• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.178-178
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• 2011

군사용 장비의 전원장치, 인공위성, 해양개발용 등의 특정분야에 한정되어 이루어지던 열전물질에 대한 연구가 최근에는 에너지원의 다양화와 에너지 절약에 대한 필요성이 크게 대두됨에 따라 산업 폐열과 각종 열기관의 폐열 및 해수 온도차나 태양열과 같은 자연에너지를 이용하는 열전발전에 대한 연구로 영역이 확장되어 꾸준히 이루어지고 있다. 다양한 열전 재료 중에서 BixTey 계, BixSey 계, SbxTey 계, 혹은 이들의 합금계가 많이 연구되고 있다. 이 중에서 BixTey 계의 박막 성장 방법으로는 sputtering deposition, electrodeposition, flash evaporation, molecular beam epitaxy, chemical vapor deposition (화학적기상증착) 등이 있다. 이러한 다양한 방법들 중에서 화학적기상증착법은 양질의 두꺼운 막을 성장시킬 수 있음과 동시에 산업적인 생산에 적용될 수 있기 때문에 열전박막 증착을 위한 중요한 수단이 될 수 있을 것으로 생각되고 있다. 하지만 적절한 전구체(precursor)의 부족, tellurium (Te)의 재증발과 같은 문제점 때문에 화학적기상증착법을 이용한 BixTey 계 박막에 대한 전반적인 연구가 부족한 실정이다. 본 연구에서는 다양한 기판, 예를 들면, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiO2), 백금(Pt) 등, 에 화학적기상증착법을 이용하여 BixTey 계 박막을 성장시키고, 온도와 압력 등의 조건 변화에 따른 박막의 형상과조성, 구조적 특성에 관한 연구를 진행하였다. 특히, 성장 조건에 따른 박막의 형상 연구를 통하여 성장 기구에 관한 고찰을 진행할 수 있었다. 나아가 투과전자현미경 연구를 통하여 기판과 박막의 계면 특성과 개별 결정립이 가지는 미세구조적 특성에 관한 연구를 진행하였다.

• Membrane Journal
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• v.22 no.2
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• pp.128-134
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• 2012

In this study, hydroxy polyimide (HPI) was prepared for non-porous membrane by solvent evaporation method. As the result of gas permeance properties measurement, $CO_2$ permeability was 85 Barrer and the $CO_2/N_2$ selectivity was 23 at $30^{\circ}C$. Flat sheet membrane and hollow fiber membrane were prepared by using ternary system of polymer, solvent and non-solvent additive. Morphologies and gas permeance properties were measured by FE-SEM and bubble flow meter. Each $CO_2$ permeability of 18.28 GPU, 70 GPU and $CO_2/N_2$ selectivity of 6.72, 8.63 at $30^{\circ}C$ in the flat sheet membrane and hollow fiber membrane. Hollow fiber membrane has gas permeance property better than flat sheet membrane.

• Journal of Energy Engineering
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• v.13 no.2
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• pp.93-100
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• 2004

The smear media possible to sampling and radiation detection was prepared and evaluated for the surface contamination using indirect method. The films were made by impregnating Cerium Activated Yttrium Silicate (CAYS) in a polysulfone membrane. The membranes used solution as a dimethylformamide (DMF) and methylene chloride (MC), polysulfone as a polymer matrix and CAYS as a inorganic scintillator. The proximity membranes were prepared with single- and double-layered structure. The solidified methods were immersion to the nonsolvent bath such at water and ethanol and solvent evaporation. The measurement of the photon produced by interaction with radiation and inorganic scintillator used a photomultiflier tube (PMT), amplifier, and counter. In the comparison with the low background alpha/beta counter, the counter rate using inorganic scintillator proximity membrane for the $\^$14/C surface contamination was about 50%. Also. the $^3$H counting results revealed that the prepared membranes were efficient to monitor the surface contaminated with the low energy be-ray emitter nuclides.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.3 no.4
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• pp.605-613
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• 1992

NCO-terminated prepolymers were synthesized by reacting carbonate-type polyol(PTMCG)($M_w=1,000$ and 2,000) with MDI and N-methyldiethanolamine, as a chain extender. Carbonate-type polyurethane containg zwitterionic group was prepared by reacting the prepolymer with 1,3-propane sultone. From the IR and NMR spectra of model reactions, it was known that the ionization occurred under the same condition. The structure of zwitterionic carbonate-type polyurethane(ZPU) therefore could be confirmed from the model reactions. Glass transition temperature(Tg) ranged between $-15{\sim}-30^{\circ}C$ from the thermal data. Tg was between $-15{\sim}-18^{\circ}C$ for a series of ZPU10 samples and between $-25{\sim}-26^{\circ}C$ for a series of ZPU20 polymers. Tensile strength increased with mole ratio of ionic content. On the contrary, elongation was rather dropped with mole ratio of ionic content. ZPU10-30 having better tensile strength and less elongation was selected as a membrane for the concentration of ethanol aqueous solution through pervaporation. To obtain the better selectivity, it was crosslinked with HMDI. In the swelling test, it showed the higher swelling degree at around 50wt% ethanol concentration due to the plastization effect of ethanol. To optimize the separation capacity, two operating factors-feed concentration and temperature-were considered. The overall separation capacity was as follows : separation factor, 2~83.2 ; the flux, $25.4{\sim}58.8g/m^2hr$.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.150-150
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• 1999

재료의 광학적 특성을 변화시키기 위한 표면 코팅의 사용을 잘 알려져 있다. 그리고 이러한 광학 코팅은 우리가 주위에서 볼 수 있는 렌즈에서부터 레이저반사경 다 나아가 다양한 광학 필터에 이르기까지 빛의 간섭을 이용한 광학 박막의 코팅은 폭넓게 이용되고 있다. 그러한 응용가운데 불필요한 표면 반사를 방지함으로써 전체 투과율을 강화시키기 위한 무반사(Anti-Reflection) 코팅은 오늘날 광대역 무반사 특성 등 다양한 광학적 요구에 따라 하나 또는 그 이상의 층을 형성함으로써 극적으로 성취할 수 있다. 본 실험은 기존 많이 활용되는 증발법 그리고 스퍼터링 방법과는 달리 고진공하에서 증착 변수를 효과적으로 제어, 박막을 형성할 수 있는 자체 제작된 단일 IBS(Ion Beam Sputtering) 시스템을 이용하여 우수한 광학적 특성을 갖는 광학 재료로써 무반사용 다층박막 형성하기 앞서 MgF2, ZrO2 (yttria stabilized zirconia) 단층 박막을 제조하였으며, 각 증착 변수에 따른 결정학적 및 광학적 특성을 관찰하였다. 본 실험에 사용된 제조 장비로 Kaufman type 2.5inch의 이온 건이 장착된 Ion Beam sputtering 시스템으로 초기 진공도는 5$\times$10-6orr이며, 이온 빔의 전류 밀도는 Fareday cup을 이용했다. 6inch 크기의 ZrO2(yttria stabilized zirconia), MgF2 타겟트를 이용하여 Si(100), glass 기판위에 박막을 성장시켰다. 각 타겟트에 대한 증착변수로 이온 에너지, 기판온도, Ar 가스량을 변화시키면서 박막을 제조하였다. 제조된 박막의 광학적 특성으로 가시 영역에서 투과율의 변화는 자외/가시광선 분광 분석기 (UV/VIS specrophotometer)를 이용하여 측정했다. 그리고 박막의 조성 및 결정학적 구조는 AES EDS와 XRD로 확인하였다. 이온 빔 전압 500V, 빔 저류 55mA일 때 온도는 상온에서 30$0^{\circ}C$까지 승온 후 MgF2 박막의 XRD분석결과 우세한 결정성을 관찰할 수 없었으며, 이 때의 광 투과도는 가시영역에서 80~90%의 값으로 측정되었다. 추후 증착된 막의 결정성을 위해 열처리를 실시하고, 각 증착조건에 대한 결과는 학회 발표시 보고한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.309.2-309.2
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• 2013

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS) 박막 태양전지는 일반적으로 Na을 함유하고 있는 소다회유리를 기판으로 사용하여 제작되며, 높은 광전 변환 효율로 인해 많은 연구가 이루어지고 있다. 특히 제조 비용 절감과 양산성 향상을 위해 현재 유연 기판 CIGS 박막 태양전지에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있으며, 폴리이미드 기판에서 20.4%의 최고 효율이 보고되었다. 유연 기판은 유리 기판 대비 무게가 가볍기 때문에 유리 기판 태양전지보다 활용도가 높으며, 우주용으로 사용할 경우 단위 무게 당 발생되는 전력이 높은 장점이 있다. 본 연구에서는 폴리이미드 기판을 이용하여 유연 CIGS 박막 태양전지를 제작하였다. 후면 전극 Mo은 DC sputtering으로 증착하였으며, Mo의 증착 압력에 따라 폴리이미드 기판의 잔류 응력과 전기적 특성을 분석하여 증착 압력을 결정하였다. 광흡수층인 CIGS는 다단계 동시 증발 법으로 증착하였으며, 2nd stage 공정온도는 유리 기판 대비 저온인 $475^{\circ}C$로 공정을 진행하였다. 저온공정인 $475^{\circ}C$ 공정에서는 Ga의 함량이 높아질수록 성능이 감소하였으며, Na 공급을 통해 Voc와 FF가 향상되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다. 버퍼층 CdS는 습식 공정인 CBD법으로 증착하였으며, 공정변수인 thiourea의 농도와 CdS 박막의 두께 변화를 통해 폴리이미드 기판 CIGS 박막 태양전지에서 CdS 버퍼층의 최적의 조건을 도출하였다. 최종적으로 제작된 폴리이미드 기판 유연 CIGS 박막 태양전지는 반사 방지막 없이 개방전압 0.511V, 단락전류밀도 32.31mA/cm2, 충실도 64.50%, 변환효율 10.65%를 나타내었다.

• Journal of Bio-Environment Control
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• v.15 no.4
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• pp.306-316
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• 2006

In this study, the effect of the shade level, water flow rate applied to the shades and the temperature of water on the greenhouse cooling was investigated depending on the shade level of 0, 35, 55, 75%, and water flow rate and water temperature by the test on the small wooden frames to find out the low cost cooling method. With increasing of the dry bulb temperature of outside air, the dry bulb temperature in the wooden frames increased. For the frames with the shade and water, inside temperatures of the frames were lower of -0.2$\sim$-1.2$^{\circ}C$ than the temperature of the outside air and higher than the water temperature. For the frames without water, inside temperatures of the frames were higher of 1.7$\sim$4$^{\circ}C$ than the outside and not affected by the shade level very much. The water flow rate and the temperature of the water were not the important factors to decrease the inside temperatures in the frames. The black globe temperature became lower with increasing of shade level. The shade frames with water curtain showed the best cooling effect because of reducing thermal radiation and cooling the plastic film cover. The surface temperatures of the plastic film cover for the water supplied modules became lower with increasing of the shade level. The relative humidity was decreased with the dry bulb temperature in the frame increasing and not affected by the dry bulb temperature of the outside air for the frames with the shade and water.

• Clean Technology
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• v.17 no.2
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• pp.156-165
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• 2011

The process for bioethanol production from lignocellulosic biomass was studied through process simulation using PRO/II. Process integration was conducted with concentrated acid pretreatment, hydrolysis process, SMB (simulated moving bed chromatography) process and pervaporation process. Energy consumption could be minimized by the heat recovery process. In addition, material and energy balance were calculated based on the results from the simulation and literature data. A net production yield of 4.07 kg-biomass and energy consumption value of 3,572 kcal per 1 kg ethanol were calculated, which is indicating that 26% yield increase and 30% energy saving compared to the bioethanol production process with dilute-acid hydrolysis (SRI report). In order to make it possible, sugar conversion yield of cellulose and hemi-cellulose is to be reached up to 90% and fermentation of xylose needs to be developed. In order to reduce the energy consumption up to 30%, the concentration of acid solution after being separated by 5MB should exceed 20%. If acid/sugar separation by SMB process is to be practical, the bioethanol process designed in this study can be commercially feasible.

• Resources Recycling
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• v.33 no.4
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• pp.36-46
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• 2024

We investigated a hydrometallurgical process of nickel recovery from Inconel 713C scrap. The process proceeded with a series of i) comminution of pyrometallurgical treated scrap, ii) sulfuric acid leaching, iii) solvent extraction of unreacted acid, molybdenum, aluminum, and precipitation of chromium, iv) crystallization of nickel sulfate by vacuum evaporation, and v) nickel electrowinning. The nickel-aluminum intermetallic compound, Ni₂Al₃, was formed by the pyrometallurgical pretreatment readily grounded under 75 ㎛. Sulfuric acid leaching was done for 2 hours in 2 mol/L, 20 g/L solid/liquid ratio, and 80 ℃. It revealed that over 98 % of nickel and aluminum was dissolved, whereas 28 % of molybdenum was. A nickel sulfate solution with 2.34 g/L for the crystallization of nickel sulfate hydrate was prepared via solvent extraction and precipitation. Over 99 % of molybdenum and aluminum and 93 % of chromium was removed. Nickel metal with 99.9 % purity was obtained by electrowinning with the nickel sulfate monohydrate in the cell equipped with anion exchange membranes for catholyte pH control. The membrane did not work well, resulting in a low current efficiency of 73.3 %.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.243-243
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• 2012

화석연료를 대체할 새로운 청정 에너지원의 요구가 높아지고 있는 현 시점에서 고효율, 무공해, 무소음 등의 장점으로 인해 친환경적 에너지원으로 연료전지의 수요가 증가하고 있다. 연료전지 분리판으로 고밀도 흑연을 종래에 가공하여 제작하였는데, 가공이 어렵고, 비용이 크게 들며, 대량생산이 어렵다는 등의 문제로 스테인리스강을 위주로 한 금속 분리판 개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는, 낮은 가격, 고속 증착, 우수한 가공성, 높은 기계적 강도 및 전기전도도, 화학적 안정성 및 내식성을 충족시키기 위하여 스테인리스 강박(0.1 mm이하)에 보호막으로 CrN을 선택하였다. 저가격화를 위하여 새로운 증착원인 스퍼터-승화형 소스의 가능성을 유도 결합 플라즈마에 Cr 봉을 직류 바이어스 함으로써 시도하였다. 10 mTorr의 Ar 유도 결합 플라즈마를 2.4 MHz, 400 W로 유지하면서 직류 바이어스 전력을 120 W (615 V, 0.19 A) 인가하였을 때 10분 동안의 증발양이 0.35 gr으로 측정이 되어 그 가능성을 확인할 수 있었다. 또한 OES(Optical emission spectrometer)를 이용하여 RPS로 방전시킨 고밀도 ICP를 측정한 결과 842.4 nm, 811.4 nm, 772.3 nm 등의 파장에서 높은 intensity를 갖는 peak을 찾을 수 있었고, 이 peak 들은 Ar 중성의 peak임을 확인할 수 있었다. ICP+DC bias로 Cr rod를 가열하는 공정에서의 plasma를 OES로 측정한 결과 Ar 중성의 peak은 감소하고, 520.5 nm, 425.5 nm, 357.7 nm 등의 파장에서 높은 intensity를 갖는 peak을 찾을 수 있었으며, 이 peak들은 Cr 중성의 peak임을 확인할 수 있었다. OES 측정 data를 토대로 공정 중의 rod type Cr target의 교체 주기를 예측할 수 있고 공정 중 실시간 감시가 가능할 것으로 기대된다.