• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.27-34
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• 2023

본 연구에서는 여러 종류의 식물성 바이오매스 폐기물을 리튬이온전지용 음극활물질로 재활용하고자 하였다. 수거한 바이오매스는 세척 및 분쇄 후 질소 환경(850℃)으로 탄화하였으며, 이를 FE-SEM, EDS, FT-IR을 사용하여 물리·화학적 특성을 비교하였다. 바이오매스 기반의 탄소 전구체로 왕겨, 밤껍질, 녹차 티백, 커피 폐기물을 사용했으며, 전구체의 성분에 따라 형태 및 탄소화 정도의 차이가 발생함을 확인하였다. 바이오매스 폐기물로 제조된 탄소를 음극재로 활용하여 전기화학 성능을 비교한 결과 각각 65.8, 80.2, 90.6, 104.7mAh g^-1의 방전용량을 나타내었으며, 커피 폐기물을 전구체로 제조한 탄소가 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이는 바이오매스의 원소 조성 및 구성성분 차이로 인해 탄화 정도가 달라지기 때문이다. 최종적으로, 환경오염을 유발하는 다양한 식물성 바이오매스를 탄화를 통해 효과적인 에너지 저장매체로 활용할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.464-468
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• 2005

산업활동으로 인해 발생하는 슬래그 등의 폐기물을 적절히 처리하는 방법으로서는 저비용 처리형태와 자연계에서 슬래그 등의 특성을 고려한 Filter 기능을 수행할 수 있도록 수질이 악화된 하천이나 정체수역에 투입시켜 수질을 개선시킬 수 있는 방법의 도입이 필요하다. 현재 POSCO에서 발생하는 슬래그와 폐콘크리트의 화학적 성분은 주로 $CaO,\;SiO_2,\;Al_2O_3,\;Fe_2O_3$ 등으로 이루어져 있으며, 침전유발물질 및 흡착성물질이 공존하고 있다. 다공질 형태의 비표면적을 가지고 있어서 정화용 필터로 이용하기에 좋은 이점을 가지고 있다. 슬래그나 폐콘크리트를 Mattress/Filter 채움재 및 수질정화용 여재로 활용하면 폐기물처리, 자원 재활용 그리고 수질 환경 개선의 세 가지 효과를 동시에 얻을 수 있는 방법이 된다. 본 연구에서는 슬래그와 폐콘크리트를 활용한 정체수역에서 정화시스템의 정화특성을 조사하기 위하여 유입수와 유출수의 pH, 용존산소, 질소, 인 등을 측정하여 비교하였다. 수질개선을 위한 Mattress/Filter 시스템의 기본개념은 하천의 오염된 물이 Mattress/Filter의 공극사이를 통과하면서 채움재에 형성된 생물막이 수질 개선과정에서 나타나는 접촉작용, 생물 흡착작용, 생물산화의 분해작용 등을 촉진시키도록 하였다. Mattress/Filter를 이용한 수중 수질개선시스템에서 채움재로 제철폐기물인 슬래그와 건설폐기물인 폐콘크리트를 사용함으로써 Mattress/Filter의 다공성 및 넓은 표면적이라는 특성에 따른 물리적$\cdot$화학적$\cdot$생물학적 작용이 촉진되고 있음을 확인할 수 있었으며, 그 결과 정체수역에 설치한 Mattress/Filter는 다공질 속에서 쉽게 생물막을 형성시키고 유기물의 흡착을 촉진시켜 오염물질을 정화하는데 필요한 자정작용의 효과 증대와 수질개선을 촉진시킬 수 있는 자연생태적 하천정화시스템임을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.75-85
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• 2017

PURPOSES : The purpose of this study was to determine the optimum mix design of the content of 100 % reclaimed asphalt pavement (RAP) for spray injection application with different binder types. METHODS : Literature review revealed that spray injection method is the one of the efficient and economical methods for repairing a small defective area on an asphalt pavement. The Rapid-Setting Polymer modified asphalt mixtures using two types of rapid setting polymers-asphalt emulsion and a quick setting polymer asphalt emulsion-were subjected to the following tests to determine optimum mix designs and for performance comparison: 1) Marshall stability test, 2) Retained stability test, 3) Wet track abrasion test, and 4) Dynamic stability test. RESULTS and CONCLUSIONS : Type A, B, and C emulsions were tested with different mix designs using RAP aggregates, to compare the performances and determine the optimum mix design. Performance of mixtures with Type A emulsion exceeded that of mixtures with Type B and C emulsion in all aspects. In particular, Type A binder demonstrated the highest performance for WTAT at low temperature. It demonstrated the practicality of using Type A mixture during the cold season. Furthers studies are to be performed to verify the optimum mix design for machine application. Differences in optimum mix designs for machine application and lab application will be corrected through field tests.

• 디지털콘텐츠학회 논문지
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• 제14권1호
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• pp.35-40
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• 2013

연마재와 Coolant를 이용한 슬러리는 그동안 반도체 웨이퍼를 시작으로 태양광 산업의 Wire Saw에서 사용량이 급격히 증가하였다. 이에 본 논문에서는 슬러리를 분리 정제하여, 수세뿐만 아니라 화학적 처리를 통하여 보다 고순도의 실리콘카바이드 분말을 얻어, 마이크로웨이브 건조방식으로 건조하였다. 건조한 슬러리 벌크를 분쇄하고 화학적 처리까지 수행하여 제작한 Powder를 각각 열분석, 입도분석, SEM 촬영, 성분분석, XRF, XRD을 통하여 분석하였다. 본 연구 결과 화학적 처리를 통하여 얻은 Powder의 회수율이 수세 처리를 통하여 얻은 Powder 보다 더 높아지는 것을 알 수 있었다. 태양광 소재 산업에서 발생하는 다량의 슬러리를 통합, 재활용함으로 점차 강화되고 있는 국내외 환경 규제에 적극 대응하고, 관련 소재 산업의 인프라 구축 효과를 기대할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.3-13
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• 2021

니켈은 우수한 인성, 전성과 함께 내식성 향상 효과 때문에 널리 사용된다. 따라서 니켈은 우리 일상 생활에서 없어서는 안 될 금속으로, 스테인리스강, 고강도합금, 전자기기 등 기초부터 첨단 응용 분야까지 널리 사용되고 있다. 최근 니켈은 2차 전지 및 커패시터의 주요 소재로 널리 사용되고 있다. 니켈의 사용량은 계속 증가하여 1970년대 전 세계적으로 연간 80만 톤에서 2010년대에는 약 200만 톤으로 증가했다. 그러나, 니켈은 지각 중 원소 존재도에서 23번째로 대표적인 희소금속이다. 본 연구에서는 니켈 제련기술의 현황과 생산량 및 사용 동향에 대해 조사하였다. 니켈은 광석의 종류에 따라 매우 다양한 제련법으로 추출된다. 이러한 다양한 니켈 제련기술은 니켈 2차 자원으로부터 니켈을 추출하는 새로운 재활용 프로세스의 개발에 필수적일 것이다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권5호
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• pp.59-66
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• 2022

니켈, 코발트 및 구리 전해채취의 반응율속단계 규명을 위해 회전원판전극(rotating disc electrode, RDE)를 사용하여 전해액 온도 및 교반속도에 대한 실험을 수행하였다. 유가금속 별 전해채취 공정에서의 활성화에너지를 구하여 반응율속단계를 규명한 결과 니켈은 혼합율속, 코발트는 화학반응율속, 구리는 물질전달율속으로 판단되었다. 니켈, 코발트 및 구리의 전해액 온도 및 교반속도 변화에 따른 전해채취 공정을 수행하여 전류효율을 비교한 결과 반응율속단계 결과와 일치하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권3호
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• pp.3-15
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• 2022

리튬은 가장 가벼운 금속으로 주기율표상의 첫 번째 금속이다. 리튬은 유기 화합물부터 알루미늄이나 마그네슘의 합금원소는 물론 전자기기나 전기 자동차용 리튬이온 이차전지의 양극재 등 다양한 용도로 사용되고 있다. 따라서 리튬은 우리 일상생활에서 필수적인 금속이다. 전 세계 리튬의 사용량은 2000년도의 약 14,000 톤에서 2020년에는 약 82,200 톤으로 계속 증가하였다. 그러나 리튬은 지각 중 원소 존재도가 32 번째인 대표적인 희소금속이다. 본 연구에서는 생산량 및 용도와 리튬 제련기술에 대해 고찰하였다. 리튬은 자원이 종류에 따라 다양한 제련법으로 추출된다. 이러한 다양한 리튬의 제련기술은 리튬 2차 자원으로부터 리튬을 추출하는 새로운 재활용 프로세스의 개발에 필수적으로 필요하다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제22권3호
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• pp.201-206
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• 2022

에너지 하베스팅(Harvesting)은 1954년 미국 벨 연구소가 태양광을 에너지로 바꾸는 태양전지 연구를 진행하면서 소개된 개념이다. 이러한 에너지 하베스팅 기술은 일상생활 속 버려지거나 미활용 되는 에너지를 모아 전력으로 재활용하는 기술로서 에너지를 효율적으로 활용할 수 있게 하는 친환경 에너지 방안 중 하나로서 다양한 에너지를 적용할 수 있다. 특별히 태양광발전시스템의 경우 맑은 날에 비해 흐린 날씨에 전력생산 Loss가 발생하는 형태로 인버터에서 발생하는 전력 소모를 줄이기 위해, 배터리를 이용하여 발생하는 전기를 저장함으로써 에너지 하베스팅을 적용할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 일출, 일몰, 흐린 날씨 등의 낮은 일조량 구간에서 에너지 하베스팅 기술을 적용하여 인버터 동작 최저전압 이하 및 소멸하는 전력을 회수하여 발전량을 개선하고자 한다. 이에 따라 태양광발전 전력량에 따른 시스템 및 알고리즘 개발과 일몰, 일출, 그 밖에 환경에서 발전되는 저 전력을 이용한 시스템과 알고리즘 개발을 통해 연구내용을 증명하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.401-401
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• 2022

우리나라 대규모 하수처리장에 상용화되어있는 응집공정의 운영상 난점을 극복하고자 대체공정으로 고안된 인 결정여과공정(HCF, Hydroxyapatite Crystallization-Filtration process)의 pilot plant를 구축하고 부산슬러지의 자원화를 위해 그 특성을 검토하였다. 기존의 hydroxyapatite(HAP) 결정화공정 내 탈탄산(decarbonation) 단계를 생략하는 HCF공정의 경우에 고농도의 Ca²⁺ 주입과 처리수내 탄산염으로 인해 HAP을 포함하는 석회계 슬러지가 발생하는데, 이는 산성화된 토양의 개량제(중화제)로 널리 사용될 수 있다. 본 연구를 위해 경기도 I하수처리장 2차침전지 후단에 구축된 처리용량 27.1 - 135.6 m³/day HCF pilot plant의 전처리 조건은 pH 10.0 - 11.0, Ca²⁺ 농도 80 mg/L이었다. 결정여과조는 선속도 1.0 - 5.0 m/hr, 상향류로 운전되며, 여재는 2.0 - 3.0 mm의 석회석 모래를 충전하였다. 역세척은 중앙에 Air lifting pipe를 설치하여 역세척수가 처리수와 분리배출되도록 설계하였고, 침전시켜 역세척 슬러지를 회수하였다. 처리수의 평균 T-P, PO₄-P 및 SS는 각각 0.05, 0.04, 1.1 mg/L으로 모든 항목에서 방류수 수질기준 이하로 안정적으로 유출되었다. 회수된 HCF 슬러지는 SEM-EDX, XRD, FT-IR을 활용하여 그 특성을 분석하였다. SEM-EDX로 분석된 슬러지의 원자분율은 CaCO₃ 또는 HAP으로 추측되었다. 또한, XRD spectrum 분석결과, 슬러지의 주요 구성성분은 calcite, HAP, phosphoric acid(H₃PO₄) 및 brusite로 나타났다. FT-IR 분석결과, 슬러지는 대부분 인산염 및 탄산염의 무기물로 구성되어 있으며, 유입수의 인 농도가 높을수록 슬러지 내 HAP의 함량이 calcite보다 높은 것으로 나타났다. 고농도의 Ca²⁺을 주입하여 탈탄산단계를 생략한 HCF의 부산슬러지는 HAP 이외에도 CaCO₃와 칼슘-인 화합물로 구성되어 있는 것으로 나타났다. 하수 인 고도처리를 위한 HCF공정의 하수처리시설 인 고도처리 적용이 검증되었으며, 부산슬러지를 산성화된 토양의 개량제(중화제) 또는 비료로서의 재활용 및 자원화 가능성이 시사되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제28권5호
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• pp.211-216
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• 2018

폐니켈수소전지에 함유된 희토류들의 회수는 자원 재활용을 위한 중요한 이슈 중의 하나이다. 본 논문에서는 폐니켈수소전지에 함유된 주요 희토류 성분 중의 하나인 란탄의 회수와 산화물로 전환되는 메커니즘 연구를 위하여, 재활용 공정에서 확보되는 희토류 침전물($NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O$, RE = La, Nd, Ce)과 같은 단일 조성의 $NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$ 분말을 합성하였다. 합성된 분말은 $70^{\circ}C$에서 진행된 탄산나트륨과의 이온치환반응을 통해 판상형의 $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 결정상을 나타냈으며, 비교를 위해 상온에서 진행된 치환 반응을 진행하였다. 이후 산화란탄 합성을 위해 TG 분석 결과를 바탕으로, $La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$ 분말을 $300^{\circ}C$, $500^{\circ}C$ 및 $1000^{\circ}C$에서 후열처리를 진행하였으며, 이에 따른 결정구조의 변화를 분석하였다. FESEM 결과 본 연구에서 합성된 각각의 분말들은 각기둥($NaLa(SO_4)_2{\cdot}H_2O$), 판상($La_2(CO_3)_3{\cdot}xH_2O$) 및 특정 형상 없이 불규칙적으로 응집된 형태($La_2O_3$)를 나타내었다.