• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.35 no.12
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• pp.1537-1542
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• 2011

This paper presents the power management strategies for a compound hybrid excavator. The compound hybrid excavator has been replaced the hydraulic swing motor to the electric swing motor. This excavator requires a proper control algorithm to regulate the energy flow between the mechanical coupling and the electric devices. The controller should improve fuel economy and maintain the super capacitor voltage within a proper range. A thermostat controller and ECMS controller are designed such that these objectives can be achieved. The thermostat controller regulates the power of the engine-assist motor on the basis of the super capacitor voltage, and the ECMS controller determines it using the real-time fuel minimization strategy based on the concept of equivalent fuel. Simulation results showed that by using the hybrid excavator, the fuel economy becomes about 20% higher than that obtained using the conventional excavator and that the ECMS controller outperforms the thermostat controller.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.31 no.5
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• pp.575-580
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• 2020

In this study, we simulated an amine regeneration process with heat-stable salts removal unit. We derived the optimal operating conditions considering the flow rate of waste, the removal rate of heat-stable salts, and the loss rate of MDEA (methyl diethanolamine). In the amine regeneration process that absorbs and removes acid gas, heat-stable salt impairs the absorption efficiency of process equipment and amine solution. An ion exchange resin method is to remove heat-stable salts through neutralization by using a strong base solution such as NaOH. The acid gas removal process was established using the Radfrac model, and the equilibrium constant of the reaction was calculated using Gibbs free energy. The removed amine solution is separated and flows to the heat-stable salts remover which is modeled by using the Rstoic model with neutralization reaction. Actual operation data and simulation results were compared and verified, and also a case study was conducted by adjusting the inflow mass of removal unit followed by suggesting optimal conditions.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.17 no.1
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• pp.175-180
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• 2016

Waste bumpers from out-of-service vehicles are recycled in the manufacturing process of plastic parts by incorporating pristine materials after removing the coated paint on a bumper. This study examined the chemical properties and mechanical properties of a mixture of recycled bumper and pristine materials as a function of the mixing ratio. When the pristine materials and the recycled bumper pieces were mixed, the stiffness (tensile strength and the flexural modulus) was provided by their composition averages. On the other hand, the toughness (Izod impact strength and the elongation-at-break) was lower than their composition averages (i.e., negative deviation). FTIR analysis showed that these results were due to the absence of the compatibility between the pristine materials and recycled bumper pieces. When the recycled bumper pieces were loaded at more than 30 wt. %, the toughness decreased drastically. A previous study showed that a paint removal efficiency up to 80 wt.% was easily attainable. The other 20 wt.% of paint on the bumper is very difficult to remove. Therefore, this study examined the mechanical properties of a mixture of recycled bumper pieces containing the unremoved paint and recycled bumper pieces without paint. When the recycled bumper pieces containing the unremoved paint were incorporated in only small quantities, the mechanical properties were decreased to a great extent. These results show that the paint removal efficiency is very important in the recycled bumper industry.

• Korean Journal of Food Science and Technology
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• v.46 no.5
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• pp.588-592
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• 2014

Under optimized condition mild pressure in combination with specific temperature for heat treatment transform the 6-gingerol into 6-shogaol. The purpose of this study was to optimize the conditions used for heat treatment under pressure for increasing 6-shogaol content in ginger (Zingiber officinale Roscoe). A central composite experimental design was used to evaluate the effects of application temperature ($70-130^{\circ}C$) and temperature-holding time (95-265 min) on the transformation of 6-shogaol. The experimental values were shown to be in significantly good agreement with the predicted values (adjusted determination coefficient, $R^2{_{Adj}}=0.9857$). 6-Shogaol content increased as the application temperature and temperature-holding time increased. By analyzing the response surface plots, the optimum conditions of heat treatment (temperature and time) for increasing 6-shogaol content were found to be $127^{\circ}C$ and 109 min, respectively. Under these optimal conditions, the predicted 6-shogaol content was 3.98 mg/g dried ginger. The adequacy of the model equation for predicting the optimum response values was effectively verified by the validation data.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.20 no.2
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• pp.443-450
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• 2019

We studied to find the optimal manufacturing conditions of coffee grounds sludge RDF with oil drying method. We expanded the lab scale to pilot scale to compare the efficiency of the oil-drying equipment and The selection of the ratio of coffee grounds and oil, the setting temperature, and the temperature change and water content with time were measured. In order to analyze the characteristics of the research results, characteristics of solid fuels produced(Coffee grounds of oil-dried) by calorimeter, TGA, combustion equipment, and combustion gas measuring instrument were analyzed. As a result, the ratio of oil to coffee grounds was 4: 1, and when the setting temperature was set to $300^{\circ}C$, the water content reached 10wt.% or less within 20 minutes. ln addition, it showed high calorific value of 6,273kcal/kg. However, coffee grounds had a similar composition to wood and showed high luminance and produced a lot of CO in combustion gas. As a result, it is considered to be unsuitable for thermoelectric power plant and camping fuel, but the initial ignition speed is high and the heat generation is high, so it is considered that it can replace the fuels for current use.

• Journal of Climate Change Research
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• v.2 no.2
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• pp.115-131
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• 2011

Out of all the possible actions that can be taken to respond to greenhouse gas reduction, including development of greenhouse gas reduction technology, infrastructure, actions to improve energy saving and efficiency, and offset with carbon emission reductions (CERs), this study shall focus on the investment on CERs. This study will take a look at risks involved with investing in CERs such as UN registration refusal risk and CERs price fluctuation, and will design risk management model which shall be verified. The goal of this paper is to provide optimized CERs investment strategies for different types of investors, such as general trading companies seeking for investment opportunities and financial companies with plans for green products development and investment by preparation for carbon market. It is expected that the global competitiveness of domestic financial companies shall be improved by taking actions on carbon market instead of previous passive response to climate change and that Korea, the number two Carbon Emissions supplier and number one derivatives market in terms of volume, shall be able to lead the worldwide carbon market.

• Journal of the Korea Society for Simulation
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• v.32 no.4
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• pp.77-84
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• 2023

In the agricultural sector, power sources are being developed that use alternative energy sources such as electric tractors and hydrogen tractors, away from internal combustion engine tractors. As parts such as engines and transmissions used in conventional internal combustion engine tractors are replaced with motors and batteries, the center of gravity changes, and thus the risk of rollover should be considered. The purpose of this study is to analyze the overturn angle of the main parts of the electric tractor through dynamic simulation to minimize the overturn accident and to derive the optimal arrangement of parts to improve stability. A total of nine dynamics simulations were conducted by designing three components of the PTO motor, drive motor and the battery pack, and three factors of the arrangement method. As a result of the experiment, it was confirmed that Type3 Level3, in which the drive motor and the PTO motor are located at the front and rear of the tractor, and two battery packs are located in the middle of the tractor, has a high rollover angle. As a result of this study, the stability increased as the center of gravity was placed backward and located below. Future research needs to be done to find the optimal location of parts considering their performance and placement efficiency.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.223.2-223.2
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• 2010

용융탄산염 연료전지(MCFC)는 $650^{\circ}C$에서 작동하는 고온형 연료전지 시스템이다. 이 시스템은 천연가스 등을 개질하여 생산된 수소를 바로 전기로 생산할 수 있는 시스템으로 열효율이 높으며, 현재 대체 발전시스템으로 각광을 받고 있다. MCFC는 개질방식에 따라 내부개질 방식과 외부개질 방식이 있다. 내부개질 방식은 수소를 생산하는 개질기가 스택내부에 장착된 형식으로 천연가스를 스택내부에서 개질하여 바로 전기를 생산하는 방식이다. 이 내부개질반응에 사용되는 촉매로는 알루미나에 담지된 니켈(Ni) 계열촉매이 주로 쓰이고 있다. 또한 내부개질촉매의 형태는 작은 원주형의 촉매형태로 성형되어 사용된다. 이 성형된 촉매의 크기가 바로 내부개질 스택의 크기를 결정하는 중요한 요소이다. 그래서 촉매의 크기는 되도록이면 작게 성형하는 것이 중요하다. 그러나 촉매의 크기가 너무 작으면 촉매를 성형하는데 큰 어려움이 생기게 된다. 본 연구에서는 니켈 촉매를 공침법이 아닌 균일용액침전법을 이용하여 제조하였으며, 이 촉매를 이용하여 지름이 약 2 mm 이하로 촉매를 압출성형하는 방법을 연구하였다. 먼저 요소(urea)를 이용한 균일용액침전법으로 촉매를 제조하였다. 최적의 촉매 합성조건을 살펴보기 위해서, 반응 온도를 80, 85, 90, 95, $100^{\circ}C$로 변화 시키면서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 그리고 촉매의 적절한 니켈 양을 알아보기 위해서 니켈의 양을 30, 40, 50, 60, 70 wt%로 변화 시켰으며, 조촉매로 사용되는 MgO 양을 5, 10, 15, 20 wt%로 변화 시켜서 제조된 촉매의 특성을 살펴보았다. 물성을 비교하기 위해서, X-선 회절분석(XRD) 및 TPR, 물리화학흡착을 하였다. 그 결과 침전반응온도가 $80^{\circ}C$에서 촉매가 가장 좋은 물성을 보였으며, 우수한 개질성능을 보였다. 그리고 촉매 활성물질인 니켈의 함량은 50 wt% 정도가 가장 적절한 함량이었으며, MgO의 함량이 15 wt%일 때 가장 우수한 물성과 개질 성능을 보여주었다. 이 촉매들은 공침법으로 제조된 상용촉매와 비교하였을 때, 보다 우수한 물성과 개질성능 보였다. 그래서 이 촉매를 균일침전법을 이용하여 대량으로 제조한 다음 압출성형 방법을 이용하여 촉매를 원주형으로 제조하였다. 먼저 제조된 촉매는 별도의 분쇄작업(볼밀 혹은 제트밀)을 거치지 않아도 입자사이즈가 약 $4{\mu}m$ 수준이 나오도록 촉매 제조조건을 조절 하였다. 그리고 소량의 Methyl cellulose(MC) 바이더와 물만 사용하여 촉매를 혼합한 다음 스크류 압출기를 이용하여 촉매를 성형하였다. 이 촉매는 지름이 약 2 mm 이하로 제조할 수 있었으며, 기계적 강도는 타정기로 성형한 상용촉매보다 우수하였다. 그리고 촉매 성능 또한 상용촉매와 비교하였을 때, 우수한 성능 보였다. MCFC용 내부개질 촉매로 균일용액침전법을 사용한 촉매가 적합하다고 판단되며, 압출성형에도 적합하다고 판단되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.245-245
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• 2010

우리나라 생활폐기물 중 음식물쓰레기는 가장 많은 부분을 차지하고 있다. 또한, 음식물쓰레기에서 발생되는 음폐수의 발생량은 8,926톤/일에 달하고 있지만, 이 중 극히 일부만이 하수처리장 등에서 병합 처리되고 있고 대부분은 해양 투기되고 있는 실정이다. 이에 본 연구에서는 독일 GBU사로부터 중온/습식/이상 혐기성 소화 기술을 도입하여 HADS Pilot Plant를 설치하였고, 2008년 3월부터 국내 음폐수 및 음식물쓰레기에 적합한 최적의 운전기술을 확보하기 위한 Pilot Test를 실시하였다. 본 실험에 사용된 HADS Pilot Plant는 산발효조($6m^3$), 메탄발효조($50m^3$), 안정화조/가스저장조($40m^3$)그리고 가스 소각기로 구성되어 있다. 그리고 적용 음폐수 및 음식물쓰레기는 경기도 Y군에 위치한 사료화 시설에 반입되는 것을 이용하였는데 음폐수는 평균 TS 13.5%, VS 80%, pH $3.7{\pm}0.2$의 성상을 나타내었다. 이를 이용해 계단식으로 유기물 부하를 증가시키면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하며 중온 상태에서 혐기성 소화를 실시한 결과, $0.8Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수 및 85%의 VS 감량이 가능함을 확인하였다. 그리고 음식물쓰레기는 음폐수와 달리 1차 파쇄/선별기 및 배관상에 설치되는 2차 미세파쇄/선별기를 통한 전처리를 실시하였고, 1차 파쇄/선별 후 평균적으로 TS가 17.4%, VS는 81%, pH는 $3.85{\pm}0.2$의 성상을 나타내는 음식물쓰레기를 2차 미세파쇄/선별기를 거쳐 Pilot Plant의 산발효조에 투입하여 중온상태에서 혐기성 소화를 실시하였다. 음폐수 적용시와 마찬가지로 계단식으로 유기물 부하를 증량하면서 $4kgVS/m^3/d$까지 적용하여 운전하였고, 그 결과 약 $0.9{\sim}1.2Nm^3/kgVS_{rem}/d$의 바이오가스 회수와 85~87%의 VS 감량 효율을 확인하였다. 음폐수와 음식물쓰레기의 혐기성 소화 실험 결과, 제거된 VS량을 기준으로 보았을 때, 음식물쓰레기에서 더 많은 바이오가스 발생하였는데 이는 음식물쓰레기에 존재하는 고형물이 미생물들의 서식 공간으로 활용됨에 따라 혐기성 소화 과정에서 일어나는 혼합 발효 및 공영양 대사가 음폐수 대비 좀 더 수월하게 일어날 수 있게 된 데에 따른 결과라고 생각된다. 당사의 HADS Pilot Plant test에서는 계단식의 순차적인 유기물 부하 증량과 총VFA/총 알카리도 비율을 0.3~0.4 수준이하로 유지하며 운전함에 따라 음폐수와 음식물 모두에서 안정적으로 $4kgVS/m^3/d$까지의 유기물 부하 적용이 가능하였다. 또한, 생산된 바이오가스 내 메탄의 함량은 60~65%를 유지하였으며, 메탄발효조의 pH는 별도의 조절이 없이도 운전기간 동안 평균 7.8~7.9 수준을 유지하였다. 이처럼 pH 3.7~3.8의 음폐수 또는 음식물쓰레기의 투입에도 안정적인 완충능력을 보여준 것은 소화조 내에서 기질로부터 분해되어져 나오는 암모니아와 이산화탄소가 강력한 버퍼 시스템을 구축하고 있음에 따른 결과로 사료된다. 그리고 음폐수와 음식물쓰레기의 경우 모두 85%이상의 높은 VS 제거율을 보여주었는데 이는 당사의 HADS Pilot Plant 소화조의 구조가 내통과 외통으로 구분되어져 있음에 따라 plug flow + CSTR의 특징을 가짐에 따른 결과로 판단된다. 상기한 결과를 바탕으로 향후에는 $5kgVS/m^3/d$ 수준의 유기물 부하 적용운전도 계획하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.78.2-78.2
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• 2010

Cu(In,Ga)Se2 (CIGS)박막태양전지는 간단한구조와 가격경쟁력 및 고효율화 가능성에 대한 기대감에 의해 많은 연구가 수행되어오고 있다. 특히 높은 흡수계수와 적절한 밴드갭, 큰 결정크기와 같은 물질의 특성들이 장점으로 작용하고 있기 때문이다. 또한 CIGS박막태양전지는 다른 태양전지에 비해 광열화가 적다는 장점도 가지고 있다. CIGS 박막은 CuInSe2내의 In 사이트에 Ga을 도핑함으로서 형성이 되는데 그때의 밴드갭은 약 1.4eV이며 이를 형성하기 위해 많은 방법들이 제안되고 있는데, CIGS박막 형성 시 가장 중요시 여겨야 될 인자는 구성원소로부터 최적화된 조성비를 찾는 것이다. 이러한 관점에서 볼때 evaporation법이나 sputtering법같은 진공방식의 공정법이 비진공방식에 비해 최적의 조성비를 찾는 것이 수월할 것으로 생각된다. selenization을 하기전에, 동시증착이나 다층박막형성을 통해 Cu-In-Se의 조합이 일반적으로 이루어진다. 어떤방법이든 Se의 부가적인 공급이 이루어지는데 시작 전구체의 조합에서 그 해법을 제시하는 것에 대한 논의가 많이 부족한 현실로서, CuInSe2의 단일전구체에 의한 박막형성과 특성평가에 대해 구체적인 논의가 필요하다. 본 실험에서는 Cu-In-Se 전구체를 CuInSe2 단일 타겟에서부터 RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 박막증착을 하여 Se의 Rapid Thermal Process(RTA)법을 통해 Se이 순차적으로 공급되었다. 이때 형성되는 박막의 태양전지 흡수층 적용을 위한 광학적, 전기적 및 구조적에 대한 논의된다. Soda lime glass(SLG)와 Corning 1737 유리를 기판으로 하여 아세톤-에탄올을 이용, 초음파세척을 실시하였다. 스퍼터 공정을 하기전에 흡착된 물분자를 제거하기 위하여 약 30분간 $120^{\circ}C$로 열을 가해주었으며, 공정을 위한 총 아르곤 가스의 양은 약 50sccm이며 이때의 공정압력은 20mtorr로 고정하였다. 우선 RF power와 기판온도에 따른 단일전구체 형성을 관찰하기 위하여 각각 30~80W, RT~$400^{\circ}C$로 변화를 주어 박막을 형성한 후 모든 sample에 대하여 $500^{\circ}C$분위기에 effusion cell을 이용하여 Se 분위기에서 결정화를 실시하였다. 샘플의 두께는 Surface profiler로 측정하였고 단면은 전자주사현미경으로 관찰되었다. 동시에 SEM이미지를 통하여 morphology와 grain size 및 EDX를 통하여 조성분석을 하였다. 밴드갭, 투과율 및 흡수계수는 UV-VIS-NIR분광분석법을 통하여 수행되었으며, 전기적 특성분석을 위해 4-point-probe와 Hall effect측정을 수행하였다. 공정변수에 따른 단일타겟으로 얻어 결정화된 CuInSe2박막의 자세한 결과와 논의에 대하여 발표한다.