• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.57 no.5
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• pp.81-88
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• 2015

바이오매스는 유망한 신재생 에너지이다. 바이오매스는 액체 및 기체 연료로 전 환 할 수 있고, 다양한 공정을 통해 열 및 전력을 생산시키는데 사용된다. 바이오매스 가스화 공정은 바이오매스를 일산화탄소, 이산화탄소, 수소 및 메탄으로 이루어진 합성 가스로 전환시키는 기술이다. 바이오매스를 이용한 합성 가스 생산 및 활용은 세계적으로 늘어나는 에너지 필요성을 충족시킬 수 있는 대체에너지이다. 현재, 바이오매스 가스화의 주요 원료는 목질계 우드 칩을 주로 사용하고 있지만, 일반적으로 우드칩의 경우 수분을 다량 함유하고 있기 때문에 가스화 공정을 위해서는 별도의 건조처리를 필요로 한다. 우드칩의 건조에는 많은 에너지가 소요되고, 다량의 우드칩 건조에는 시간과 기상 및 공간적인 환경에 영향을 받는다. 본 연구에서는 미건조 우드칩의 가스화 공정을 위하여 미건조 우드칩에 숯을 각각 10, 30, 50 % 비율로 혼합하여 실험을 수행하였고, 실험결과 생산된 합성가스의 CO 농도 는 숯의 비율에 따라 14.9 ~ 25.6 % 증가되는 경향을 나타내었지만, 반대로 $CO_2$ 및 $CH_4$ 농도는 감소하였다. 이에 따라 합성가스 생산을 위한 미건조 우드칩과 숯의 최적혼합비율은 약 30 %로 판단되며, 발열량은 $1285.7kcal/Nm^3$, Gas yield는 $2.3Nm^3/kg$ 로 나타났다. 이에 적절한 숯의 혼합사용은 미건조 우드칩의 직접적인 가스화에 도움이 될 것으로 사료되며, 바이오매스 건조 공정에 필요한 에너지를 절약할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.1
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• pp.68-71
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• 2003

The performance of the Direct Methanol Fuel Cell (DMFC) using multi-layer electrode, which prepared by various anode catalysts and Nafion membranes, was studied for reducing the amount of the metal catalyst loaded in the MEA system. The amount of the catalyst used in this experiment was $3-4 mg/cm^2$ in cathode and $1-2 mg/cm^2$ in anode, respectively. The best performance was to be $230 mS/cm^2$ of MEA3 at $90^{\circ}C$ and 2 bar in this experiment. However, the overall performance of the DMFC was maintained almost the same compared to the general commercial catalyst systems.

• Clean Technology
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• v.14 no.3
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• pp.160-165
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• 2008

The synthesis of dimethyl carbonate (DMC) with Cu catalysts was investigated in a semi-batch high-pressure reactor. DMC was synthesized via the direct oxidative carbonylation of carbon monoxide with oxygen in methanol. The corrosion rate was evaluated fie the weight change for SUS test pieces which had been added into the reactor. In order to reduce the corrosion rate without significantly losing DMC yield, various additives such as amines, olefins, and other metal salts were used. When 1-methylimidazole was used as an additive, 18.6% of DMC yield could be obtained without corrosion. If the amount of 1-methylimidazole was decreased, a high DMC yield (33.2%) could be obtained with a low corrosion rate (0.5%).

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.1
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• pp.1-6
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• 2020

Hydrogen production from biogas has received consistent attention due to the great potential to solve simultaneously the issues of energy demands and environmental problems. Practically, biomethane produced by purification/upgrading of biogas can be a good alternative to the natural gas which is a main reactant for a steam methane reforming process. Judging from the economic and environmental impacts, however, the steam biogas and dry reforming are considered to be more effective routes for hydrogen production because both processes do not require the carbon dioxide elimination step. Herein, we highlight recent studies of hydrogen production via reforming processes using biogas and effective applications for earlier commercialization.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.544-544
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• 2012

단일벽 탄소나노튜브는(SWNTs) 전기적, 광학적으로 우수한 특성을 갖고 있어 차세대 나노소자로 많은 각광을 받고 있으며, 그 외에도 다양한 응용 가능성을 갖고 있어서 활발한 연구가 진행 되고 있다. 특히, SWNTs의 전기적 물리적 광학적 특성은 튜브의 직경과 뒤틀림도 (chirality)에 직접적으로 좌우 되기 때문에, 이를 제어하기 위해 세계 각국의 많은 연구들이 활발하게 연구를 진행 중에 있다. SWNTs 직경제어의 한 방법으로는, 튜브합성 시 사용하는 촉매입자와 그로부터 성장하는 튜브의 직경은 서로 유사하다는 점에 착안하여, 합성촉매의 크기를 제어하고자 하는 연구가 본 연구그룹을 포함하여 몇몇 그룹에서 연구를 진행 중에 있다. 본 연구에서는 저융점 금속인 금 나노입자를 합성촉매로 선택하였고, 고온 열처리를 통한 금의 증발을 유도하여 나노입자의 크기를 제어하고, 나아가 SWNTs의 직경을 제어하고자 하였다. 우선, 열처리 온도와 처리압력 등을 조절하여 열처리 조건에 따른 금 나노입자의 크기 변화를 체계적으로 살펴보았다. SWNTs는 메탄가스를 이용하여 열화학기상증착법으로 합성하였고, 튜브의 다발화(bundling)를 방지하기 위하여, 수평배향 성장이 가능한 ST-cut 퀄츠를 합성 기판으로 사용하였다. 금 나노입자의 크기 및 합성되는 SWNTs의 직경에 관한 특성 평가는 AFM, Raman, TEM을 이용하였다.

• Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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• v.13 no.2
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• pp.170-177
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• 2005

The fuel-lean premixed flame has been considered one of the most efficient ways to reduce $NO_X$ emission during a combustion process. However, it is difficult to achieve stable fuel-lean premixed flames over the wide range of equivalence ratios: therefore, the application of fuel-lean flames to a practical combustion system is rather limited. In this study, the stability characteristics of fuel-lean flames stabilized by fuel-rich flames are investigated experimentally using a slot burner as a part of the basic research for practical application such as lean burn engines. Spontaneous emission of radical species were examined to understand the stability mechanisms of rich-lean premixed flames. The presence of fuel-rich flames could significantly lower the lean limit of fuel-lean flames. The stability of a fuel-lean flame is enhanced with the increase of fuel flow rate in a fuel-rich flame; how ever, it is not sensitive to the equivalence ratio of fuel-rich flames in the range of 1.2-2.4. The mechanisms of stable rich-lean premixed flames could be understood based on the characteristics of triple flame.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.08a
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• pp.355-355
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• 2011

이론적으로 단일벽 탄소나노튜브(SWNT)는 무산란 전도가 가능하여 실리콘을 대체할 차세대 나노소자의 기본소재로서 많은 각광을 받아왔다. 이러한 SWNT의 전기전자적 특성을 좌우하는 주요인자로는 직경과 비틀림도(chirality)가 있으며, 이를 제어하기 위한 많은 방법들이 제시되어왔다. 특히, SWNT 합성 시 필요한 촉매 나노입자의 크기와 튜브직경과의 연관성이 제기된 후부터, 합성단계에서 촉매 나노입자의 형태(또는 크기)를 제어함으로써 SWNT의 직경을 제어하고자 하는 직접적인 방법들도 주요방법의 한 축으로 이어지고 있다. 한편, SWNT의 합성촉매로는 철, 코발트, 니켈 등의 전이금속이 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 금, 은, 루테늄, 팔라듐, 백금 등의 귀금속에서부터 다양한 금속산화물 나노입자에 이르기까지 그 범위가 확장되었다. 본 연구에서는, 촉매 나노입자의 크기제어를 통하여 SWNT의 직경을 제어할 목적으로, 전이금속에 비해 상대적으로 융점이 낮아 비교적 낮은 온도의 열처리를 통해서도 입자의 크기를 제어할 수 있는 금 나노입자를 선정하여 SWNT의 합성거동을 살펴보았다. 합성은 메탄을 원료가스로 하는 CVD방법을 이용하였고, 합성되는 SWNT의 다발화(bundling) 등을 방지하기 위하여 수평배향 성장을 도모하였으며, 이를 위하여 퀄츠 웨이퍼를 사용하였다. 우선, 콜로이드상인 금 나노입자의 스핀코팅 조건을 최적화하여 퀄츠 위에 단분산(monodispersion) 된 금 나노입자를 얻었으며, 열처리 온도 및 시간의 제어를 통하여, 1~5 nm 범위 내에서 특정 직경을 갖는 금 나노입자를 얻는 것이 가능하게 되었다. 합성 후 금 나노입자의 크기와 합성된 SWNT 직경과의 관계를 면밀히 조사한 결과, 튜브보다 나노입자의 크기가 약간 큰 것을 확인할 수 있었으며, 금 나노입자의 크기에 따라 SWNT의 합성효율이 크게 좌우되는 것을 확인하였다.

• Membrane Journal
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• v.12 no.4
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• pp.247-254
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• 2002

In order to develop the ion exchange membranes which would be used in direct methanol fuel cell (DMFC), the polysulfone polymer was sulfonated using chlorosulfonic acid (CSA) and trimethylchlorosilane(TMCS). It has been characterized in terms of ion conductivities, methanol crossover, swelling degree and ion exchange capacities for the heat untreated and treated membranes at $150^{\circ}C.$ Typically, the methanol permeability and ion conductivity at the mole ratio of 1.4 between polysulfone repeating unit and sulfonating agents showed $2.87{\times}10^{-7}\; cm^2/s$(without heat treatment), $1.52{\times}10^{-7}\; cm^2/s$(with heat treatment) and $1.10{\times}10^{-2}\; S/cm$(without heat treatment), $0.87{\times}10^{-2}\;$ S/cm(with heat treatment), respectively. After the mole ration of 1.4 both values indicated mild increase.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.1
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• pp.18-22
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• 2003

Single cell performance has been investigated and characterized with variables in the fabrication of DMFC anode. The performance was checked as a function of ionomer content which affects ion conductivity in the catalyst layer, and catalyst slurry solvent which determines structure of agglomerates consisting of an ionomer and a catalyst. Anode with total ionomer to catalyst ratio of 0.6 showed the best performance and the lowest polarization resistance. Also, electrochemically effective surface area increased with ionomer content. As solubility of the ionomer decreases with decreasing solvent polarity, the size of agglomerates consisting of a catalyst and an ionomer became larger in the less polar solvent. The anode using DPK $(\varepsilon=12.60)$ as a solvent, which is less polar than generally-used water or alcohol species, showed the maximum performance and the lowest polarization resistance.

• Korean Journal of Agricultural and Forest Meteorology
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• v.23 no.4
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• pp.235-250
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• 2021

The overarching question of this study is how a typical rice cultivation system in Gimje, Korea was keeping up with the triple-win challenge of climate-smart agriculture (CSA). To answer this question, we have employed (1) quantitative data from direct measurement of energy, water, carbon and information flows in and out of a rice cultivation system and (2) appropriate metrics to assess production, efficiency, GHG fluxes, and resilience. The study site was one of the Korean Network of Flux measurement (KoFlux) sites (i.e., GRK) located at Gimje, Korea, managed by National Academy of Agricultural Science, Rural Development Administration. Fluxes of energy, water, carbon dioxide (CO₂) and methane (CH₄) were directly measured using eddy-covariance technique during the growing seasons of 2011, 2012 and 2014. The production indicators include gross primary productivity (GPP), grain yield, light use efficiency (LUE), water use efficiency (WUE), and carbon uptake efficiency (CUE). The GHG mitigation was assessed with indicators such as fluxes of carbon dioxide (F_CO2), methane (F_CH4), and nitrous oxide (F_N2O). Resilience was assessed in terms of self-organization (S), using information-theoretic approach. Overall, the results demonstrated that the rice cultivation system at GRK was climate-smart in 2011 in a relative sense but failed to maintain in the following years. Resilience was high and changed little for three year. However, the apparent competing goals or trade-offs between productivity and GHG mitigation were found within individual years as well as between the years, causing difficulties in achieving the triple-win scenario. The pursuit of CSA requires for stakeholders to prioritize their goals (i.e., governance) and to practice opportune interventions (i.e., management) based on the feedback from real-time assessment of the CSA indicators (i.e., monitoring) - i.e., a purpose-driven visioneering.