• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권4호
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• pp.349-356
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• 2012

IMO와 회원국들은 곧 발효가 될 IMO 선박평형수 관리협약의 원활한 이행을 위하여 각종 기술을 개발하고 법적 제도를 구축하고 있다. 선박평형수 처리장치는 살아있는 생물의 처리 뿐만 아니라, 처리된 생물의 생존 여부, 생존 생물의 개체수 그리고 활성물질의 농도 등을 정량적으로 제시해야 하기 때문에 매우 중요하고도 매우 어려운 기술이다. 이러한 문제들로 인하여 협약이 발효를 앞두고 있음에도 불구하고 처리장치 성능의 신뢰성과 효능시험 결과의 분석 방법에 대한 합의된 기술이 아직 완전히 구축되지 않았다. 본 고에서는 선박평형수 처리장치 기술의 미해결 문제를 고찰하고, 이들 문제를 해결하기 위한 기술 개발 방향을 제시하고자 한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권3호
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• pp.219-226
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• 2012

국제해사기구(IMO)는 선박평형수를 통한 수중생물의 이동을 막기 위해, 2004년 선박 평형수와 침전물 통제 및 관리를 위한 국제협약을 채택하였다. 34개 선박평형수 처리장치가 IMO 활성물질 승인을 받았고, 이 가운데 20개 처리장치가 최종승인을 받았다. 본 논문에서는 IMO 활성물질 승인을 받은 처리장치에 대한 작용 원리와 총잔류산화제(TRO) 농도를 고찰하였다. TRO 최대 허용 배출 농도는 중화장치를 통해 낮추어 대부분 0.2 ppm 이하의 농도를 보였으나, 최대 처리 허용 농도는 장치별로 1-15 ppm으로 큰 차이를 나타내었다. 처리장치 별로 TRO 처리 허용 농도의 차이는 처리장치의 특성 및 필터의 유무와 종류 등과의 연관성 보다는 생물 사멸시험 시 생물종 특성과 수온, 탁도 등 수질 특성에 기인하는 바가 크다고 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.213-215
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• 2008

최근 지구온난화가 국제적인 이슈화되면서 온실가스의 효과적인 처리에 많은 관심이 집중되고 있다. 냉매로 주로 사용되는 HFC-134a와 절연제로 주로 사용되고 있는 $SF_6$는 각각 이산화탄소의 11,700배와 23,900배의 지구온난화지수를 가지는 온실가스이다. 본 연구에서는 이 두 물질의 효과적인 분리/회수를 위하여 가스 하이드레이트 형성을 이용한 방법을 제안하였다. 하이드레이트 형성법을 이용 할 경우 공정이 단순하고 저압에서 분리가 가능하므로 타 분리공정과의 경쟁이 가능할 것으로 예상된다. 본 실험은 275-290 K의 온도범위와 3 - 30 bar의 압력범위에서 질소 + HFC-134a (20, 40, 60, 80%)와 질소 + $SF_6$ (10, 30, 50, 70%)의 혼합기체를 사용하여 각 조성에 따른 하이드레이트(H)-물($L_W$)-기상 (V)의 3상 평형점을 측정하였다. HFC-134a 또는 $SF_6$의 조성이 낮은 혼합기체의 3상 평형점은 순수 질소의 3상 평형점에 비하여 주어진 온도에서 평형압력이 현저히 낮은 것을 볼 수 있었으며 HFC-134a 또는 $SF_6$의 조성이 증가할 수록 순수한 HFC-134a 또는 $SF_6$의 3상 평형점에 근접하는 것을 볼 수 있었다. 특히 $SF_6$는 다른 기체와 달리 하이드레이트의 생성/해리에 긴 시간이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 본 실험에서 얻어진 결과는 하이드레이트를 이용한 HFC-134a와 $SF_6$ 분리 공정의 중요한 기초 자료가 되며 다른 혼합 기체의 분리 공정에도 응용될 수 있을 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.316-316
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• 2011

제일원리 계산으로 Fe/Pt (001) 표면의 표면상태도를 계산하고 표면상태도로 부터 얻어진 평형 Fe/Pt (001) 표면구조의 자기이방성에너지를 계산하였음. 계산된 표면상태도로 부터 Fe-rich $L1_2$ 구조와 수직 $L1_0$ 구조가 가장 안정한 표면 Fe/Pt (001) 구조임이 밝혀졌음. 제일원리로 계산 된 두 구조의 자기이방성에너지를 관측하여 두 구조의 자기용이축이 모두 [001] 방향으로 정렬 됨을 확인하였다. 자기이방성에너지가 격자 변화와 표면 형성 중 어떤 원인에 의해 발생하는지 판단하기 위해서 표면구조, 벌크구조, 및 표면구조와 동일한 격자상수를 가진 벌크구조를 비교 하였다. 비교 결과에 의해 자기이방성에너지의 주 원인은 표면 형성임이 밝혀졌으며 이를 좀 더 명확히 하기위해 상태밀도함수를 계산하였다. 상태밀도함수 계산 결과 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈의 페르미 준위 아래에서의 상태가 표면이 형성되면서 증가하는 것을 관측하였으며 이는 [001] 방향으로의 자기이방성을 증가시키는 오비탈이므로 표면 형성에 따른 자기이방성에너지 증가는 Fe 원자의 $3d_{z2}$ 오비탈에 의함이 판명되었다.

• 한국우주과학회:학술대회논문집(한국우주과학회보)
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• 한국우주과학회 2005년도 한국우주과학회보 제14권2호
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• pp.74-74
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• 2005

• 대한지역사회영양학회:학술대회논문집
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• 대한지역사회영양학회 2001년도 추계학술대회
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• pp.962.1-962
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• 2001

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1992년도 학술발표회 초록집
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• pp.115-116
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• 1992

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제14권4호
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• pp.224-229
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• 2011

최근 선박평형수에 의한 외래 유입 해양생물체에 대한 관리가 시급한 과제로 대두되고 있다. 이는 외래 유입 유해 생물이 해양생태계를 교란시키고 있기 때문이다. 또한 연안의 수산물 어획 및 상업적 활동 및 자원에 악영향을 미치고 있다. 이와 관련하여 IMO에서는 선박평형수에 의한 해양생물체 유입을 관리하기 위해 선박평형수 위해도 평가 시스템인 GloBallast를 운영한 바 있다. GloBallast는 선박평형수 배출량, 선박평형수 배출횟수, 항만 간 환경 유사도, 유해생물종의 수량을 주요 인자로 사용하여 국가 간 선박평형수의 이동에 의한 상대적인 위해도를 평가하도록 구성되어 있는데, GloBallast를 시범 운영해 본 결과에 의하면 주요 인자 중 환경유사도 인자가 다른 인자들에 비해 위해도 평가 결과에 미치는 영향이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 이에 본 논문에서는 GloBallast 위해도 평가에 사용되고 있는 주요 인자들 간의 상관관계에 대해 살펴보고, 이들 주요 인자들이 보다 합리적으로 위해도 평가에 반영될 수 있는 방안에 대해 검토하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.149.2-149.2
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• 2010

본 연구에서는 하이드레이트 형성시 촉진효과를 갖는 것으로 보고되고 있는 TBAB, TBAF를 첨가한 천연가스 하이드레이트의 열역학적 특성 분석과 $^{13}C$ NMR을 통한 구조 및 동공점유에 관한 분석을 하였다. 천연가스 혼합기체 ($CH_4$ (90%) + $C_2H_6$ (7%) + $C_3H_8$ (3%))에 10, 40, 60 wt%의 TBAB 또는 10, 34, 45 wt%의 TBAF 용액을 첨가하여 하이드레이트(H) - 물(Lw) - 기상(V)의 3상 평형을 측정하였다. 3상 평형 측정결과 순수한 천연가스 하이드레이트보다 평형조건이 더 낮은 압력과 더 높은 온도영역에서 나타났다. 특히 양론비에 해당하는 TBAB 40 wt%, TBAF 34 wt%의 농도에서 가장 뛰어난 촉진효과가 나타났으며 그 이상의 농도에서는 촉진효과가 이전보다 저하되는 것을 알 수 있었다. $^{13}C$ NMR 분석 결과 천연가스 + TBAB (또는 TBAF) 하이드레이트의 격자에는 TBAB (또는 TBAF)와 $CH_4$만이 포집되어 있으며 $CH_4$이 포집되어 있는 동공이 순수한 $CH_4$ 하이드레이트의 작은 동공과 유사하다는 것을 알 수 있었다. 이상의 결과를 통하여 TBAB 또는 TBAF가 천연가스 하이드레이트의 열역학적 촉진제로 뛰어난 효과를 나타내었으며, 또한, 혼합 기체의 분리 연구에도 적용될 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.590-593
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• 2007

물을 함유한 공극 크기 6, 30, 100 nm의 실리카겔에 이산화탄소 및 메탄을 반응시켜 온도$0{\sim}4$ $^{\circ}C$, 압력 $15{\sim}40$ bar 의 범위에서 가스 하이드레이트 생성속도를 측정하였다. 공극 크기가 작아짐에 따라 특정 온도에서의 평형압력이 높아지는 열역학적 특성을 감안하여 통일한 압력차 (평형압력과 실험압력의 차)를 얻을 수 있도록 조건을 설정하였다. 이산화탄소의 경우 통일 온도에서 하이드레이트 생성속도는 일반적으로 압력이 높아짐에 따라 가속되는 것을 알 수 있었다. 단위 물 당 포집되는 이산화탄소의 양은 최대 1.0을 넘지 못하였다. 또한 하이드레이트 생성을 위해 필요한 유도시간 (induction time)이 2내지 8시간 수준으로 매우 길었다. 공업적인 하이드레이트 이용을 위해서는 빠른 생성속도가 필요한 만큼 유도시간을 단축, 없애기 위해 계면활성제로 황산 도데실 나트륨 (sodium dodecyl sulphate)이 첨가된 수용액을 이용하였다. 계면활성제가 포함된 수용액에서의 하이드레이트 생성은 유도시간이 사라져 매우 빠르게 바뀌었고, 포집되는 이산화탄소도 15% 정도 증가되었다. 메탄의 경우에는 공극 크기가 작아질수록 하이드레이트 생성속도 및 가스 포집도가 저하되는 결과를 보였다. 이산화탄소의 경우와는 다르게 유도시간이 나타나지 않았으며 비교적 높은 가스 포집도를 얻기 위해서는 평형압력과 실험압력의 차이가 최소 2.0MPa 이상이어야 했다.