• 한국가스학회지
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• 제18권2호
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• pp.28-34
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• 2014

일반적인 천연가스 정압기지에서는 압력제어밸브를 이용하여 고압으로 수송되는 천연가스를 감압하여 내보낸다. 이 과정에서 버려지는 폐압에너지는 터보팽창기를 도입하여 추가적인 전력생산이 가능하나 터보팽창기를 통과하는 유체에서는 감압에 의한 Joule Thompson 효과에 의하여 온도가 급격히 떨어져 파이프라인 외부에 동결을 일으키거나 파이프라인 내부에 메탄하이드레이트와 같은 고체 물질이 형성될 위험이 있다. 현재 터보팽창기를 채용한 천연가스 정압기지에서는 냉열발생에 따른 부작용을 방지하기 위하여 터보팽창기의 전단에 보일러를 설치하여 팽창 전 천연가스를 예열하고 있다. 용융탄산염연료전지와 같은 고온 연료전지는 천연가스를 연료로 사용할 수 있고 친환경적인 고온 배출가스를 방출하며 동시에 추가적인 전력을 생산하여 시스템의 효율을 높일 수 있다. 이 논문에서는 천연가스 정압기지에 용융탄산염연료전지와 터보팽창기를 설치하여 얻을 수 있는 열역학적 이득에 대해서 연구하였다. 연료전지를 기저부하로 사용함에 따라서 얻을 수 있는 이익에 대하여 분석하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제33권3호
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• pp.909-916
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• 2013

저온에서 소성된 산화마그네슘 분말을 치환한 MgO 콘크리트는 장기적인 팽창성을 가진다. 또한 MgO의 수화반응이 느린 속도로 장기재령까지 일어나기 때문에 매스콘크리트의 온도수축을 효과적으로 보상할 수 있다. 따라서 저온 소성한 MgO는 매스콘크리트 구조물인 댐에 주로 적용되었다. 최근 수화열 저감을 위해 매스콘크리트에 많이 사용되는 플라이애시를 사용한 MgO 콘크리트의 팽창특성에 대한 연구가 진행되어 왔지만 이러한 콘크리트의 내구성에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이 연구에서는 플라이애시 콘크리트에 저온 소성한 MgO 분말을 치환하여 MgO 분말 치환에 따른 장기재령에서의 내구특성을 확인하였다. 재령 360일까지 20, $50^{\circ}C$에서 수중 양생을 실시한 후 탄산화, 동결융해 및 염화물 확산, 황산염 침투 저항성을 평가하였다. 실험결과, MgO 분말을 치환한 시편에서 탄산화 저항성 및 염해 저항성, 황산염 침투 저항성이 다소 향상되는 것을 확인하였다. 반면 동결융해 저항성은 MgO 분말 치환에 거의 영향을 받지 않았다.

• 한국재료학회지
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• 제7권1호
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• pp.76-80
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• 1997

용융탄산염 연료전지 분리판의 wet-seal부의 내식성 향상을 위한 NiAl 피복공정이 조사되었다. AlSl 316 스테인레스강위에 Ni과 Al를 순차적으로 피복한 후, $800^{\circ}C$에서 3시간 열처리하여 NiAl상이 형성됨을 확인할 수 있었다. NiAl상이 피복된 스테인레스강은 $650^{\circ}C$, 용융탄산염($62^{m}/_{o}Li_2CO_3-38^{m}/_{o}/K_{2}CO_{3}$)내에서 침지시험을 통해 내식성이 평가되었는데, AISI 316 스테인레스강에 비해 우수한 내식성을 보였다. 이는 표면에 치밀하게 형성된 AI 산화물층에 의한 것으로 판단되었다.

• 플랜트 저널
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• 제15권2호
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• pp.42-45
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• 2019

용융탄산염 연료전지는 폐열의 온도가 높아 하부 사이클을 구성하여 효율을 높일 수 있다. 이러한 목적으로 연료를 재순환하는 용융탄산염 연료전지에 하부 사이클로 증기 터빈 사이클을 적용한 선행 연구가 있었다. 본 연구는 하부 사이클을 증기 터빈 사이클에서 초임계 이산화탄소 사이클로 대체하는 것을 고려하였다. 그리고 출력을 비교하여 하부 사이클을 대체하는 것에 대한 검토를 하였다. 그 결과 현재 개발 단계의 초임계 이산화탄소 사이클의 출력은 증기 터빈 사이클보다 낮지만, 이론적으로 증기 터빈 사이클보다 출력이 더 커질 수 있음을 확인하였다. 만약 초임계 이산화탄소 사이클이 터빈의 등엔트로피 효율을 89%, 압축기의 등엔트로피 효율을 83%, 복열기의 유용도를 0.9의 수준으로 향상 시킨다면 증기 터빈 사이클과 동등한 출력을 낼 수 있다.

• 한국건축시공학회지
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• 제22권5호
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• pp.425-430
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• 2022

초고층 건축물용 매트기초에 사용되는 콘크리트는 시공성 및 품질확보를 위하여 일체타설로 진행되는 경우가 많다. 하지만 일체타설의 경우 수화반응 과정에서 온도균열이 발행할 우려가 높으며 혼화재 치환을 통해 고성능 고내구성 콘크리트 최적배합을 도출할 필요가 있다. 본 연구에서는 저자의 기존연구에서 도출한 최적 고성능 저발열 콘크리트 배합으로 제작된 시험체를 대상으로 염해 및 탄산화, 내황산염에 대한 실험을 실시하고 염소이온 확산계수와 탄산화계수, 황산염에 대한 시멘트 매트릭스의 저항을 정량적으로 평가하였다. 혼화재의 혼입에 의한 잠재수경성 및 포졸란 반응에 의한 높은 저항성을 확인할 수 있었다.

• Elastomers and Composites
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• 제35권3호
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• pp.180-187
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• 2000

석면대체용으로 육티탄산칼륨($K_2Ti_6O_{13}$)을 합성하고, 이를 사용하여 새로운 형태의 비석면계 자동차용 마찰재를 개발하고자, 마찰재 매트릭스의 조성 및 물성 최적화와 육티탄산칼륨이 고무복합체에 어떠한 특성을 부여하는지에 대해 조사하였다. 원하는 침상형태의 육티탄산칼륨은 KCI 염을 단독으로 하고 $K_2CO_3$를 과량으로 첨가하여 합성하였을 때 안정하게 얻을 수 있었다. 또한, 적절한 마찰재로서의 성능을 얻기 위해서는 육티탄산칼륨은 실란커플링제로 표면 처리하여 매트릭스 고무와의 계면접착력을 향상시키고, 10 phr의 에폭시 수지를 첨가하여야 함을 알 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제17권1호
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• pp.11-21
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• 2004

자발적 침전법에 의하여 다양한 과포화 용액에서 탄산염광물을 합성하였다. 합성용액의 온도는 $25^{\circ}C$에서 유지 시켰고 pH범위는 6.9에서 8.8 이였다. 용액의 과포화도 조절 시 2가지 변수를 두어 농도를 변화 시켰다. (1) total carbonate의 농도와 total calcium의 농도비가 다음 세 가지 조건을 만족시키도록 변화시켰다: [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$ >1. [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$=1, and [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$<1. (2) 앞서 언급한 조건에 total calcium의 농도를 0.02 mol/d $m^3$, 0.2 mol/d $m^3$, 그리고 0.4 mo1/d $m^3$이 되도록 변화 시켰다. [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$$\geq$ 1의 조건 하에서 형성된 미립의 탄산염 광물은 대부분 거의 순수한 방해석으로 바테라이트가 1% 이하로 존재하였으며 이와는 달리 [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$ < 1 조건하에서는 거의 순수한 바테라이트가 합성되었다. 본 연구 결과 탄산염광물의 상은 합성 용액상의 [C $O_3$]$_{Τ}$ 농도보다는 [C $O_3$]$_{Τ}$의 농도에 의하여 좌우되는 것으로 나타났다. 또한 바테라이트의 합성 결과는 [C $O_3$]$_{Τ}$/[Ca]$_{Τ}$의 비가 0.8 에서 0.5로 낮아짐에 따라 roughness가 증가하고 결과적으로 광물표면적이 5.64∼7.34 $\mu\textrm{m}$에서 8.39∼10.3 $\mu\textrm{m}$로 증가한다.

• 광물과 암석
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• 제35권2호
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• pp.111-123
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• 2022

본 연구는 자연계에서 가장 흔하게 관찰되는 두 그린 러스트(green rust) 광물인 carbonate green rust (CGR)과 sulfate green rust (SGR)을 공침법(co-precipitation)을 통해 각각 합성하고, 이들의 형성 메커니즘 및 이화학적 특성들을 체계적으로 규명하였다. X-선 회절(XRD) 분석 및 리트벨트 정련 수행 결과, 본 합성 조건에서 이차광물상 없이 이중층수산화물로서 CGR과 SGR이 합성됨을 확인하였다. 또한, 각각의 구조 파라미터는 CGR의 경우 a(=b)축 = 3.17 Å, c축 = 22.52 Å이고, SGR의 경우 a(=b)축 = 5.50 Å, c축 = 10.97 Å이며, 이들의 미결정 크기는 각각 (003)면 기준 57.8 nm와 (001)면 기준 40.1 nm로 밝혀졌다. 주사전자현미경/에너지 분산형 분광분석(SEM/EDS) 결과, CGR과 SGR은 모두 육각 판상의 전형적인 이중층수산화물 결정 형상을 보이지만 탄소(C)와 황(S)의 함량은 서로 다르게 나타났다. 퓨리에 변환 적외선(FT-IR) 분광 분석결과, 탄산염(CO₃^2-)와 황산염(SO₄^2-) 이온들이 각각 CGR과 SGR의 층간 음이온으로 밝혀졌고, 이는 XRD를 활용한 광물상 동정 결과와 잘 일치한다. 철 용액으로의 수산화이온(OH^-) 주입 시간에 따른 혼합 용액의 pH와 Eh, 그리고 잔류 철 농도의 비율(Fe(II):Fe(III)) 측정 결과, 시간에 따른 차이는 있지만 두 green rusts 모두 1단계 전구체 형성, 2단계 중간 생성물로의 상변환, 그리고 3단계 green rust로의 상변환과 에이징에 의한 결정성장으로 이어지는 결정 형성 메커니즘을 보이는 것으로 판단된다. 본 연구는 공침법을 통해 CGR과 SGR을 안정적으로 합성하고 이들의 형성 메커니즘과 이화학적 특성을 규명함으로써, green rust를 활용한 응용 연구 및 산업 활용에 원천 기초자료를 제공할 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제2권3호
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• pp.17-35
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• 2001

본 연구에서는 자연점토에 납, 구리, 아연, 카드뮴의 단일 흡착 시 온도변화에 따른 흙의 구성성분별 흡착거동을 살펴보기 위해 혼합 흡착-연속추출법(combined adsorption-sequential extraction analysis, CASA)을 사용하였다. 실험결과 납과 구리의 경우 약 50%이상의 분배가 탄산염 형태로 나타났고, 카드뮴의 경우 약 80%이상의 분배가 이온교환 형태로 나타났다. 아연의 경우 $25^{\circ}C$이하의 온도에서는 이온교환 형태로의 분배가 약 60%로 나타났고, $40^{\circ}C$이상의 온도에서는 탄산염 형태로의 분배가 50%이상으로 나타났다. 흙의 각 구성성분에 대한 흡착용량의 온도에 따른 영향은 철.망간 산화물과 유기물 형태에서 주로 발생하는 것으로 나타났다. 또한 이온교환 형태를 제외한 모든 형태에 대한 중금속들의 흡착 반응은 온도의 증가에 따라 흡착량이 증가하는 흡열반응(${\Delta}H^0$ >0)인 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제3권1호
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• pp.13-26
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• 2002

본 연구에서는 아연 및 카드뮴의 확산계수에 미치는 온도영향에 대한 연구를 위해 $15^{\circ}C$와 $55^{\circ}C$에서 확산실험을 수행하였다. 온도변화에 따른 유효확산계수의 변화를 비교할 경우 두 금속 모두에서 $55^{\circ}C$에서의 유효확산계수가 $15^{\circ}C$에서의 확산계수에 비해 최대 10배까지 큰 것으로 나타났다. 그리고 온도증가에 따른 확산속도의 증가와 더불어 중금속들의 흡착량 또한 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로 지연인자를 얻는 방법의 차이에 따라 비교적 흡착량을 과다하게 평가하는 흡착실험을 통해 얻은 지연인자를 이용하여 유효확산계수를 산정할 경우 확산계수를 과대평가 할 수 있다. 그리고 연속추출 실험 결과, 아연의 경우에는 탄산염 형태로의 분배경향이 가장 크게 나타났고, 카드뮴의 경우에는 이온교환형태로의 분배가 가장 크게 나타났다. 특히 실험을 수행한 온도가 증가함에 따라 아연 확산실험의 경우에는 탄산염 형태와 유기물 형태로의 분배가 증가하는 것으로 나타났다. 반면 카드뮴 확산실험의 경우에는 온도변화와 무관하게 60%이상이 이온교환 형태로 분배됨을 알 수 있었다.