• Clean Technology
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• v.30 no.1
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• pp.23-27
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• 2024

Bismuth is a promising anodic for Li-ion batteries (LIBs) due to its adequate operating voltage and high-volume capacity (3,765 mAh cm^-3). Nevertheless, inevitable volume expansion during Bi alloy reactions leads to severe capacity loss and cell destruction. To address this, a complex of bismuth alloy nanoparticles (Bi@NC) embedded in an N doping-carbon coating is fabricated via a simple pyrolysis method. Nano-sized bismuth alloys can improve the reaction dynamics through a shortened Li⁺-ion diffusion path. In addition, the N-doped carbon coating effectively buffers the volume change of bismuth during the extended alloy/dealloy reaction with Li⁺ ions and maintains an effective conductive network. Based on the Thermogravimetric analysis (TGA) showed high bismuth alloy loading (80.9 wt%) and maintained a high gravimetric capacity of 315 mAh g^-1 up to 100 cycles with high volumetric capacity of 845.6 mAh cm^-3.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.195-195
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• 2014

탄화규소(SiC)의 복합체는 고온강도, 내식성, 내마모성, 내화학 특성, 열충격성 및 기계적 특성이 우수하며 제조공정으로 CVD 공정은 많이 연구되어져 있으나 비교적 간단한 구조로 우수한 특성을 얻을 수 Si 증발입자 확산방법에 대한 체계적인 연구가 수행되고 있지 않다. 본 논문에서는 Si 증발입자가 탄소표면에서 확산 반응으로 형성되는 SiC 복합체에 대한 검토 및 연구 개발 동향을 기술한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.171.2-171.2
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• 2011

지속가능한 발전과 저탄소 녹색성장의 개념이 대두되면서 우리나라를 비롯한 주요 선진국은 자국의 화석연료 의존도를 낮추고 대체에너지로 환경친화적이며, 청정에너지로 각광받는 신 재생에너지의 활용에 경제적, 정책적 지원을 아끼지 않고 있는 실정이다. 실제로 유럽에서는 바이오매스의 일종인 우드칩을 활용한 가정용 보일러가 보급되고 있으며, 동남아시아에서는 열대식물을 이용한 저온열분해를 활용하여 바이오디젤을 생산하고 있다. 우리나라의 경우 대부분의 바이오매스는 발생되는 임야에서 재이용되거나 경제성이 있을 경우에 운송되어 재활용되고 있으며, 임부목과 같은 일부 바이오매스는 수익성이 없어 발생현지에 방치되는 경우도 있다. 본 연구에서 주목한 왕겨의 경우 미곡종합처리장에서 대량으로 발생되지만 그 활용도에 있어서 축적된 바이오에너지에 비해 에너지회수율이 저조하다고 할 수 있다. 왕겨는 임야에서 발생되는 폐목재나 다른 바이오매스에 비해 함유되어 있는 수분이 적고(12%), 휘발분의 함량이 많으며(58%), 고정탄소(17%), 회분(13%)로 열분해/가스화에 적용가능하다. 본 실험에서 생산된 합성가스의 활용방법으로는 보일러를 이용한 스팀 및 전력생산, 가스엔진을 이용한 전력생산, 폐열회수 등이 있으며 생산된 합성가스를 활용하기 위해서는 오염물질의 정제특성에 대한 연구가 선행되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 합성가스 내에 존재하는 분진, 타르, HCl, HCN, $NH_3$의 제거효율을 조사하였다.

• Spatial Information Research
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• v.20 no.1
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• pp.71-80
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• 2012

Carbon Point system is Climate Change Action Program by providing incentives in proportion to voluntary reduction of energy consumption such as electricity, gas and water for houses, commercial facilities. So far, existing researches have been limited to construction of GHG(Green House Gas) Inventory and have little attention to empirical impact analysis on carbon reduction policy regarding the residential section. Therefore, this paper is intended to provide convincing findings of impact analysis on carbon reduction, revolving around the carbon point system. For this, we firstly calculated the carbon emission by using electricity and gas usage data in household targeting to Seongbuk-Gu. Carrying out IPA and spatio-temporal analysis. Then, we are capable of visualizing spatial patterns from 2007 to 2009 as a macro analysis. Following that, we explored the effect on carbon point system through Ex ante-Ex post Analysis by paired t-test. To conclude, we can spatially identify the distribution with a significant difference between carbon emissions according to energy use as a micro analysis by Hot Spot to Analysis on point entities. It is to be hoped that this method will be utilized to establish various policies and to evaluate the effect of reduction of GHG.

• Composites Research
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• v.33 no.4
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• pp.205-212
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• 2020

In this study, HfC was coated on two types of carbon/carbon composites coated with SiC by vacuum plasma spraying(VPS). The experiment was performed using a plasma wind tunnel with heat flux of 5.06 MW/㎡ for 120 s heat flux before and after the coating. The mass ablation rate was calculated through the mass change before and after the test, and the length change was measured by using calipers and high speed camera. The oxidation/ablation behavior were observed by FE-SEM with EDS analysis of the specimens cross section. The plasma wind tunnel test results showed that the coated specimens had low weight loss and length change, and high oxidation/ablation resistance. However, two types of the specimens tested under the same conditions were different in the ablation behavior and ablation rate, and it was evaluated that the cylindrical type had higher oxidation/ablation resistance.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.138-138
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• 2018

선박을 통한 해상수송은 세계 무역의 80% 이상을 차지하고 있으며, 대부분의 선박은 저질중유의 연소로부터 추진력을 발생시키는 디젤 엔진을 원동력으로 사용하고 있다. 이러한 디젤 엔진은 연소의 부산물로 매년 백만 톤 이상의 오염물질을 방출하는데, 그 주성분은 탄소로 이루어져 있고 고온 열분해 또는 압축 점화 엔진의 작동 부산물들이 소량 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 선박으로부터 배출된 폐 수트를 리튬이온전지용 도전재로 활용하기 위한 독특한 방법이 제안되었다. 실험에 사용된 폐 수트는 운항중인 컨테이너선으로부터 수집되었으며, 수집된 폐 수트는 탄소 성분 이외의 불순물을 제거하고 흑연화 정도를 개선시키기 위해 $2,000^{\circ}C$로 열처리되었다. 열처리된 폐 수트의 모폴로지를 확인하기 위해 투과전자현미경을 이용하여 그 형상을 관찰하였으며, 이를 통해 폐 수트의 일차 입자는 지름이 약 70-100 nm 정도인 양파껍질 모양의 탄소(carbon nano-onion)로 형성된다는 것이 확인되었다. 또한, XRD, RAMAN 분광법 및 BET 분석 결과를 통해, 열처리된 폐 수트가 결정성이 있는 흑연으로 재형성되었으며 비표면적은 일반적으로 사용되는 활물질에 비해 약간 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 특성은 리튬이온전지용 도전재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었고, 이는 전기화학적 정전류 충전 및 방전 테스트를 통해 그 성능이 확인되었다. 일반적으로 사용되는 도전재의 테스트 결과와 폐 수트를 도전재로 사용한 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 이상의 실험 결과들을 미루어 볼 때, 선박으로부터 배출된 폐 수트가 리튬전지용 음극 활물질 및 도전재로 재활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.08a
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• pp.249-249
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• 2010

핵융합로에서는 디버터의 열부하에 대한 안전성을 고려하기 위해 열전도도 및 열 저항성이 높은 텅스텐이 대면 물질로 고려되고 있으며, 경제적인 측면과 실용성 측면에서 텅스텐블록을 직접 제작하여 사용하는 것보다 텅스텐코팅이 효과적이라는 의견이 지배적이다. 또한 ASDEX Upgrade 에서는 탄소블럭에 텅스텐을 코팅하여 챔버 외벽 및 디버터 영역까지 구성하여 캠페인을 진행하였고, 재료적인 측면에서 안정성을 확인 하였다. 따라서 본 연구에서는 디버터 및 챔버외벽 등에 대한 대면물질을 구성하기 위해 상압 열플라즈마 제트를 이용하여 고온에서의 용융 및 냉각을 통해 모재에 텅스텐 피막을 적층하는 과정을 수행하고 있다. 기존의 연구를 통해 일부 공정 변수에 대해서는 이미 적정한 범위의 공정조건을 확보하였고, 기공도와 산화도 및 부착력 등의 물성치에 대한 추가적인 향상을 위해 주요 공정 변수에 집중하여 최적의 조건을 탐색하는 과정이 진행 중이다. 이를 위해 출력증가실험의 일환으로서 기존 36kW급 플라즈마 토치 전력을 한 단계 끌어 올려 48kW급 전력까지 단계적으로 상승시킴으로써 이에 따른 물성치 변화를 검증하고 있다. 현재 44kW 급까지 실험이 수행되었으며, 이를 통해 공극률 감소 및 미세구조 변화에 대한 결과를 얻었다. 실제로 토치의 출력을 증가시킴으로서 텅스텐 피막의 물성치가 변화하는 메커니즘은 플라즈마 제트의 중심부 온도 및 축방향 속도에 의해 결정된다. 중심부 온도가 상승하게 될수록 코팅을 위해 분사되는 분말의 용융률은 증가하지만 분말 외벽에 산화텅스텐이 형성될 가능성은 증가하게 되며, 플라즈마 제트의 모재를 향상 축방향 속도가 증가할수록 용융 된 분말이 모재에 증착 시 형성하는 형태가 원형에 가깝게 되므로 기공이 감소하는 효과가 발생한다. 특히 용융된 분말의 증착 형태는 모재의 온도 및 분말의 입사속도에 결정적이 영향을 받게 되며, 결국 모재와 분말사이의 습윤성에 의한 분말 분산속도가 분말의 입사속도에 버금갈 경우 분말은 모재 위에서 효과적으로 원형으로 전이하며 적층하게 된다. 이러한 전이 현상은 앞에서 언급한 모재의 온도 등에 의해 결정적으로 영향을 받게 되며, 모재의 온도가 전이온도 이하일 경우 폭파형태에서 원형으로 분말의 증착 형태가 전이하게 된다. 이외에 추가적으로 진행하고 있는 연구는 코팅 전처리에 해당하는 분말 효과이며, 특히 탄화텅스텐 분말을 통한 재료적 auto-shroud 효과와 미세분말을 이용한 분말 표면열속의 증가에 따른 용융률 증가효과를 연구에 포함할 계획이다. 이러한 연구는 열적, 그리고 재료적 해석을 바탕으로 해석적 접근을 통해 이루어진다.

• Fire Science and Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.35-42
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• 2003

In this study, we tried to evaluate the ignitibility, flammability, heat release rate, and toxicity of five different types of burning artificial leather sofa covers that are widely used in entertainment service industry buildings. As the results of this study, putting the artificial leathers under fire conditions we found out following results auto-ignition temperature was$ 427~437^{\circ}C$, limiting oxygen index was 19~20%; at heat flux of $25 kW\m^2$, ignition time was 10~16s and peak heat release rate was $147~277 kW\m^2$; and at heat flux of$ 35 kW\m^2$, ignition time was 6~9s and peak heat release rate was $176~296 kW\m^2$. The toxic materials discharged from the burning leathers were 5,550~6,290 ppm of CO, 18,500~23,400 ppm of $CO_2$, 110~140 ppm, of HCl, 13~65 ppm of HCN and 145~220 ppm of NOx.

• Composites Research
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• v.27 no.2
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• pp.52-58
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• 2014

Short fiber reinforced composites manufactured by injection molding have diverse fiber orientations variable with measuring positions even in the same specimen, which is caused by the flow induced fiber orientation. Fiber orientations considerably affect the mechanical and thermal properties of final composite products. In this study, fiber orientation of injection molded carbon fiber reinforced PA6/PPO composite was measured at several points of the specimen by optical microscopy analysis and the corresponding izod impact strength, coefficients of thermal expansion (CTE) were also measured to investigate the influence of local fiber orientation on the mechanical and thermal properties. Izod impact strength where fiber was perpendicular to the direction of crack propagation was higher than where fiber was parallel to the direction, which could be explained be the impact resistance reinforcing mechanism by fiber orientation. CTE was also lower where fiber was parallel to the measurement direction of CTE than where fiber was perpendicular to the direction, which could be also explained by the dimensional stability mechanism by fiber orientation.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.168.2-168.2
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• 2017

발열체는 전기 에너지를 열 에너지로 변환시키는 전기 저항체인데, Ni-Cr계 합금이 발열 가능 온도가 범위가 크고 열 효율 및 내 산화성, 내 부식성이 우수하여 발열체로 많이 사용되고 있다. 그리고 기존의 선형 발열체의 효율성을 개선한 면상 발열체가 개발되었고, 최근 나노 기술의 발달로 나노크기의 ITO(Indium Tin Oxide) 입자나 탄소나노튜브가 코팅된 형태의 투명 면상 발열체가 개발되어 주목을 받고 있다. 투명 면상 발열체는 발열체의 형태를 거시적으로 확인할 수 없기 때문에 자동차의 전면 유리 히터 및 건축용 기능성 창호 등의 심미적 효과를 요구하는 제품에 사용될 수 있다. 본 연구에서는 PVP(Poly vinyl Pirrolidone)을 이용하여 Ni-Cr Nanofiber 제조를 위한 효율적인 전기 방사 조건을 도출한다. PVP 질량에 따라서 Ethanol과 Methanol, 물을 이용하여 viscosity와 ion conduciviy를 조절하였고, 전기방사 조건으로 bead를 최소화 하는 나노섬유를 얻었다. 이어서 Ni-Cr/PVP 용액은 Metal Precursor wt.% 조절 및 방사조건으로 100~300nm의 직경을 가진 나노 섬유를 얻을 수 있었다. 산화/환원 열처리 후 PVP와 Oxide가 제거된 Ni-Cr nanofiber를 합성하였다. Nanofiber 형상은 FE-SEM으로 측정하였으며, XRD, FT-IR 분석을 통해 제작된 나노 섬유의 구조적 특성을 확인하였다.