• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.34 no.5
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• pp.413-420
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• 2023

Holmium-doped TiO₂ nanotubes (Ho-TNTs) were manufactured through anodization treatment and electrochemical deposition, and optimization experiments were conducted using various Holmium doping concentrations and time as variables. Surface as well as electrochemical characteristics were analyzed to study the prepared photocatalysts. Ho-TNTs were found to exist only in anatase phase through X-ray diffraction analysis. Ho-TNTs with 0.01 wt% 100 seconds shows a photocurrent density of 3.788 mA/cm² and an effective photo-conversion efficiency (PCE) of 4.30%, which is more efficient than pure TiO₂ nanotubes (pure-TNTs) (at bias potential 1.5 V vs. Hg/HgO). The photocatalytic activity of the aforementioned Ho-TNTs for hydrogen production was evaluated with the result of -29.20 µmol/h·cm².

• Journal of Energy Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.30-39
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• 2020

The purpose of this paper is to present a solution to the conflict when hydrogen energy is used for national energy transition through design thinking methodology. Research shows that design thinking enables joint design of policies for hydrogen energy transition between government and stakeholders. This is a macro approach based on empathy and cooperation, and can form consensus on the policy design process in the early stages. Starting with an understanding of hydrogen energy conflicts, ideas can be found based on the experiences gained from conflicts of stakeholders, disputes or lawsuits. And based on this, additional ideas on hydrogen energy transition will be verified the realization of the ideas. Collaboration with stakeholders to improve conflicts can create new values. In the process of reconfiguring the definition of energy transition problems, the opinions of stakeholders can be integrated with continuous empathy. Through design thinking methodology, we can integrate opinions of stakeholders and prevent conflicts.

• Journal of Cadastre & Land InformatiX
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• v.51 no.2
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• pp.83-106
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• 2021

Interests in clean fuels have been soaring because of environmental problems such as air pollution and global warming. Unlike fossil fuels, hydrogen obtains public attention as a eco-friendly energy source because it releases only water when burned. Various policy efforts have been made to establish a hydrogen based transportation network. The station that supplies hydrogen to hydrogen-powered trucks is essential for building the hydrogen based logistics system. Thus, determining the optimal location of refueling stations is an important topic in the network. Although previous studies have mostly applied optimization based methodologies, this paper adopts machine learning to review spatial attributes of candidate locations in selecting the optimal position of the refueling stations. Machine learning shows outstanding performance in various fields. However, it has not yet applied to an optimal location selection problem of hydrogen refueling stations. Therefore, several machine learning models are applied and compared in performance by setting variables relevant to the location of highway rest areas and random points on a highway. The results show that Random Forest model is superior in terms of F1-score. We believe that this work can be a starting point to utilize machine learning based methods as the preliminary review for the optimal sites of the stations before the optimization applies.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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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.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.7
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• pp.661-670
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• 1996

리모트 수소 플라즈마를 이용하여 실리콘 웨이퍼 표면 위에 있는 금속불순물의 제거 및 제거기구에 관하여 조사하였다. 실리콘의 표면과 내부분석을 위하여 TXRF(total reflection x-ray fluorescence)와 SPV(surface photovoltage), AFM(atomic force microscope)을 사용하였다. TXRF 분석결과 리모트 수소 플라즈마가 금속오염물질 제거에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. TXRF분석결과 리모트 수소 플라즈마가 금속오염물질 제거에 상당한 효과가 있는 것으로 나타났다. 리모트 수소플라트마 처리 후 금속오염은 금속원소의 종류에 따라 1010atoms/$\textrm{cm}^2$-1011atoms/$\textrm{cm}^2$수준이었다. SPV분석결과를 보면 수소 플라즈마 처리에 의해 minority carrier 수명이 전반적으로 증가하였다. AFM 분석을 통하여 수소 플라즈마 처리가 표면 손상을 일으키지 않으며 표면의 거칠기에 나쁜 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다. 또한 본 실험에서 나타난 결과들을 종합해 볼 때 금속오염물의 제거기구는 자연산화막 혹은 수소로 passivate된 실리콘 웨이퍼 표면을 수소 플라즈마에서 발생된 수소원자가 실리콘표면을 약하게 에칭할 때 떨어져 나가는 'lift-off'가 유력한 것으로 판단된다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.26 no.4
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• pp.1-6
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• 2017

This study evaluated hydrogen effect of metal and non-metallic materials used in the hydrogen blended natural gas vehicle. Hydrogen penetrated concentration of 34Cr-Mo steel(850MPa tensile strength) for winter driving conditions was measured 0.0018ppm and summer driving conditions was 5.3ppm. The critical hydrogen concentration of high strength metal used in this study was measured 1.03ppm by CLT. Therefore, 34CrMo steel cas cause problems in the 30% HCNG(25MPa) environment. In case of the test for non-metallic materials, all materials met the criteria of the gas resistance test, but Fluorocarbon Rubber material had a significant change in the volume. So if it is used, extra care is needed.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.9 no.4
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• pp.143-150
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• 1998

The hydriding and dehydriding properties of a Mg-10wt.%Ni mixture, mechanically-alloyed in order to improve the hydriding and dehydriding kinetics of pure Mg, were investigated. The $Mg_2Ni$ phase develops along with hydriding-dehydriding cycling. The principal effects of mechanical alloying in a planetary mill and hydriding-dehydriding cycling are considered to be the augmentation in the density of defects and the enlargement in the specific surface area. The mechanically-alloyed Mg-10wt.%Ni mixture is activated easily. It has much higher hydriding rate and hydrogen-storage capacity and relatively high dehydriding rate as compared with the pure Mg, the Mg-10wt.%Ni alloy, the Mg-25wt.%Ni alloy and the $Mg_2Ni$ alloy.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.98-98
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• 2003

비정질 실리콘 박막을 태양전지, 박막 트랜지스터, 이미지 센서, 컬러 디텍터 등에 적용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 이중 태양전지에 적용하기 위한 비정질 실리콘 박막은 p/i/n 다이오드 구조를 형성하게 되는데, 태양전지의 효율을 증가시키기 위해 결정질을 형성하거나 실리콘 화합물 박막을 적용한다. 본 연구에서는 비정질 태양전지의 흡수층(absorption layer)으로 사용되는 수소화된 비정질 박막의 결정화에 수소의 희석비가 미치는 영향을 파악하고자 하였다. PECVD 장비로 실란(SiH$_4$)과 수소(H$_2$) 가스를 이용하여 실리콘 박막을 증착하였고, 수소의 희석비(dilution ratio)를 변화시켜 비정질 실리콘 박막 내에 결정질 실리콘이 형성되는 정도를 관찰하였다. SEM과 Raman Spectroscopy를 이용해 박막의 두께 및 결정화도를 측정하였다. 실란에 대한 수소의 희석비가 증가할수록 증착률은 낮아지지만, 결정화도가 높아지는 것을 관찰할 수 있었다. 본 연구에서 형성한 결정질 실리콘 박막을 태양전지의 흡수층에 적용하면 효율 증가에 크게 기여할 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1997.02a
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• pp.68-68
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• 1997

pp-typpe Si(100) Metal-Oxide-Semiconductor(MOS) 구조에서 산화막과 실리콘 사이의 계면상태 및 결함상태를 Isothermal Cappacitance Transient Sppectroscoppy (ICTS)방법을 이용하여 조사하였다. 특히 pplasma를 이용한 수소화이후 이 구조의 계면상태와 결함상태의 변화를 연구하였다. 상온에서 수소화한 MOS 구조의 경우 결함 상태의 농도가 급속히 감소함을 알 수 있었다. 이 구조에서 나타나는 모든 결함상태의 농도가 급격하게 감소하는 반면에, 수소화에 의한 새로운 깊은준이 결함상태도 관측되었다. 이 깊은 준위 결함 상태는 가전자대 위로부터 0.38eV 위치에 존재하였으며, 열적으로 안정된 결함상태로서, 해리에너지가 2.15$\pm$0.05 eV 이었다. 수소화이후 나타난 이 결함상태는 수소 플라즈마에 의해 구속된 Si원자가 수소원자와 결합하여 outdiffusion함으로 나타난 결함상태로 생각된다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.50.1-50.1
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• 2009

셀룰로오스를 Ca(OH)2와 Ni(OH)2를 Pot에 넣고 동시에 밀링 공정을 실시한 후, 열을 가함으로써 수소를 얻었다. X-ray diffraction (XRD), thermogravimetry/ mass spectrometry (TG/MS), gas chromatography (GC) 장비를 이용해 수소 발생량 및 촉매의 역할에 관하여 실험하였다. 촉매 Ni(OH)2를 대신한 NiO 또는 Ni를 사용했을 경우 사용된 촉매에 따른 수소의 발생량의 차이를 보였는데 이는 촉매의 사이즈가 수소 발생량과 관련이 있음을 보여주었다. 한편, Ca(OH)2를 대신하여 Li(OH)를 사용하였을 때 수소 발생 온도가 약$400\sim500\;^{\circ}C$ 범위에서 $350\sim400\;^{\circ}C$의 범위로 낮아져 보다 낮은 온도에서 수소 회수가 가능하였다. 이때 발생한 CO와 CO2는 수 ppm정도로 적은 양이었다.