• 한국환경생태학회지
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• 제26권4호
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• pp.593-603
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• 2012

순천시 조계산도립공원(해발고 884m) 선암사골 계곡부 식생의 식물군집구조를 조사분석하여 생태적 천이계열 특성과 보전가치를 밝히고, 도립공원관리를 위한 기초자료를 제공하기 위해 $20m{\times}20m$ 크기의 조사구 20개소(해발고 315~480m)를 설정하였다. TWINSPAN 기법에 의한 군집분류 결과 군집 I(굴참나무군집), 군집 II(졸참나무군집), 군집 III(낙엽활엽수혼효군집), 군집 IV(1981~2010) 월평균기온 자료를 이용하여 온량지수를 분석한 결과 $104^{\circ}C{\cdot}$월로 온대남부기후대의 식생이었다. 생태적 천이계열은 졸참나무군집에서 개서어나무군집으로 발달하고 있는 초기단계로 추정되었으나, 장기 모니터링을 시행해야 군집별 변화양상을 규명할 수 있을 것으로 판단되었고, 관목층에서는 조릿대가 우점하고 있었다. 표본목의 흉고직경은 20~55cm(평균 36cm), 수고 14~35(평균 23m)이었고, 수령 분석 결과, 군집 I은 64년생, 군집 II는 59~64년생, 군집 III은 51~62년생, 군집 IV는 41~68년생이었다. 샤논의 종다양도지수($400m^2$)는 군집 IV(0.8452~1.2312) ${\rightarrow}$ 군집 III(0.8044~1.1404) ${\rightarrow}$ 군집 II(0.8221~0.9971) ${\rightarrow}$ 군집 I(0.8324) 순으로 높았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.96.1-96.1
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• 2010

현재 태양광 시장에 진출한 대부분의 Si계열 태양전지는 복잡한 공정과 원재료 고갈, 높은 가격으로 인해 한계에 직면에 있는 상태이다. 최근 많은 연구소나 학교에서는 기존의 Si계열 태양전지를 대체할 대안으로 염료 감응형 태양전지에 대해서 높은 관심을 보이고 있으며, 그동안의 연구개발로 단위 셀 면적에서는 상용화에 근접한 효율을 확보한 상태이다. 염료 감응형 태양전지의 작동과정을 간단히 단계별로 살펴보면 나노 결정 산화물 반도체 표면에 흡착된 염료분자가 가시광선을 흡수하면 전자는 HOMO에서 LUMO로 천이하고 이 들뜬 상태의 전자는 다시 에너지 준위가 낮은 반도체 산화물의 전도띠로 주입된다. 주입된 전자는 나노 입자간 계면을 통하여 투명 전도성막으로 확산, 전달되고 산화된 염료분자는 전해질 I-에 의해 다시 환원되어 중성 분자가 된다. 그러나 표면상태 전자 중 일부는 산화된 염료와 다시 결합하거나, 전해질의 $I^{3-}$ 이온을 환원시키기도 한다. 이와 같은 과정은 암전류를 증가시키면서 반도체 전극 막의 성능을 저해하는 주원인이 된다. 전자의 재결합은 투명 전극을 통해서도 가능하기 때문에 투명 전극에 얇은 blocking layer를 도포한 후 나노 결정 산화물 반도체 전극을 제작하면 전지 특성을 향상시킬 수 있다. 본 실험에서 우리는 졸-젤 법으로 $TiO_2$ blocking layer 졸을 만들었고 간단하며 저가공정이 가능한 스크린 프린팅 방법으로 blocking layer를 형성하는 실험을 진행하였다. 전도띠 에너지가 높은 반도체 물질로 표면을 처리하면 $TiO_2$-전해질 간 계면에 에너지 장벽이 형성되어 재결합을 줄여 모든 광전특성이 향상 되었다.

• 에너지공학
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• 제22권3호
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• pp.250-261
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• 2013

현대 사회에서 우리는 주로 화석 연료 인프라 위에 구축된 화석 연료 경제 시대에 살고 있다. 그 결과 발생하는 에너지 도전문제(예: 화석 연료의 자원 고갈 문제, 환경 오염 문제, 에너지 안보 문제)로 지속가능 발전은 한계에 부딪히고 있는 실정이다. 이들 도전문제를 극복하기 위해 기존 석유-기반 리파이너리, 즉 석유 정제(ORF) 역할을 대체할 바이오에너지(예: 바이오연료, 전기, 열) 및 바이오케미컬 (예: C5 계열, C6 계열) 동시-생산 시스템으로 바이오매스를 사용한 바이오리파이너리(BRF) 개념이 새롭게 출현하였다. 이는 석유 경제에서 바이오경제로 패러다임 천이(shift)가 진행되고 있음을 가리키는 지표(indicator)가 된다. 이러한 바이오매스-기반 경제는 현재 구축되어 있는 ORF 인프라를 거의 변경 없이 그대로 활용할 수 있는 높은 호환성, 적은 폐기물 발생량, 이산화탄소 중성적 친환경성, 지역 농업/임업 경제 활성화 등과 같은 매력적인 강점들을 갖고 있다. 무엇보다도 석유 자원 빈곤국이 고 석유 수입국이며 ORF 인프라를 이미 구축한 우리나라에서는 에너지 안보 및 지속가능 발전 측면에서 고가치 BRF 시스템의 연구 개발 및 기술 사업화에 국가적 차원에서 아낌없이 투자와 지원을 제공해야 할 필요성이 높아지고 있다. 이 연구에서는 바이오에너지/바이오케미컬 동시-생산용 시스템으로 활용될 BRF 기술의 국내외 동향을 소개하고자 한다.

• 한국환경생태학회지
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• 제6권1호
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• pp.25-43
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• 1992

한라산 어리목, 영실, 돈내코지역 삼림의 식물군집구조분석을 위하여 71개소에 조사구(1개 조사구당 500$m^2$ 면적)를 설정하고 식생조사를 실시하여 얻은 자료에 대하여 TWINSPAN에 의한 classification 및 ordination의 한 종류인 DCA기법을 적용하여 분석하였다. 현존식생의 비율은 개서어나무 및 서어나무군집이 전체면적의 53.7%, 물창나무-졸참나무군집 25.8%, 소나무군집 8.3%, 구상난무군집 4.5%이고, 이상의 군집들이 전체의 92.2%이었다. 녹지자연도 등급 1~7까지는 존재하지 않았고, 등급 8이 전체면적의 64.5%, 극상림인 등급 9가 28.6%. 등급 10이 6.9%이었다. TWINSPAN과 DCA기법에 의해 7개의 군집으로 분리되었으며 나뉘어진 군집은 개서어나무군집, 개서어나무-졸참나무군집, 소나무-개서어나무군집, 소나무-서어나무군집, 서어나무군집, 서어나무-굴거리나무-사스레피나무군집, 소나무군집이었다. 종에 대한 두 기법분석에 의해 추정된 천이계열은 어리목과 영실지역에서는 소나무, 팥배나무$\longrightarrow$졸참나무, 솔비나무$\longrightarrow$개서어나무로, 돈내코지역은 소나무$\longrightarrow$서어나무로 천이가 진행될 것으로 추정된다. 환경인자인 토양양료와 DCA의 score에는 상관성이 인정되지 않았다.

• 환경생물
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• 제25권1호
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• pp.16-26
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• 2007

본 연구는 한강하류역에서 인공기질을 이용하여 부착돌말류의 계절적 천이를 규명하고, 환경요인과 부착돌말류의 관련성을 통계학적으로 규명하기 위하여, 2004년 2월부터 2005년 2월까지 1년간 매 격주간격으로 2개 정점에서 환경요인과 부착돌말류를 조사하였다. 조사 결과 수온은 전형적인 온대지방의 기후를 나타냈고, pH는 갈수기인 겨울철에 상대적으로 높게 나타났다. 전기전도도, 질소, 인 등은 정점 간 차이를 보여 정점 2에서 높은 값을 나타냈으며, 규산염은 계절 및 정점 간 차이가 거의 없었으며, BOD와 COD는 수질 3등급에 속하였다. 환경요인과 생물학적요인 및 우점종의 변화에 대한 조사 정점간의 차이를 변량 분석 (ANOVA)한 결과 환경요인에서는 정점 2에서 수질이 더 악화되었으나, 생물학적 요인에서는 전체 현존량의 변동별 구분은 나타나지 않았다. 돌말류는 60종류 2목 3아목 8과 17속 51종 7변종 2품종이 출현하였으며, 계절별로는 봄철에 19종류, 여름철에 20종류, 가을철에 22종류, 겨울철에 22종류로 변화폭이 크지 않았고, 정점 2보다 정점 1에서 다양하였다. 부착돌말류의 평균 현존량은 $2.3{\times}10^5\;cells\;cm^{-2}$로 $2{\sim}3$개월 간격으로 계절별 변화를 보였으며, 정점 1에서 더 높았다. Chlorophyll a의 농도는 $3.0{\sim}132.6\;mg\;m^{-2}$로 변화의 폭이 매우 컸으며, 부착돌말류의 착생초기인 봄철에 가장 높은 농도를 보였다. 우점종에 의한 부착돌말류는 정점 1에서 봄철에는 Me1osira varians(초봄) 및 Nitzschia palea(봄철), 여름에는 Fragilaria capucina, 가을철에는 Aulacoseira granulata var. angustissima(가을철), 겨울철에는 Melosira varians(겨울철) 및 Cymbella minuta(늦겨울)까지의 천이를 보였으며, 정점 2에서 봄철에 Aulacoseira granulata 및 Nitzschia palea에서 여름에 Fragilaria capucina, 겨울철에 다시 Nitzschia palea(겨울철)로 천이 계열을 형성하였다. CCA분석에서 환경요인에 따라 봄철, 가을철, 겨울철로 구분되었다. 이는 부착돌말류의 천이와 유사한 양상이었으며, 돌말류의 종 조성 분포가 정점간의 차이가 아닌 계절에 따라 변하였다. 또한 호오염성군에 속하는 Nitrschia palea는 주로 질소원과 부유물질 등과 상관성을 가지며, 호청수성군에 속하는 Fragilaria capucina와 Cymbella minuta는 DO, pH 등과 상관성을, 광적응성군에 속하는 종들은 모든 환경요인들과 상관성을 보였다. 따라서 한강 하류의 부착돌말류는 상대적으로 양호한 수질을 가지고 있는 정점 1에서 다양한 생물상을, 탄천의 영향을 받는 정점 2는 상대적으로 수질이 악화되어 호오염성 종들이 높은 분포를 나타내고 있었다. 또한 부착돌말류 중 Cymbella minuta는 다른 부착돌말류에 비해 강한 오염지표성을 나타내고 있었다.

• 한국환경생태학회지
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• 제36권6호
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• pp.651-661
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• 2022

식물사회를 이해하기 위한 새로운 방법으로 식물사회와 사회 연결망 분석을 결합한 식물사회네트워크 분석이 시도되고 있다. 본 연구는 부산 태종대를 대상으로 식물사회네트워크 분석을 활용하여 종간 관계를 살펴보고 이를 관리에 활용하기 위한 기초자료 구축의 목적으로 수행하였다. 우리나라 난온대림에 위치한 태종대는 부산광역시의 대표적인 해안림으로 곰솔-사스레피나무군락이 폭넓게 분포하고 있다. 태종대를 대상으로 100m² 크기의 방형구 100개소를 설치하여 출현수종을 조사하였고, 주요 종을 중심으로 종간결합 분석을 실시하였다. 그 결과를 바탕으로 Gephi 0.9.2를 활용하여 소시오그램을 작성하였으며, 네트워크 중심성 및 구조를 분석하였다. 연구결과, 곰솔, 사스레피나무, 졸참나무, 팥배나무, 광나무, 때죽나무 순으로 출현빈도가 높았으며, 대상지의 환경적 특성상 상록활엽수가 다수 출현하였다. 태종대 식물 사회네트워크는 노드수가 50개, 연결정도가 172개의 소규모 네트워크로 구축되었으며, 모듈화를 통해 4개그룹으로 나누어졌다. 구축된 소시오그램을 통해 천이계열을 살펴보면, 현재 곰솔, 사스레피나무가 포함된 그룹은 벚나무, 개옻나무를 매개자로 하여 졸참나무, 개서어나무가 우점하는 낙엽활엽수군락으로, 후박나무를 매개자로 하여 후박나무, 참식나무가 우점하는 상록활엽수군락으로 천이될 가능성이 높았고, 일부지역에서는 생강나무, 팽나무를 매개자로 하여 팽나무, 굴참나무, 느티나무가 우점하는 낙엽활엽수군락으로 천이가 예상된다.

• 한국산림과학회지
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• 제76권3호
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• pp.206-217
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• 1987

서울의 남산자연공원(南山自然公園)의 식물군집구조(植物群集構造)를 분석하기 위하여 30개의 조사구(調査區)를 선정, 각 조사구에 $10{\times}10m$의 방형구(方形區) 5개씩을 설치 조사하였고, 또한 1978년과 1986년의 8년간의 식생군집변천(植生群集變遷)을 조사하기 위하여 17개 지점에 $5{\times}50m$의 "트란섹트"를 설치, 조사하였다. 남산(南山)의 현존식생(現存植生)의 비율은 아까시나무군집(群集) 29.39%, 신갈나무군집(群集) 21.25%, 소나무군집(群集) 17.58%이었다. 신갈나무림은 북사면(北斜面), 아까시나무림은 도로(道路) 등 시가지(市街地)와의 경계부(境界部), 소나무림은 동(東) 남사면(南斜面)에 주로 분포(分布)하였다. 녹지자연도(綠地自然度) 8, 7, 6의 비율은 각각 43.2, 7.8, 30.8%이었다. 남산삼림(南山森林)에서 소나무개체군(個體群)은 신갈나무, 팥배나무, 아까시나무, 산벚나무 등의 활엽수와의 경쟁에서 도태 되어 가고 있으며, 천이계열분석(遷移系列分析)에서도 소나무림은 신갈나무림으로 천이(遷移)가 진행되고 있었다. 지난 8년간의 식생구조(植生構造)의 변화(變化)는 종다양도(種多樣度)와 균재도(均在度)는 증가하였고, 우점도(優占度)는 감소(減少)하여, 하층(下層)의 종구성(種構成)이 다양(多樣)하여졌다. Raunkiaer 빈도계급(頻度階級)에서는 1986년이 1978년보다 A, E 급(級)이 증가하고, B 급(級)이 감소하여 남산(南山)의 식생(植生)은 동질화(同質化)되어 가고 있었다.

• 생명과학회지
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• 제25권6호
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• pp.646-655
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• 2015

벽방산의 산림식생에 대한 식물사회학적 연구를 수행하였다. 연구결과 벽방산은 3개 상관형의 9개 단위식생이 분포하고 있는 것으로 확인되었다. 연구지역 단위식생은 상록침엽수림의 해송-사스레피나무군락, 소나무-자금우군락, 하록활엽수림의 졸참나무-홀아비꽃대군락, 신갈나무-우산나물군락, 상수리나무군락, 소사나무군락, 굴참나무-쇠물푸레나무군락, 비목-물참대군락, 인공조림식생의 사방오리나무식재림 등으로 구분되었다. 벽방산은 지역 최고봉임에도 불구하고 산지 전역이 숲 가꾸기사업, 등산객, 조림 및 육림 등에 의해 직/간접적으로 인위적 간섭을 받고 있는 것으로 확인되었다. 연구지역 내 식생형 가운데 상대적으로 자연성이 높은 단위식생은 산지대 사면 중부에서 출현하는 졸참나무-홀아비꽃대군락, 전석지에서 확인된 비목-물참대군락 등이며, 산지능선부의 암석노출지를 중심으로 위극상의 천이계열에 해당하는 특산식물군락인 소사나무군락이 분포하고 있었다. CCA분석 결과, 각 단위식생의 발달은 해발고도, 인간간섭, 낙엽부식층, 암석노출율, 경사도 등에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 단위식생의 종조성에 대한 집괴분석 결과로부터 벽방산 산림식생은 인위식생, 이차식생, 근자연식생으로 구분되며, 식생의 발달정도, 토지적 특성, 인위적 식재 및 관리 유무 등에 의해 삼림이 구성되고 있는 것으로 확인되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권9호
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• pp.696-702
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• 2004

찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 원소의 4f 전자 궤도를 구성하는 여기 상태 에너지 준위의 수명은 기지 재료의 단거리 구조 변화뿐만 아니라 중거리 구조 변화에도 매우 민감하다 Pr$^{3+}$ 이온을 첨가한 다양한 조성의 Ge-Sb-Se 계열 찰코지나이드 샘플을 대상으로 Pr$^{3+}$ ($^3$F$_3$, $^3$F$_4$)\$\longrightarrow$$^3$H$_4$천이로부터 발생하는 1.6$\mu\textrm{m}$ 형광의 수명을 측정한 결과, 해당 형광 수명은 mean coordination number가 -2.67이 되는 조성에서 최대 값을 나타내었다. 이는 유리의 구조가 2차원 구조에서 3차원 구조로 전환됨에 따라 희토류 이온의 분포도가 변화하기 때문이며 소위 topological structure 모델과 chemically ordered network모델로써 공유 결합성이 강한 찰코지나이드 유리에 첨가된 희토류 이온의 발광 특성에 대한 해석이 가능하였다. 이러한 결과는 희토류 원소의 분포 및 형광 수명을 단지 찰코지나이드 재료의 성분비만으로 예측할 수 있다는 새로운 관점이 타당함을 의미한다