• 청정기술
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• 제28권4호
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• pp.309-315
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• 2022

폐수 중 질소를 제거하기 위한 전기화학적 방법 중 전극의 소모를 최소화하기 위하여 비용해성 전극인 DSA 전극을 anode(산화전극)로 사용하면서, 최적 cathode(환원전극) 도출 및 운전조건 최적화를 위한 연구를 수행하였다. 다양한 전극을 cathode(환원전극)로 사용하여 실험한 결과, 용액 중 Cl 존재시 질산성 질소(NO₃-N)의 제거율이 가장 높으면서 부산물인 암모니아성 질소(NH₃-N) 농도가 가장 낮게 나타난 Brass(황동)가 최적 전극으로 선정되었다. 전류밀도에 따른 영향을 조사하였을 때, 초기 질산성 질소의 농도가 50 mg L^-1의 조건에서, 최적 전류밀도는 15 mA cm^-2이었고, 그 이상의 전류밀도는 제거율에 큰 영향을 주지 못하였다. 전해물질(Na₂SO₄와 NaCl) 및 반응시간에 따른 질산성 질소(NO₃-N) 제거 및 암모니아성 질소(NH₃-N) 잔류량을 조사하였을 때, 질산성 질소(NO₃-N)의 초기 농도 50 mg L^-1, 전류밀도 15 mA cm^-2의 조건에서 90분 반응 시 Na₂SO₄과 NaCl을 각각 1.0 g L^-1, 0.5 g L^-1 혼합하였을 때, 질산성 질소의 제거율은 약 48%였고 암모니아성 질소는 잔류하지 않았다. 전해물질로 NaCl만 1.5 g L^-1를 사용하였을 때, 질산성 질소(NO₃-N)의 제거율은 약 55%로 가장 높았고, 암모니아 질소도 잔류하지 않았다.

• 한국진공학회지
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• 제16권5호
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• pp.330-337
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• 2007

유전 장벽 방전이 특징인 외부전극 형광램프(External Electrode Fluorescent Lamp, EEFL)에서 유리재의 유전 특성인 유전상수 K와 유전손실 tan ${\delta}$가 램프에 미치는 영향을 조사하기 위하여 4 종류의 유리관을 사용하였다. 종래 일반적으로 사용되는 Borosilicate 유리재는 유전상수 $K=5.6{\sim}5.9$이고 유전 손실 tan ${\delta}=5.0{\times}10^{-3}{\sim}6.0{\times}10^{-3}$이다. Aluminosilicatae는 K=6.6이고 유전손실이 작은 tan ${\delta}=1{\times}10^{-4}$이다. Soda-lime 유리관은 유전상수가 큰 K=7.7이고, 유전 손실이 매우 큰 tan ${\delta}=1.37{\times}10^{-2}$이다. 유전 상수 K가 크면 외부전극 자체의 캐패시터를 크게 하여 방전 효율이 증가한다. 그러나 유전 손실이 크면 외부전극 자체의 전력 소모로 인하여 효율 저하와 핀홀 발생의 원인이 된다. 높은 유전상수 및 낮은 유전손실의 Aluminosilicate 외부전극 형광램프는 종래의 Borosilicate 외부전극 형광램프에 비하여 휘도와 효율이 $12{\sim}20%$ 증가하고, 핀홀에 매우 강하다. 유전상수와 유전손실이 큰 Soda-lime 외부전극 형광램프는 효율이 다소 낮고, 핀홀에도 매우 취약하다. 따라서 외부전극 형광램프는 유전상수 K가 크고 유전손실 tan ${\delta}$가 작은 유리관이 최적이다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제28권4호
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• pp.271-277
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• 1985

소량의 시료로서 미토콘드리아 및 SMP호흡의 속도론적 연구에 이용할 수 있는 적하수은전극 polarograph를 제작하여 그 성능, 실험조건 및 응용성을 검토하였다. 산소의 제 2단계환원이 일어나는 전위 (약 -1.2 vs SCE)는 막에 결합된 환원성물질의 환원전류로 해석되는 상당한 크기의 잔존전류를 일으키기 때문에 부적절한 것으로 판단되었다. 그러나 산소의 제 1단계환원이 일어나는 -0.4V(vs SCE)하에서는 잔존전류가 관찰되지 않았으며 산소농도의 변화는 정량적으로 추적되었다. 호흡기질의 농도를 충분히 크게 유지하는한 호흡에 의한 용존산소 소모는 O차반응의 처리가 가능하였으며, 그속도 상수와 미토콘드리아 호흡활성간에는 비례관계가 성립되었다. 내냉성이 서로 다른 몇가지 식물조직으로부터 분리한 미토콘드리아의 호흡활성에 미치는 온도효과를 조사하고 호흡활성전이온도를 측정하므로서 제작한 장치의 효용성을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2019

암모니아 생산은 이전부터 비료, 식량과 관련되어 많은 연구가 이루어져 왔는데, 최근 신재생 에너지에 대한 관심이 커짐에 따라 암모니아 또한 에너지로서 내연기관이나 연료전지로 활용이 기대되어 더 많은 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 하지만 암모니아를 생성하기 위해서 하버-보쉬법을 사용하는데, 150-300기압과 $350-550^{\circ}C$ 이상의 높은 압력과 온도가 필요하므로 지구 에너지의 1-2%를 사용할 만큼 암모니아 생산에 많은 에너지가 소모되며, 주로 화석연료가 사용된다. 위와 같은 반응에 사용되는 에너지를 줄임으로 이산화탄소 배출량을 줄여 환경문제에도 대응할 수 있기 때문에 반응온도 및 압력을 줄이는 노력이 필요하다. 본 총설에서는 암모니아를 생산하기 위한 방법 중 특히 상온, 상압에서의 전기화학적 질소환원반응 결과들을 소개한다. 실험 결과뿐만 아니라 밀도범함수 계산을 통하여 전기화학적 질소환원반응 메커니즘 연구가 많이 되었으며, 더 많이 전기화학반응에 참여할 수 있도록 하는, 나노 와이어, 다공성 전극과 같은 나노구조화 전극설계에 대한 다양한 연구 결과들 또한 제시한다.

• 공업화학전망
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• 제14권6호
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• pp.21-28
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• 2011

이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권2호
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• pp.120-125
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• 2002

AC powder EL 소자를 절연층의 유전재료와 후면전극의 전기비저항을 변화시켜 스크린 프린팅법으로 제조하였다. 제조된 소자의 광전기적 특성을 평가하기 위하여 인가 전압은 50∼300 $V_{rms}$까지 변화시켜 휘도 및 전류밀도를 측정하였다. 주파수 및 전압공급원은 정현파 발생 장치로서 frequency generator를 이용하였다. 휘도는 luminometer 의해 측정되었으며 전류밀도 측정을 위하여 multimeter를 사용하였다. 또한 유전층에 대한 유전율을 후막 제조 후 impedance analyser(HP 4194 A)를 이용하여 측정하였다. $TiO_2$ 분말을 $BaTiO_3$에 첨가함에 따라 유전율의 향상으로 초저가형 AC powder EL 소자의 유전층에 적용함으로써 거의 비슷한 전류밀도 하에 50 cd/$m^2$ 정도의 향상된 휘도를 얻을 수 있었다. 저전력 소모형 AC powder EL 소자의 유전층에 적용시 상용분말을 이용한 경우보다 용액 연소법에 의해 제조된 $BaTiO_3$ 분말을 이용한 경우가 더욱 향상된 85 cd/$m^2$ 정도의 휘도를 얻을 수 있었다. 또한 후면전극의 전기 비저항을 조절함으로써 AC powder EL 소자의 휘도는 비교적 감소하지만 전류밀도를 낮출 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.202-202
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• 2016

홀 플라즈마 엔진은 인공위성의 궤도유지 및 자세제어 등의 임무수행이나 우주선의 심우주 활용에 있어 필수적인 핵심 우주 부품이다. 홀추력기 연구개발의 최근 큰 관심사는 추력기의 장시간 운전성 확보 및 방전효율 향상이다. 최근 고리형 홀추력기에서 방전 영역 내 플라즈마와 유전체 벽 간의 충돌을 줄임으로써 전극 손상 및 전자온도 손실을 감소시키기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 특히 전자석 코일을 활용해 방전 채널 벽면과 평행한 방향의 자기장을 형성하여 플라즈마와 유전체 벽 간의 상호작용을 감소시키는 연구들이 소개되고 있으며, 이러한 방법을 자기차폐(magnetic shielding)라 한다. 본 연구에서는 자기차폐 개념이 적용된 방전 소모전력 500 W급 고리형 홀추력기의 방전 및 추력 발생 특성을 연구하였다. 자기장구조 제어를 통해 유전체 벽과 플라즈마 간 상호작용을 감소시킨 결과, 500 V 수준의 방전 전압에서도 유전체 벽에서의 이차전자 발생에 의한 방전전류의 급격한 증가없이 안정적인 방전이 가능하였으며, 이러한 방전 형태는 기존의 자기차폐 개념이 적용되지 않은 일반 고리형 홀 추력기에서 구현하기 어려운 방전 상태이다. 추력기의 자기장 구조 최적화 조건에서 제논 가스 방전을 통해 얻은 최대 추력은 $22{\pm}1mN$, 비추력 $2200{\pm}70s$, 양극효율 $51{\pm}2%$로 매우 우수한 성능을 보여 주었다

• Journal of Welding and Joining
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• 제11권3호
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• pp.22-33
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• 1993

Arc sensor is indispensable to arc welding robot systems for compensating the joint misalignment such as mismatch of the workpiece, ill-conditioned positioner and thermal deformation during welding. Furthermore, the amount of these mismatches cannot be preivously expected, and changes from time to time. There are many kinds of seam trackers for correcting the welding path of the robot, where non-contact type sensors arc prevalently used in arc welding robot systems. In this study, an arc sensor was developed for GMA and FCA welding robot system. Since the arc sensor uses the arc characteristics during welding, the operating principle of the arc sensor must be adjusted according to the welding condition. Especially in GMA welding with the $CO_{2}$ shielding gas, the welding arc is not stable because of the short circuit and non-axial globular transfer mode of the molten droplet. In this study, the 2nd order least square curve fitting algorithm was adopted and the applicability of this algorithm was investigated for robot welding systems. For easy usage of the arc sensor, the operating parameters for arc sensor were limited to eight which can be easily determined by the operator.

• 전력전자학회:학술대회논문집
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• 전력전자학회 2009년도 정기총회 및 추계학술대회 논문집
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• pp.179-181
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• 2009

고압 방전 램프는 점등 후부터 정상상태에 이르기까지 방전관 내부의 온도 및 압력이 광범위하게 변화하는 복잡한 동작 특성으로 모델링이 어렵다. 이러한 특성은 램프를 구동하는 안정기의 설계에 어려움이 따른다. 램프의 구동에는 초기 점화 시 높은 점화용 전압 펄스를 필요로 한다. 점화 후에 정상상태에 다다르면 램프 전극의 소모를 줄이기 위해 교류로 구동되어야 한다. 하지만 램프를 교류로 구동하게 되면 음향 공진 현상이 발생할 수 있다. 음향 공진 현상은 램프 구동 전류의 맥동성분이 큰 경우에도 발생을 할 수 있으므로 구동 전류의 맥동 성분의 크기는 최소화 돼야 한다. 램프의 수명시간을 길게 하려면, 안정기는 램프를 정격전력으로 구동하여야 한다. 따라서 안정기에서는 정전력 제어가 필요하게 된다. 램프 전류의 극성이 변화할 때, 램프 전류는 spike전류와 중첩이 된다. 본 논문에서는 spike 전류를 저주파구형파 램프 전류의 포락범위 안에 유지하고, 고주파 스위칭시손실을 줄이기 위해 소프트 스위칭 기법을 이용한 회로 설계를 제안했다. 제안된 방법은 시뮬레이션 및 이론적 수식적 방법으로 검증 했다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2014

2004년에 최초의 2D 물질인 그래핀이 발표된 이후로 그래핀에 대한 관심이 매우 높다. 그래핀은 매우 높은 캐리어 이동도와 높은 광학 투과도, 높은 기계적 강도, 뛰어난 유연성등 다양하고, 뛰어난 물리적, 광학적, 기계적 성질을 갖고 있다. 이러한 뛰어난 성질로 인해 초고속 전자소자, 유연소자, 투명전극, 광학소자등 다양한 분야의 응용이 기대되어, 현재 물리학, 화학, 재료등 여러분야에서 활발히 연구가 진행되고 있다. 이러한 활발한 연구에도 불구하고 그래핀이 가진 기본적인 물리적 특성인 "제로 밴드갭" 특성으로 인해 낮은 소모전력이 요구되는 전자소자와 또한 광학소자로서의 응용에 한계를 보이고 있는 것이 사실이다. 그래핀의 기본적인 물리적 성질인 "제로 밴드갭"에서 탈출해 밴드갭을 증가하기 위해 나노리본, 바이레이어 그래핀등, 다양한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 이를 통한 밴드갭의 증가량은 충분히 크지않아서 그래핀의 전자 및 광학적 응용이 아직까지는 매우 어렵다. 이러한 그래핀의 물질적 한계에 비추어 최근에 그래핀과 달리 충분한 밴드갭이 있어 반도체 특성을 가지는 Transition Metal DichalCogenide (TMDC) 물질에 대한 관심이 매우 높다. TMDC물질은 그래핀과 같이 2차원 물질로서 극히 얇으며, 또한 밴드갭을 가지고 있다. 따라서 실리콘과 같이 전자소자, 광학소자의 응용이 더욱 현실적으로 가능하다. 가장 대표적인 물질은 MoS2, WS2등을 들수 있다. TMDC 물질의 연구에서 가장 기본적으로 선행되어야할 연구분야는 바로 물질 성장에 있으며, 본 연구에서는 가장 대표적인 성장방법인 화학기상증착(CVD), 스퍼터링-물리적기상증착 (PVD)를 이용한 MoS2, WS2등의 TMDC의 성장연구에 대해 논의하고자 한다.