• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.18-23
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• 2010

$TiO_2$를 담체로 한 Pt계 촉매를 이용하여 저온($80{\sim}150^{\circ}C$) 영역에서 적용될 수 있는 $H_2$ SCR의 촉매 반응 특성을 조사하였다. 실험은 반응가스 중 수분, 산소, 촉매의 소성온도, $H_2$/NOx 몰비, 공간속도에 대하여 수행하였다. Pt/$TiO_2$를 이용한 $H_2$ SCR 반응에서 수분은 inhibition으로 작용하였으며, 배가스 중 산소 농도가 희박할수록 반응활성이 증가하는 경향을 나타내었다. 하지만 산소가 존재하지 않을 때에는 NOx와 $H_2$가 반응하여 $NH_3$ slip이 발생하였다. 또한 촉매의 상전이 문제에 의하여 $600^{\circ}C$ 이하에서 소성하는 것이 가장 유리하였으며, $H_2$/NOx 몰비가 증가할수록 반응 활성이 증가하였다. 하지만 $H_2$ slip은 몰비가 증가하여도 $H_2$가 $H_2O$로 산화되어 나타나지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.82.1-82.1
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• 2010

수소화된 비정질 실리콘 박막을 이용한 반도체는 현재 태양전지, 트랜지스터, 매트릭스 배열 및 이미지 센서 등의 분야에서 이용되고 있다. 자세히 이야기 하면, 여러 가지의 광전효과 물질에 대한 특성이 있으며, 가시광선영역에 대하여 > $10^5cm^{-1}$이상의 매우 높은 광흡수계수와 낮은 온도를 갖는 증착공정 등이 있다. 박막의 밴드갭은 약 1.6~1.8eV로서 태양전지의 흡수층과 passivation층으로 적절하다. 여러 가지 종류의 태양전지 중 비정질 실리콘 박막/결정질 실리콘 기판의 구조로 이루어진 이종접합 태양전지는 저온에서 공정이 가능한 대표적인 것으로서 HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)구조로 산요사에 의해 제안된 것이다. 이것은 결정질 실리콘 기판과 도핑된 비정질 실리콘 박막사이에 얇은 진성층 비정질실리콘 박막을 삽입함으로서, 캐리어 전송을 좋게하여 실리콘 기판 표면의 passivation효과를 증대시키는 결과를 가지고 온다. 실험실 규모에서는 약 20%이상의 효율을 보이고 있으며, 모듈에서는 19.5%의 높은 효율을 보이고 있어 실리콘 기판을 이용한 고효율 태양전지로서 각광을 받고 있다. 이러한 이종접합 태양전지의 대부분은 단결정 실리콘을 사용하고 있는데, 점차적으로 다결정 실리콘 기판으로 추세가 바뀌고 있어, 여기에 맞는 표면 passivation 공정 및 분석이 필요하다. 본 발표에서는 다결정 실리콘 기판위에 진성층 비정질 실리콘 박막을 유도결합 플라즈마 화학기상 증착법(ICP-CVD)을 이용하여 제조하여 passivation 효과를 분석한다. 일반적으로 ICP는 CCP(coupled charged plasma)에 비해 약 100배 이상 높은 플라즈마 밀도를 가지고 있으며, 이온 충돌같은 표면으로 작용하는 것들이 기존 방식에 비해서 작다라는 장점이 있다. 먼저, 유리기판을 사용하여 ICP-CVD 챔버내에 이송 한 후 플라즈마 파워, 온도 및 가스비(SiH4/H2)에 따른 진성층 비정질 실리콘 박막을 증착 한 후, 밴드갭, 전도도 및 결합구조 등에 대한 결과를 분석한 후, 최적의 값을 가지고 250um의 두께를 갖는 다결정 실리콘을 기판위에 증착을 한다. 두께(1~20nm)에 따라 표면의 passivation이 되는 정도를 QSSPCD(Quasi steady state Photoconductive Decay)법에 의하여 소수캐리어의 이동거리, 재결합율 및 수명 등에 대한 측정 및 분석을 통하여 다결정 실리콘 기판의 passivation effect를 확인한다. 제시된 데이터를 바탕으로 향후 다결정 HIT셀 제조를 통해 태양전지 효율에 대한 특성을 비교하고자 한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.348-361
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• 2015

오늘날 지구온난화를 줄이기 위한 노력으로 온실가스 저감 기술 개발에 대한 노력이 정부차원에서 이루어지고 있으며 그 일환으로 국내에서는 2006년부터 자동차용 경유에 바이오디젤이 혼입되고 있다. 비록 일부 품질 기준상의 개선사항이 남아 있고 대부분의 원료를 수입에 의존하고 있다는 점에서 제한요소가 있음에도 2013년 기준 년간 400kton를 생산하고 있으며 향후 신재생에너지 연료 혼합의무화 제도(RFS)가 시행되면 그 생산양은 더욱 증가할 것으로 예상되는바 원료 다변화를 통한 원료 불균형 해소와 이에 따른 적절한 연구 개발이 필요하다. 본 연구에서는 신규 바이오디젤 원료로 검토되고 있는 라우릭산 메틸에스터($C_{12:0}$ FAME) 중심의 팜핵유(PKO, Palm Kernel Oil)와 코코넛유 유래 바이오디젤을 대상으로 국내 품질기준 중 차량 연소계통과 저온성능에 문제를 일으킬 수 있는 글리세린 함량 분석과 관련하여 기존 시험방법(KS M 2412)의 적용 가능성을 조사하였다. 이를 바탕으로 기존 분석조건에서 발생되는 카프릭산 메틸에스터($C_{10:0}$ FAME)와의 피크겹침, 총글리세린 도출관련 계산평형상수 등에 대한 개선 사항을 도출하고 보다 다양한 원료를 이용한 바이오디젤 내 글리세린 분석 가능한 시험방법 개발 가능성을 검토하였다.

• 공업화학
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• 제19권1호
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• pp.80-85
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• 2008

촉매와 필터가 결합된 촉매필터는 먼지와 가스상 물질을 동시에 제거할 수 있으며 이로 인해 운영비와 설치공간의 감소가 가능한 다기능 반응시스템으로 다양한 환경분야에 적용이 가능하다. 본 연구는 실험실 규모 반응시스템에서 촉매필터를 이용한 먼지와 할로겐 휘발성 유기화합물(halogenated volatile organic compound, 1,2-dichlorobenzene) 제거 연구를 수행하였다. 촉매필터는 저온활성이 우수한 매그린사의 $WO_3-V_2O_5/TiO_2$ 촉매와 $250^{\circ}C$ 이하에서 사용 가능한 P-84를 이용하여 제조하였다. 온도, 면속도, 먼지농도와 같은 다양한 변수조절을 통한 촉매필터의 촉매활성과 먼지제거 효율을 평가하였다. 촉매활성은 온도와 촉매 담지량에 따라 증가하였다. 먼지제거효율은 면속도에 가장 많은 영향을 받는 것으로 나타났다. 시간에 따른 필터의 차압변화 평가 결과 virgin 필터의 경우 탈진간격은 급격한 감소를 보였으며, 잔류압력감소는 거의 변하지 않았다. 촉매필터의 경우 전단에 고착된 나노섬유의 미끄럼 특성에 의하여 차압증가폭이 낮게 나타났다. 촉매필터는 1 m/min, $210^{\circ}C$에서 99.98% 이상의 탈진효율과 90% 이상의 1,2-DCB 제거 효율을 나타냈다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제51권4호
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• pp.281-287
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• 2008

저식염 고추장 제조시 알콜 또는 알콜에 겨자나 키토산을 혼합 첨가한 고추장을 1년간 숙성시켜, $30^{\circ}C$에서 12주간 저장하면서 미생물상과 이화학적 특성 변화를 비교하였다. 고추장의 amylase 활성은 저장 중에 급격히 감소하였고, 저온살균 처리구에서 낮았다. 산성 protease 활성은 저장 중에 증가하였으나 중성 protease는 저장 4주 이후에 서서히 감소하였다. 고추장 중의 효모수는 저장 중에 조금 증가하였으나 세균수는 감소하는 경향이었고, 시험구간의 차이는 없었다. 고추장의 색은 저장 중에 a값은 감소하였으나 L-과 b-값은 저장 4주에 증가한 후에 감소하였고, ${\Delta}E$값의 변화는 4주에 제일 심하였다. 고추장의 수분과 수분활성도는 저장 중에 감소하였으며 수분활성도는 부원료 첨가구들에서 높았다. 고추장의 pH는 저장 중에 저하하였으나, 적정산도는 저장 4주 이후에는 감소하였으며 알콜에 겨자나 키토산을 혼합 첨가한 고추장에서 높았다. 산화환원전위는 저장 4주에 증가하였으나 그 이후에는 감소하였고 부원료 첨가구에서 낮았다. 총당과 환원당은 저장 중에 감소하였으나 부원료 첨가구에서 높았다. 알콜은 저장 중에 증가하나 알콜 첨가구들은 감소하였다. 아미노태 질소와 암모니아태 질소 함량은 저장 중에 감소하였으며 부원료 첨가 고추장에서 아미노태 질소 함량이 낮았다. 따라서 부원료를 첨가한 저식염 고추장을 장기간 숙성시키면 저장 중에 가스 발생이 없어 유통 중에 포장용기의 파열이나 변색이 적고, 환원당과 아미노태 질소의 감소가 적어 품질저하 요인이 상대적으로 적은 것으로 판단되었다.

• 분석과학
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• 제12권1호
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• pp.68-74
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• 1999

도시쓰레기소각로의 전기집진기(Electro Precipitator, EP) 및 선택적촉매반응장치+습식세정탑(Selective Catalytic Reactor+Wet Scrubber, SCR+WS) 전 후단 배출가스 중 배출되고 있는 PCDDs/PCDFs, chlorobenzenes, chlorophenols 및 PCB를 측정 분석하고, 각 방지시설별 PCDDs/PCDFS 및 전구물질 등의 배출량과 배출특성을 조사하였다. 본 연구 결과 전기집진기의 내부에서 염소의 치환정도가 큰 2,3,4,7,8-pentachlorinated dibenzo-p-furan(PeCDF)와 2,3,4,6,7,8-hexachlorinated dibenzo-p-furan(HxCDF) 등과 같은 퓨란류, 2,3,4,6-tetrachlorophenol(TeCP), pentachlorophenol(PeCP)의 염화페놀류, 1,2,4,5-tetrachloro benzene(TeCB), pentachlorobenzene(PeCB), hexachlorobenzene(HxCB)의 염화벤젠류 및 hexachlorinated biphenyl(HxCBP), Heptachlorinated biphenyl(HeCBP), octachlorinated biphenyl(OCBP), nonachlorinated biphenyl(NCBP) 등의 PCB 등과 같은 전구물질들이 전단에 비하여 후단에서 재합성되어 배출되는 것으로 조사되었다. 이는 전기집진기의 운전온도가 약 $300^{\circ}C$ 전후로 PCDDs/PCDFs 및 전구물질들이 합성되는 온도와 일치하기 때문인 것으로 생각되어지며, PCDDs/PCDFs 및 전구물질류 증가억제를 위해 EP의 운전온도를 저온화하는 등의 방법으로 PCDDs/PCDFs 및 전구물질 등의 배출 농도를 저감해야 할 것으로 생각된다. 그러나, SCR+WS의 내부에서는 이들 다이옥신류 및 전구물질의 농도가 감소되어 제거되었음을 알 수 있었으나, 각각의 방지시설 전 후단에서 연구가 수행되어 보다 체계적인 다이옥신 저감방안이 제시되어야 한다고 판단되어진다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.333-336
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• 2013

산업현장에서 배출되는 저온($150{\sim}250^{\circ}C$)의 배기가스에 포함된 질소산화물($NO_x$)을 제거하기 위한 공정으로써 산화 촉매와 암모니아 SCR 공정을 복합시킨 fast SCR 탈질공정에 대한 실험적인 연구가 수행되었다. Fast SCR 탈질공정을 위해서는 산화촉매를 이용 NO를 $NO_2$로 전환하는 것이 요구된다. 산화촉매 부피(Oxidation Catalyst Volume, OCV)에 따른 NO 전환율을 실험적으로 확인하였다. OCV 563000 h, 375000 h, 281000 h 각 경우에 NO 전환율은 37% : 45% : 51%이었다. 온도에 따른 fast SCR 탈질효율은 $NO_2/NO_x$ 비율 45%일 때 가장 높았다. $NO_2/NO_x$ 비율 45%, 온도 $200{\sim}250^{\circ}C$ 및 공간속도 $10000{\sim}30000h^{-1}$에서 standard SCR과 fast SCR 탈질효율을 비교한 결과, standard SCR은 공간속도 에 따라 온도별로 차이를 보였으나 fast SCR은 차이를 보이지 않았다. Fast SCR 반응을 고려한 탈질운전에서 공간속도 $10000h^{-1}$에서의 촉매부피와 비교하여 공간속도 $30000h^{-1}$으로 운전할 경우, NH3 SCR 촉매부피를 50% 이상 줄일 수 있음을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제28권6호
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• pp.607-618
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• 2017

석탄화력발전소를 포함한 다양한 산업설비에서 유해 대기오염물질이 배출되고 있으며, 이러한 오염물질은 인체 건강과 자연 생태계에 영향을 준다. 특히, 질소산화물($NO_x$)와 이산화황($SO_2$)은 인체 건강에 악영향을 주는 미세먼지($PM_{2.5}$) 형성에 원인물질로 알려져 있다. 이러한 $NO_x$와 $SO_2$ 배출을 저감하기 위해서 선택적 촉매 환원(SCR)과 습식 탈황 공정(WFGD)으로 결합된 혼합 시스템이 사용되고 있으나, 높은 설치비용 및 운전비용을 필요로 하며, 유지보수의 문제점, 기술적인 한계점을 가지고 있다. 최근에 이러한 혼합 시스템을 대체하기 위한 $NO_x$, $SO_2$ 동시 저감 기술이 연구되고 있으며, 제안된 기술들은 흡수, 고도 산화(AOPs), 저온 플라즈마(NTP), 전자 빔(EB) 등이 있다. 이러한 기술들은 강한 수용성 산화제 및 산화력을 가진 화학활성종에 의한 $NO_x$, $SO_2$를 $HNO_3$, $H2SO_4$ 형태로의 산화 반응, 기-액 계면에서 $HNO_3$와 $H2SO_4$ 흡수 반응, 화학 첨가제에 의한 중화 반응을 기본으로 하고 있다. 본 논문에서는 각각의 동시 저감공정에 대한 기술적인 특징과 대용량 처리 공정 응용을 위한 향후 전망을 정리하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제8권5호
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• pp.34-43
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• 1999

폐윤활유로부터 활융가능한 연료기체를 생산하기 위해 개발한 전기아크를 이용한 분해자치에서 폐윤활유를 아크 분해할 때의 기체생성물과 잔류물의 특성을 연구하였다. 생성되는 기체는 수소(35~40%)와 아세틸렌(13~20%), 에틸렌(3~4%), 그 외 탄산수소들로 이루어져 있으며, 저온 열분해에서는 주요 생성물인 일산화탄소의 함량은 매우 적었다. 발생기체의 발열량은 11,000~13,000kacl/kg으로 기체 연료로의 활용성이 충분하여 유해기체도 배출기준치 이하였다. 액상 잔류물을 GC/MS로 분석한 결과 폐유의 고분자량 탄화수소물들이 저분자량 탄화수소물과 수소로 분해되었음을 알 수 있었고, 전지아크에 의한 고온 열분해이므로 탈수소반응이 주 반응임을 확인할 수 있었다. 고상 잔류물인 검댕이 평균 입경은 $10.3\mu\;extrm{m}$이며, 탄소 함량은 60%이상이고, 중금속 성분은 0.01ppm 이하였는데 전제과정을 거치 재활용이 가능할 것으로 생각된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권1호
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• pp.55-62
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• 2021

CO2 가스 발생 감소와 연비향상을 위해서 HEV 차량은 ISG 시스템을 채용하고 있다. 이 ISG 시스템은 배터리가 감당해야 하는 전기 부하를 증대시켰고, 시동 횟수도 급격히 늘어나게 하였다. 이를 위해 AGM 연축전지가 개발되어 사용되고 있으나, 종래의 연축전지에 비해서 formation 중 전해액량 조절이 더 높은 수준으로 유지해야 됨에 따라 충전시간이 약 3배 가량 길어지게 되었다. 본 연구에서는 formation pattern의 최적화를 통해서 충전효율을 증대시켜 충전시간을 단축하고자 하였다. formation pattern의 최적화를 위해서, 16개 multi step에 10개 충전 step과 6개의 방전 step을 적용하고, step별 충전 전류를 조절한 4가지 조건(21 hr, 24hr, 27 hr, 30 hr)으로 시험을 진행하였다. 그 결과 24 hr 시험 조건이 PbO2 변환율이 가장 높게 분석되었고, 용량 103.3 %, 저온시동성능 38 sec, 충전수입성 37.36 A로 나타났다. Multi-step과 방전 step을 적용한 충전 프로그램의 결과, 충전 중에 국부적으로 급격히 발생된 분극화를 제거하고 전류의 손실을 최소함으로써 충전효율을 증가시킬 수 있음을 검증하였다. 이렇게 충전효율을 증가시킴으로써 본 연구에서는 충전시간을 기존에 비해서 약 30 % 감소시키는 탁월한 결과를 얻을 수 있었다.