고려해야 하지만 교과서에서 이에 대한 단편적인 예만 제시하고 있었다. 화학적으로 정의되지 못한 용어는 학생들로 하여금 중금속은 독소와 동 일할 수 있다는 대안 개념을 유발시킬 수 있으므로 이러한 모호한 정의와 설명은 교과서에서 지양되어야 한다.