• 조명전기설비학회논문지
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• 제24권6호
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• pp.52-59
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• 2010

지속적인 전력수요 증가에 따라 대단위 발전설비가 증설되고 있다. 특히, 국제적인 친환경 기조에 따라 배전계통 내에 신재생 에너지를 기반으로 하는 분산전원이 급속히 확산되고 있다. 또한, 전력공급의 신뢰도 향상 및 계통 운영의 유연성을 위해서 배전계통이 망상 형태로 점점 복잡해지고 있는 실정이다. 이러한 변화는 사고시의 고장전류 크기를 증가시킨다. 따라서, 앞으로 고장전류는 현재 설치된 차단기의 차단 한계용량을 넘어설 것으로 예상된다. 이를 위한 해결책으로 보호설비의 교체나 용량증대 등을 들 수 있다. 하지만, 기술적 경제적인 측면을 고려해 볼 때 초전도한류기가 그 대안이 될 수 있다. 본 논문에서는 초전도한류기의 최적 위치를 선정하는 기법을 제안한다. 최적 위치는 초전도한류기의 복합배전계통 내 설치 위치에 따른 설비별 고장전류의 저감에 기초해 설비별 고장율을 재산정하고 이를 통한 수용가별 신뢰도 향상을 신뢰도 민감도 지수를 이용하여 산정한다. 또한, 수지형 계통 및 망상형 계통에 제안한 초전도한류기의 최적 위치 기법을 적용함으로써 그 타당성을 입증하였다.

• 멤브레인
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• 제30권3호
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• pp.173-180
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• 2020

전 세계 화석 연료 사용이 지속적으로 증가함에 따라 공기 중 이산화탄소(CO₂) 농도가 수 세기에 걸쳐 증가하고 있다. 대기로의 CO₂ 배출을 줄이기 위한 방법으로, 주요 배출원인 발전소와 공장에 적용할 수 있는 이산화탄소 포집 및 저장(carbon capture and sequestration, CCS) 기술이 개발되고 있다. 기후 변화 완화 정책에 따라 negative emission 기술로 언급되는 공기 중 CO₂ 직접 포집 기술(direct air capture, DAC)은 CO₂ 농도가 0.04%로 매우 낮기 때문에 기존의 CCS 기술에 적용된 기술과 달리 흡착제를 이용한 저농도 CO₂ 포집 연구에 집중되어 있다. DAC 분야는 주로 CO₂의 흡착을 이용한 습식 흡착제, 건식 흡착제, 아민 기능화된 소재, 이온교환 수지 등이 연구되었다. 흡착제 기반 기술은 흡착제 재생에 따른 고온 열처리 공정이 필요하기 때문에 추가적인 에너지 소모가 없는 분리막 기반의 공기 중 CO₂ 포집 기술의 잠재력이 크다. 분리막은 특히 실내 공기 CO₂ 저감 환기 시스템 및 실내용 스마트팜(smart farm) 시스템의 연속적인 CO₂ 공급에 사용될 수 있을 것으로 기대된다. CO₂ 처리 기술은 기후 변화를 완화하기 위한 수단으로 개발이 지속되어야 하며 효율적인 공정 설계와 소재 성능 향상을 통해 공기 중 CO₂ 포집의 효율을 높일 수 있을 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제32권9호
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• pp.894-899
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• 2010

슬러지 감량 효율을 높이기 위해 오존전처리와 고 액분리조를 이용한 이상 혐기성 소화 공정 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 오존전처리를 통한 슬러지의 고형물 농도는 평균 TSS $8.3{\pm}2.0%$, VSS $9.2{\pm}2.8%$의 감소율을 나타내었다. 유기물 농도인 TCOD는 평균 $5.1{\pm}2.4%$ 감소하는 반면 SCOD는 평균 $72.0{\pm}6.5%$ 증가하였는데, 이는 오존으로 인해 세포내의 고분자 유기물이 용출되어 가용화되었기 때문이다. 이상 혐기성 소화 공정의 반응조별 소화가 진행됨에 따라 평균 TSS $21.5{\pm}3.4%$, VSS $20.2{\pm}8.4%$, TCOD $32.1{\pm}7.9%$, SCOD $22.1{\pm}7.2%$의 농도가 감소하였다. 최대 메탄생성량은 177.6 mL $CH_4/g$ TSS, 210.8 mL $CH_4/g$ VSS, 127.0 mL $CH_4/g$ TCOD, 1452.0 mL $CH_4/g$ SCOD이었다. 이상 혐기성 소화와 MLE 하수처리 공정의 연계처리 후 고형물 물질수지 결과 TSS 93.8%, VSS 92.0%의 감소율을 보였다. 이상 혐기성 소화 공정은 슬러지 처리 문제 해결과 신 재생에너지인 바이오가스 회수의 가능성을 보여줌으로서 향후 슬러지 감량에 해결책이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• Composites Research
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• 제24권6호
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• pp.56-63
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• 2011

본 연구에서는 화석에너지 고갈과 환경문제로 인해 새로운 신재생에너지로 주목 받고 있는 태양전지를 대표적인 경량재료인 복합재료에 적용하기 위해 적절한 태양전지 접착 방법에 대한 연구를 진행하였다. 사용된 태양전지는 후면전극 태양전지로 에너지변환 실험실 효율이 약 24.2%인 태양전지를 사용하였다. 하지만, 실리콘계열 태양전지는 재료의 특성상 깨지기 쉽기 때문에 일반적으로 사용되고 있는 동시경화 접착법 대신 접착제를 이용한 이차 접착법을 사용하였다. 접착재료는 태양전지의 충진재 및 접착제로 사용되고 있는 EVA film 과 프리프레그의 수지인 Resin film, 그리고 탄성 접착제를 이용하여 실험을 진행 하였으며, 태양전지가 접착된 복합재료 시험편에 기계적 하중을 부가하여 접착제 종류별 태양전지의 성능변화를 측정하였다. 또한, 기계적 하중 하에서 실시간으로 태양전지의 성능을 평가할 수 있는 측정장치를 설계하여 접착재료별 파단 시점과 특성을 비교 평가 하였다. 파단면분석을 통해 태양전지 효율 감소원인을 분석하여 고찰하였다. 실험결과 태양전지의 접착방법에 따라서 태양전지의 효율이 크게 영향을 받는다는 것을 파악하였다. 또한, 탄성접착제를 사용한 접착 방법이 가장 높은 태양전지 효율 성능을 보여주고 있음을 확인하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권2호
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• pp.129-140
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• 2012

본 연구에서는 현실적으로 실현가능한 플라스틱 제품의 재활용률을 산정하기 위하여 PVC프로파일에 대한 물질흐름도를 작성하는 것을 목적으로 연구가 수행되었다. 이를 위해 합성수지 및 제품별 생산 현황 조사, 폐기물 발생 및 재활용 현황 조사, 재활용 실태 현황 조사, 제품별 물질흐름 검토를 거쳐 내구성 플라스틱의 발생부터 폐기까지의 조사를 실시하여 물질흐름도를 작성하였다. 제품별 재활용이 가능한 비율을 산정한 결과, PVC바닥재와 PVC프로파일의 경우 국내에서 사용된 제품의 내수량의 합이 525,448톤이고, 폐기물 배출량은 105,853톤으로 나타났다. 재생제품과 재활용원료의 생산량 합계는 76,004톤으로 제품의 내수량에 대비하면 2009년 의무량 8.5%에 비교하여 연구를 통한 재활용량은 추정량 14.46%로 산출되었다. 향후 각 품목의 연도별 사용량은 해당제품의 생산량이 현재와 크게 차이가 없을 것으로 가정하고 연도별 생산량에 대입한 후 5~20년 뒤의 물질수지도를 작성한 결과, 재활용률은 지속적으로 상승하여 바닥재 및 프로파일은 2013년에 20% 수준의 재활용률에 도달될 것으로 예측되었다.

• 원자력산업
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• 제37권9호
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• pp.58-90
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• 2017

'공포의 값비싼 대가(The High Cost of Fear)'는 공개된 자료 중 동료 평가를 마친 최신의 자료와 간단한 계산 방법을 통해 한국의 탈원전 정책이 가져올 경제적, 환경적 영향을 분석한 보고서이다. 우리는 탈원전 정책이 다음과 같은 영향을 미칠 것으로 예측한다. ${\cdot}$천연가스 구매에만 최소 매년 100억 달러의 비용이 들 것이다. 이는 한국 평균임금인 연소득 29,125달러를 받는 일자리 343,000개에 해당하는 금액이다. ${\cdot}$비용의 대부분은 연료 수입에 사용될 것이며, 한국의 무역 수지가 악화될 것이다. ${\cdot}$한국의 부족한 재생에너지 자원을 고려할 때, 상당한 양의 화석 연료를 추가로 사용하게 될 것이다. ${\cdot}$LNG 발전소가 석탄 발전소를 대체하지 못하고 원자력발전소를 대체하면서 대기 오염으로 인한 조기 사망자 수가 증가할 것이다. ${\cdot}$한국의 전도유망한 원전 수출 산업이 아예 붕괴되거나 큰 타격을 입을 것이다. ${\cdot}$평균적 미국 자동차의 연간 주행거리를 기준으로 150만대에서 270만대의 미국 자동차가 배출하는 배기가스의 양만큼 연간 탄소 배출이 증가할 것이고, 한국은 파리기후협정에서 약속한 탄소 배출 감축 목표를 달성할 수 없게 된다. 본 보고서는 현재 계획된 탈원전 정책의 역사적 사회적 배경을 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. ${\cdot}$'그린피스(Greenpeace)', '지구의 친구들(Friends for the Earth)' 등 막대한 자금 지원을 받는 해외 환경단체들은 탈원전 거짓 정보의 근원이며, 이들은 저렴하고 풍부한 에너지라는 개념을 반대한다. ${\cdot}$후쿠시마 원전 사고와 그 여파의 주된 원인은 일본 원자력산업계의 오만과 원자력에 대한 과장된 집단 공포이다. ${\cdot}$반핵 진영의 논리에는 산업계와 정부에 대한 불신과 원자력, 방사선에 대한 몰이해가 반영되어 있다. ${\cdot}$반핵 진영은 후쿠시마 사고를 2014년 한수원 납품 비리 사태의 심각성을 과장하는 데 사용하고 있다. 2014년의 비리 사태는 한국 원자력 규제기관의 독립성을 증명했으며, 2016년의 경주 지진은 2011년 후쿠시마에서 쓰나미와 노심 용융을 초래한 동일본 대지진의 1/350,000의 크기밖에 되지 않는다. 본 보고서는 한국과 타국가의 반핵 운동이 주는 교훈을 다음과 같이 정리하였다. ${\cdot}$어떠한 국가도 에너지 자원 최빈국인 프랑스나 한국 같은 국가조차도 탈원전 '전쟁'에서 자유롭지 않으며, 이는 전 세계적으로 원자력산업이 쇠퇴하는 원인이다. ${\cdot}$원자력산업계, 정부, IAEA 등은 한국과 세계 여러 국가에서- 문화적, 제도적, 재정적 원인으로 원자력산업의 보호와 확대라는 목표를 달성할 수 없다. ${\cdot}$원자력산업을 구하기 위해서는 새로운 비전과 새로운 제도, 그리고 새로운 리더십이 필요하다. ${\cdot}$원자력의 근원적이고 혁신적인 비전 원자력 인본주의(atomic humanism)에 대한 재조명이 필요하다. ${\cdot}$원자력을 지키고 대중과 소통하기 위해 과학 연구단체, 대학교, 사단법인, NGO 등의 새로운 기관들을 후원해야 한다. ${\cdot}$공포를 조장하는 반원전 세력에 맞서 공포를 극복해야 하고, 대중의 공포를 극복해왔던 다른 기술들의 사례에서 교훈을 얻어야 한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권4호
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• pp.26-49
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• 2018

본 연구는 도시지역을 대상으로 태양복사모델링을 수행하고 검증하여, 도시 내 열스트레스 완화에 대한 적용 가능성을 논의하였다. 이를 위해 연구지역은 항공 LiDAR 자료를 기반으로 실제 건물과 식생의 형태와 높이가 구현되었고, 보행자높이에서의 단파 및 장파복사 플럭스가 모의될 수 있도록 해상도를 향상시켰다. 고층 및 저층 건물이 고밀도로 존재하는 주거지역 $4km^2$에서 SOLWEIG 모델을 이용하여 복사플럭스를 모의하고, 지표에너지수지시스템의 Net radiometer를 이용한 복사플럭스 관측자료로 검증하였다. 그 결과 여름철 맑은 날 가장 높은 정확도를 나타냈고, 같은 날에 대한 평균복사온도를 모의한 결과, 그림자영향이 적은 저층 건물지역과 도로표면에서 가장 높은 수치를 나타냈으며, 고층 건물지역과 식생지역에서는 그림자의 영향으로 상대적으로 낮은 수치를 나타냈다. 본 연구에서 제안된 방법은 보행자높이에서 도시 내 열스트레스 지역 관리를 위한 높은 신뢰도를 보여주었다. 더욱 확장되고 있는 도시재생 및 재개발에 있어서, 새로운 주거환경을 도입하기 위해 도시 기반시설을 계획할 때 자연 및 인공 도시환경 설정과 관련된 많은 기능이 적용될 수 있다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제4권1호
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• pp.71-79
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• 1999

금강에서 외해역으로 전달되는 물질의 수지를 이해하기 위한 연구의 일환으로 금강하구의 영양염의 계절적인 분포를 조사하였다. 1997년에서 1998년간 금강하구의 6개 정점에서 13~24시간동안 연속관측을 통하여 영양염, 부유현탁물질(SPM; Suspended Particulate Matter), 엽록소와 염분을 분석하였으며, 조석자료, 기상자료와 금강 하구언의 담수 방출량 자료도 보조자료로서 사용하였다. 이 연구를 통하여 하구내 영양염의 계절적인 분포의 차이와 이런 현상을 주도하는 요인을 밝히는데 주목적이 있고, 부차적으로 금강하구언 조성 이전과 이후 영양염 분포의 차이를 조사하였다. 금강 배출수내 영양염들의 농도는 계절에 따라 확연히 구별된다. 인산염과 암모니움염은 갈수기에 농도가 높게 나타나는 반면, 풍수기에는 규산염이 높게 나타났고 이때 SPM의 농도도 높게 출현하였다. 그러나 질산염은 연중 일정한 농도를 유지하였다. 이러한 계절적인 차이를 결정하는 주원인은 일차적으로 담수의 유입량이다. 강우에 의한 담수의 희석효과가 이러한 영양염과 SPM의 계절적인 변화를 야기하는 것으로 생각된다. 이러한 과정을 통하여 증가하는 SPM의 농도가 2차적으로 영양염의 분포에 영향을 주는 것으로 생각된다. 조사된 모든 영양염의 주 공급원은 금강에서 유입하는 담수이며 조사된 영양염의 기본적인 분포는 이들이 보존적임을 보인다. 조사를 총괄하여 보면 질산염, 아질산염 그리고 규산염은 계절에 상관없이 거의 보존적인 성격을 나타냈다. 그러나 다른 영양염(인산염, 암모니움염)과 SPM은 계절에 따른 차이가 나타났다. 인산염과 암모니움염은 6월과 10월의 갈수기동안에는 거의 보존적인 성향을 보인 반면, 풍수기와 5월의 조사에서 첨가현상을 보였다. 이러한 첨가현상에 영향을 주는 주 요인은 봄철 대량 번식된 담수성 플랑크톤이 해수와 접촉함에 따라 사멸하고, 이와 동시에 유입된 유기물의 분해와 SPM에 흡착되어잇던 인산염이 용출되는 것으로 생각되며, 저층 플럭스(benthic flux)도 기여하는 것으로 보인다. 하구언 조성 이전과의 비교에서 SPM의 농도가 감소함에 따라 SPM이 하구내 영양염의 재생과정에 미치는 중요성은 현저히 약화되었다. 또한 하구내 영양염의 분포를 결정하는 염분의 분포가 갈수기에는 하구언에서 1~2 km 정도로 근접한 곳에서 염분의 구성이 5~15 psu로 나타나 영양염의 첨가현상등 화학적 변화가 이곳에 집중되고, 풍수기 동안에는 하구 전역에서 이러한 염분분포가 나타난다. 따라서 하구언 조성 이후에 갈수기 동안 하구언에 근접한 일부만이 진정한 하구의 역할을 하고 나머지는 만과 같은 특성을 보이고 있다. 하구언 갑문 폐쇄 이전과 이후의 비교 결과 조석의 차단으로 인한 조류속도의 감소로 인하여 부유현탁물질의 농도가 감소하였으며 영양염류의 농도가 증가하였고, 따라서 식물플랑크톤의 대량번식이 발생할 가능성이 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제10권3호
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• pp.138-147
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• 2007

한강유역의 자연환경과 사회경제활동을 평가하고 유역의 환경 및 한강하구 관리와 관련한 정책시사점을 제시하기 위하여 에머지 평가를 수행하였다. 한강유역의 경제는 2005년에 연간 $5.19{\times}10^{23}\;sej/yr$의 에머지를 사용하였다. 한강유역의 경제는 외부 에머지원에 대한 의존도가 아주 높았으며, 유역 내부의 자연환경이 제공한 에머지는 전체 사용량의 15.6%에 불과해 사회경제활동의 자립도가 낮았다. 화폐로 나타낸 한강유역의 2005년 대외교역수지는 적자를 기록하였지만, 에머지로 나타낸 교역수지는 흑자를 나타냈다. 한편, 한강유역의 인구는 유역의 자연환경이 부양할 수 있는 수용력을 훨씬 초과하고 있는 것으로 나타났는데, 유역의 재생가능에머지가 부양할 수 있는 인구는 2005 년 유역 인구의 1.8%에 불과하였다. 외부의 에머지가 지속적으로 유입하여 선진국 수준으로 발전할 경우를 가정한 경우에도 유역 인구의 14.3%에 지나지 않았다. 한강유역의 사회경제활동이 자연환경에 미치는 영향은 아주 높아 환경부하비율이 54.8에 달했으며, 유역 경제의 지속가능성을 나타내는 에머지지속성지수 또한 0.02로 아주 낮게 나타났다. 종합적으로 한강유역의 사회경제활동은 현재의 상태에서는 지속가능하지 않은 것으로 평가되었다. 한강유역의 낮은 지속가능성은 유역의 자연환경뿐만 아니라 서해로 이어지는 중요한 전이생태계인 한강하구의 보전과 지속 가능한 이용에도 악영향을 끼칠 수밖에 없다. 따라서 한강유역, 특히 수도권에 집중되어 있는 인구와 경제활동을 유역내의 다른 지역이나 유역 바깥의 다른 지역으로 분산시켜 유역 환경과 한강하구에 미치는 압력을 완화시킬 필요가 있다. 또한 한강유역의 수용력을 증가시킬 수 있도록 생태계 생산력을 회복하기 위한 적극적 생태계 복원정책을 추진할 필요가 있다. 이런 점에서 자연하구의 원형을 잘 유지하고 있으며, 생물종다양성과 생산력이 높은 한강하구의 보전과 지속 가능한 이용을 위한 구체적인 조치가 시급히 시행될 필요가 있다.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.329-335
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• 2020

재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.