• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권4호
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• pp.465-469
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• 2011

본 연구는 이온전도도와 계면 특성을 향상시키기 위해 PEO, poly(ethylene oxide)와 PEI, poly(ethylenimine)의 블렌드에 무기 필러인 실리카를 첨가한 고분자 전해질을 조사하였다. 리튬염으로 $LiClO_4$를 사용하고 무기 필러로서 실리카($SiO_2$)를 고분자 복합체 전해질에 첨가해서 전해질 응용 가능성 측정을 위해 AC임피던스법을 이용하여 이온전도도를 측정하였다. 임피던스 측정에서 무기 필러의 첨가량이 증가함에 따라 반원의 크기가 점점 감소하는 것은, 이온전도도가 첨가량이 20 wt%가 될 때까지 증가하는 경향을 보여주었다. 하지만, 첨가량이 20 wt% 이상이 되었을 때는 앞서 측정한 이온전도도와 큰 차이가 없어 무기 필러가 포화 상태가 됨을 알 수 있었다. XRD 분석을 이용하여 PEO의 회절 피크가 감소함을 알 수 있었는데, 무기 필러의 첨가로 인해 결정화도가 감소됨을 알 수 있었다. 전해질 막의 형태학 구조 변화를 알아보기 위해 SEM 분석을 이용하였는데, 실리카 함량이 높을 때, 더 비균일한 형태학적 구조, 즉 실리카가 강한 결착력을 지니는 PEI로 인해 고르게 분산되어 있는 형태를 보였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.418-423
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• 2017

수경재배에서는 제한된 근권에서 작물의 양수분 흡수특성을 고려하여 양액을 공급하여 재배하고 있지만 작물의 무기이온 흡수는 기상조건이나 작물의 생장에 의해 이온간 흡수비율이 달라지므로 근권내 이온의 균형이 깨지기 쉽다. 그런데 최근에는 토마토 재배에는 무기배지인 암면을 대체하여 코이어 배지가 주로 이용되고 있는데 코이어 배지를 이용한 장기재배에서 양액의 공급이 근권과 생육에 미치는 영향에 관한 연구는 거의 없다. 따라서 본 시험에서는 코이어를 이용한 토마토 장기 수경재배에 급액의 EC농도가 근권의 무기이온과 생육에 미치는 영향을 구명하고자 하였다. 칩과 더스트가 5:5로 혼합된 코이어 배지를 이용하였으며, 급액의 EC를 1.0, 1.5, 2.0, $3.0dS{\cdot}m^{-1}$ 로 달리 공 급하였다. 급액 EC가 낮은 $1.0dS{\cdot}m^{-1}$, $1.5dS{\cdot}m^{-1}$ 처리구에서는 $NO_3-N$, P, Ca, Mg 이온이 초기에 급액농도 보다 배액의 농도가 낮았다. 그러나 P를 제외한 모든 이온이 EC $2.0dS{\cdot}m^{-1}$ 농도 보다 농도로 급액한 것은 배지내 농도가 매우 높아졌다. 배액에 특히 높아지는 이온은 S와 Mg 였다. 평균 과중은 3화방까지는 EC $1.0dS{\cdot}m^{-1}$, $1.5dS{\cdot}m^{-1}$ 간에 큰 차이가 없었으나 이후로는 급액의 EC가 높을수록 과중이 작았다. 6화방까지 수확 과수와 수량이 $1.5dS{\cdot}m^{-1}$가 가장 많았으나 재배기간이 경과할수록 고농도 급액구의 수량이 감소하였다. 배꼽썩음과는 생육초기에는 주로 EC $3.0dS{\cdot}m^{-1}$ 처리에서만 발생하였으나 일사량이 증가하면서 모든 처리에서 발생하였다. 발생율은 EC $3.0dS{\cdot}m^{-1}$ 처리구가 높고, 더 낮은 농도 처리에서는 발생율의 차이가 없었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.135.1-135.1
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• 2010

최근 고온에서 사용 가능한 PEMFC용 고분자전해질 막 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PEMFC가 고온에서 작동하게 되면 높은 성능과 많은 장점을 갖게 된다. PEMFC를 $100^{\circ}C$ 이상에서 운전하게 될 경우 백금 전극 반응을 향상시켜 고가의 백금 촉매 양을 줄일 수 있게 되고, 수소연료 속에 미량 포함된 CO에 의한 촉매표면 피독현상에 대한 내구성을 높일 수 있어 저 순도 수소연료 사용이 가능해 진다. 또한 가습장치와 수소 연료 개질장치의 부피를 줄일 수 있게 되어 전체적인 PEMFC 시스템이 단순화 된다. 현재 연료전지용 고분자 전해질막으로 DuPont사의 과-불소계 고분자 전해질막인 Nafion$^{(R)}$이 가장 널리 사용되고 있다. Nafion$^{(R)}$은 유연한 분자구조 안에 소수성이 강한 주사슬과 친수성을 나타내는 술폰산이 결합된 곁사슬이 존재하여 술폰화 곁사슬의 클러스터 둘레에는 친수성 영역이 형성이 되기때문에 소수/친수 상 분리가 잘되어 이온 클러스터 형성이 용이하지만 제조비용이 높은 단점을 갖고 있다. 특히, 전해질 막내에서 Bronsted base 역할을 하는 물에 의해 이온전도가 이루어지기 때문에 고온에서는 수분증발로 인해 성능이 급격히 감소된다. 따라서, 본 연구에서는 고온 저가습 조건에서 운전이 가능하고 Nafion이 갖는 문제점을 해결하고자, 내열특성이 뛰어나며 높은 수소이온 전도도 학보가 용이한 Sulfonated Poly(aryl ether)sulfone(SPAES) 고분자 전해질에, 고온에서도 수화성이 유지될 수 있도록 지르코니아를 황산화한 sulfated zirconia(s-$ZrO_2$)를 함침하여 복합 고분자전해질막을 제조하여 고온 저가습 조건에서의 수소이온 전도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 개발된 막의 물리/화학적 특성은 water content(Wup%), 이온교환 용량(IEC, meq $g^{-1}$), 수소이온전도도(s $cm^{-1}$) 열 중량 분석(TGA), X선 회절분석(XRD) 등을 통하여 분석 및 관찰하였다. 내화학 및 열적 특성분석 결과, 황산화 반응공정으로 $ZrO_2$에 술폰산기가 안정적으로 결합하고 있음이 관찰되었으며, 본 연구에서 개발된 유 무기 복합막이 $250^{\circ}C$이상 열적안정성을 확보하고 있는 것으로 판단되었다. $100^{\circ}C$ 이하의 저온 영역에서, 일정 비율의 s-$ZrO_2$/SPAES막에서 이온교환용량(IEC)이 순수 SPAES 막보다 낮음에도 불구하고, water uptake가 증가함과 동시에 수소이온 전도도가 향상된 것을 관찰하였다. 또한, 고온에서는 수소이온이 자유롭게 이동할 수 있는 water channel을 형성하는 free water는 증발 하지만 s-$ZrO_2$와 SPAES의 술폰산기 사이에 강력하게 결합하고 있는 bound Water는 $100^{\circ}C$ 이상의 고온 영역에서도 존재하여, 비록 무가습 조건에서도 일정 비율의 s-$ZrO_2$/SPAES50 전해질 막의 경우, 높은 전도도를 나타냄을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 저가습 고온 적용을 목적으로 개발된 s-$ZrO_2$/SPAES50막은 우수한 내열 특성을 나타냄과 동시에 저가습 고온 영역($120^{\circ}C$, $50RH{\downarrow}$)에서 높은 수소이온 전도도를 유지하여, 고온 저가습 연료전지 운전에 적합할 것으로 사료된다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권1호
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• pp.106-109
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• 1999

S. epidermidis에 의해 치자황색소에서 변환된 청녹계색소와 치자황색소의 저장안정성에 미치는 광, 온도, pH, 무기이온에 의한 영향을 조사하였다. 두 색소는 광과 $40^{\circ}C$ 이상의 온도조건에서 변색에 영향을 받았으나, 변환된 색소가 보다 안정성이 있으며, 광에 의한 영향은 green filter에 의해 감소시킬 수 있었다. pH와 무기이온에 의한 영향은 두 색소 모두 작았다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.115-116
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• 2010

광역상수도의 경우 수자원공사 및 지방상수도 사업자들에 의해 전문적으로 수질을 관리하고 음용수를 보급하고 있으나 소규모 수도시설의 경우 전문능력을 갖춘 관리자가 아닌 마을의 대표자가 맡아 관리함에 따라 안정성 및 유지관리의 어려움이 자주 제기되고 있다.[1] 또한 소규모 수도시설의 경우 취수원으로 지하수나 계곡수를 이용하여 여과나 염소소독을 거쳐 음용수로 이용함에 따라 중금속 및 무기이온 등 각종 오염물질이 효과적으로 제거되지 않아 이를 사용하는 주민들이 불편함을 겪고 있는 실정이다. 환경부의 법정 수질 검사에 따르면 부적합 판정을 받은 곳의 대부분은 마을상수도와 소규모 급수시설인 것으로 나타났으며 초과 항목으로는 무기이온 중 특히 불소와 질산성질소 인 것으로 나타났다.[2] 이러한 문제점을 해결하고자 기존의 고도 정수처리 시설인 막여과, 오존처리, 활성탄 흡착 공정 등을[3-5] 적용하고 있으나 소규모 수도시설에 적용하기에는 유지관리, 규모, 경제적 측면 등 여러 한계점을 지니고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안으로 전기응집기술을 이용하여 음용수 수질기준을 초과하는 무기이온 중 불소와 질산성 질소를 제거하고자 하였다. 전기응집기술은 제거효율이 높고, 운전이 용이하며 부가적인 화학약품의 첨가가 불필요하다.[6,7] 또한 기존의 고도정수처리 기술에 비해 전기응집 공정은 처리효율과 경제적인 측면 모두를 만족시키고 있어 소규모 수도시설의 불소와 질산성질소를 효과적으로 제거할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구에 사용된 실험장치는 직류전원공급장치 (DC power supply), 반응조, 전극으로 구성되어 있다. 직류전원공급장치는 최대전압 30 Volt, 최대 전류 30 Amper 까지 조절 가능하였으며 반응조의 크기는 14.5cm(w) ${\times}$ 9cm(L) ${\times}$ 22cm(H) 이고 실용적 1.5L이다. 반응조의 상부에는 전극이 고정될 수 있도록 0.5cm 간격의 홈을 만들어 제작 하였다. 전극은 가용성 전극인 알루미늄 (Al), 스테인레스스틸(SUS304)를 이용하였다. 이를 통해 전류밀도, 전극간격 등의 변수를 두어 최적의 전기응집 운전 조건을 파악하였으며 이는 소규모 수도시설의 수질개선 향상에 도움이 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.432-448
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• 2016

최근 이온 교환 고분자 전해질 막을 활용한 고효율 에너지 전환 및 저장 장치에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 고분자 전해질 연료전지, 레독스 흐름전지 및 역전기투석 등 다양한 에너지 시스템에서 에너지 효율 향상을 위해 이온교환 전해질 막의 양/음이온의 선택적 수송 거동이 중요시되고 있다. 본 총설은 각각의 고효율 전해질 전지 시스템에 따라 요구되는 다양한 이온 교환막의 선택적 양/음이온 투과 거동의 한계점을 고찰하고, 한계를 극복하기 위한 다양한 구조의 고분자 이온 교환 복합막의 장점 및 단점을 정리하였다. 고분자 가교법 및 다공성 지지체 복합막 이외에 다양한 구조의 신규다공성 무기 나노입자를 유-무기 이온교환 복합막에 도입하는 시도가 이루어지고 있는 동시에, 이온 선택도 향상을 위한 다양한 형태의 표면 개질 방법이 개발되고 있으며, 이를 통해 이온 교환 복합막의 선택적 양/음이온 거동의 한계를 극복하는 전략을 제시하고 있다.

• 대한화학회지
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• 제29권4호
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• pp.365-371
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• 1985

이온쌍크로마토그래피에 의한 유기 및 무기음이온을 분리하는데 반대이온으로서 양이온 염료인 메틸렌 부루$(MTB^+)$를 사용하여 흡수가 되지 않는 음이온 시료를 간접적으로 분광광도 검출기로서 가시영역인 665nm에서 검출할 수 있었으며 혼합시료의 분리를 시도한 결과 좋은 분리도와 높은 감도를 보여주었다. 또한 여러 실험조건에서 분리인자를 측정하여 머무름 기구를 조사하였다. 본 연구에서 머무름 기구는 $MTB^+$가 고정상에 일차층(primary layer)을 형성하고 반면 음이온 시료 또는 이동상에 존재하는 다른 음이온들이 경쟁적으로 이차층(secondary layer)을 형성하는 ion-interaction model임을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-4
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• 1999

리튬이차전지는 충방전의 반복 동안의 액체전해질과 리튬음극과의 반응으로 수지상결정의 성장으로 리튬이 차전지에 있어서 안전성의 문제를 일으킨다. 고분자 전해질은 수지상 결정 형성을 억제하며 전해질에 성능을 향상시키는 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구에서는 겔 전해질에 $Al_2O_3$를 첨가하여 전해질의 표면구조와 임피던스 특성을 조사하였다. 리튬이온의 수율은 $10wt\%\;PAN-Al_2O_3$ 전해질에 5mV의 전압을 인가했을 때 0.29였고 전해질의 이온전도도는 상온에서$2.3\times10^{-4} S/cm$였다. 무기 충진제가 고분자 전해질에 첨가되었을 때 이온전도도 및 이온수율은 무기 충진제가 첨가되지 않은 것보다 높게 나타났다.

• 한국광물학회지
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• 제27권4호
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• pp.251-262
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• 2014

석조문화재 보수물질로서의 적용을 위해 무기질 바인더를 시험하였다. 순수 무기질 바인더와 첨가제를 배합한 3종을 시편으로 제작하였고 거창화강석에 무기질 바인더 시편들을 부착시켜 무기질 바인더가 암석에 미치는 영향을 분석하였다. 무기질 바인더와 반응시킬 pH 4.0과 pH 5.6 수용액을 국내 강우의 산성도와 함유이온을 토대로 제조하였다. pH 8.0 약알칼리수와 pH 6.85 탈이온수를 준비하여 산성수의 대조군으로 적용하였다. 물반응 후 무기질 바인더 시편의 무게 감소는 시편의 종류에 따라서는 컸지만 물의 산성도와 상관성은 적었다. 순수 무기질 시편의 압축강도가 가장 컸으나 물반응 후 감소율이 가장 크다. 큰 흡수율은($6.72-12.44kg/m^2{\cdot}t^{1/2}$) 무기질 바인더로부터 용출된 이온 함량과 상관성이 크다. 모든 액성의 수용액이 무기질 바인더와 반응 후 pH 9.0-10.0로 변화하였으며, 수용액에서는 무기질 바인더에서 용해된 $Mg^{2+}$와 $K^+$이 다량 검출되었다. 용해된 이온들은 수용액 내 음이온들과 결합하여 높은 용해도를 지닌 $MgSO_4{\cdot}nH_2O$ 및 $KNO_3$와 같은 백색염을 형성하였다. 암석강화제와 발수제를 처리한 무기질 바인더 시편에서는 이온량이 급격하게 감소하였다.

• The Korean Journal of Ecology
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• 제23권5호
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• pp.397-406
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• 2000

건조지대 및 염의 영향을 받는 지역에 널리 분포하는 명아주과 식물의 생리생태학적 적응 특성을 규명하기 위하여 교란지, 염습지, 사구, 간척지 등 다양한 환경에 적응하여 살아가고 있는 10종 명아주과 식물의 무기 및 유기용질의 양상을 조사하였다. 조사된 명아주과 식물은 토양의 칼슘 함량과는 무관하게 체내에 매우 소량의 수용성 칼슘을 함유하였으며, 아주 높은 수용성 K/Ca 비를 보였다. Na/sup ＋/, K/sup ＋/와 같은 양이온 및 Cl/ sup －/, SO₄/sup 2－/와 같은 음이온을 많이 축적하는 경향을 보였으며, 염 환경에서는 K/ sup ＋/보다 Na/sup ＋/ 이온을 선호하는 경향을 보였다. 이들 식물의 체내 총 질소함량은 높았지만, 아미노산성 질소는 총 질소함량의 5% 이하로 매우 낮은 값을 보였다. 세포질성 삼투인자로 널리 알려진 proline을 거의 함유하지 않았지만, 가용성 질소의 함량이 높은 것으로 보아 proline 이외의 다른 질소화합물이 체내 삼투 조절에 관여할 것으로 여겨진다. 야외에서의 이러한 생리적 특징이 통제된 환경에서도 동일한 양상을 보이는지를 조사하기 위하여, 사구 및 염습지의 대표적인 명아주과 식물(퉁퉁마디, 칠면초, 호모초, 가는갯능쟁이, 나문재) 5종을 선택하여 염환경 하에서 생육시켰다 (200 mM Nacl). 조사된 명아주과 식물은 매우 낮은 체내 수용성 Ca/sup 2＋/ 함량, 알칼리 양이온의 축적 등 야외식 물과 유사한 생리양상을 보였다. 종합하면, 명아주과 식물은 알칼리 양이온 및 Cl/sup －/, NO₃/sup －/ 및 SO₄/sup 2－/와 같은 무기 음이온을 상당량 축적하고, 체내로 유입되는 Ca/sup 2＋/을 Ca-oxalate로 침전시켜 세포질 내 수용성 칼슘함량을 매우 낮은 수준으로 유지하며, 아미노산이외의 다른 가용성 질소화합물을 보편적으로 함유하는 미네랄 대사의 특성을 보여준다. 이에 부가하여 토양 환경의 변화에 따라 체내의 무기이온 및 유기용질의 양상을 적절히 조절하는 독특한 생리적 특성이 이들 명아주과 식물을 건조 및 고염과 같은 불리한 환경을 극복하여 적응케 하는 토대가 되는 것으로 여겨진다.