• 환경정책연구
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• 제12권3호
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• pp.123-159
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• 2013

탄소세를 도입할 경우 국민경제 및 지역경제에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 다지역 다부문을 대상으로 동태적 연산 가능한 일반균형모형(MRDCGE: Multi-Regional Dynamic Computable General Equilibrium Model)을 구축하였다. 기초적인 지역경제 자료를 사용하여 모형을 구축하고, 공적인 경제전망 자료를 바탕으로 BAU를 도출한 후, 탄소세를 도입하였을 때 BAU로부터 얼마나 이탈하는지를 분석하여 탄소세의 지역별 효과를 평가하였다. 탄소세의 도입방안에 대해서는 우선 지역 개별탄소세와 전국 공통탄소세의 효과를 비교하였다. 개별탄소세의 경우 수도권, 경남권의 탄소세율은 다른 지역에 비하여 월등히 높게 나타났으며, 공통탄소세를 시행하였을 때의 탄소세율보다 높은 것으로 분석되었다. 국민경제 전체적으로는 공통탄소세의 GDP 손실이 개별탄소세의 GDP 손실보다 적게 나타나 국민경제 전체적으로 공통탄소세가 개별탄소세보다 우월한 것으로 평가되었다. 탄소세를 시행하는 경우 정부는 탄소세 부과에 따른 세수입이 발생하며, 이를 활용할 수 있게 된다. 탄소세를 시행할 때 이 세수를 어떻게 활용하는가에 따라 탄소세에 의해 초래된 부정적 영향을 상쇄하기도 한다. 따라서 탄소세의 부정적 영향을 줄이는 세수환원 방안을 평가 할 필요가 있다. 여기서는 세 가지 형태의 세수환원 방안을 설정하고 이들을 시행하였을 때, 경제적 영향이 어떻게 달라지는가를 평가하였다. 세수환원 방안으로는 소비세, 근로소득세, 법인세를 활용하는 방안 세 가지로 구분하여 평가하였다. 국민경제 전체적으로 보면 법인세를 통하여 세수를 활용하는 방안이 GDP 손실을 가장 줄여주는 정책방안으로 추정되었다. 또한 공통세율 세수환원과 차등세율 세수환원에 대한 경제적 영향도 비교하여 분석하였다. 분석 결과에 따르면 국민경제 전체적인 면에서 공통세율로 세수환원하는 방안이 차등세율 방안보다 경제적 손실을 더 적은 것으로 평가되었다. 이러한 분석결과를 종합하면, 탄소세는 전국 공통탄소세율로 부과하는 것이 국민경제 전체적으로 효율적이며, 세수를 환원할 때는 법인세 중심으로 세수를 환원하는 방안을 마련할 필요가 있으며, 전국 공통세율을 통하여 세수를 환원하는 것이 국민경제뿐만 아니라 지역경제에서도 바람직한 탄소세 도입방안이라고 할 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권5호
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• pp.17-22
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• 2004

본 연구는 탄소 환원반응을 이용하여 ilmenite 중 $TiO_2$의 품위 향상을 목적으로 ilmenite 중에 존재하는 철산화물의 탄소환원에 가장 효과적인 첨가물과 최적조건을 검토하였다. Ilmenite 중 철산화물의 환원에 가장 적절한 환원제의 종류 및 첨가량은 $FeCl_3$로서 ilmenite 시료무게의 2 wt.%이었고, 또한 최적의 탄소환원제 양은 당량비로 2배였다. 그리고 적절한 환원온도 및 시간은 $1100^{\circ}C$ 부근으로서 대부분 철산화물의 환원반응이 종료되는 30분 정도로 조사되었다. 이와 같은 조건하에서 얻어진 환원반응 생성물은 자력선별 공정을 거치면 rutile의 대체 자원으로 사용이 가능함을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제7권3호
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• pp.27-35
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• 1998

전기로 제강업체에서 생성되는 분진을 매립할 경우 토양 및 수질오염등의 심각한 환경문제를 야기시킬 수 있지만 적절한 처리공정을 거치게 되면 고부가가치를 얻을 수 있는 Fe, Zn, Pb, Cd 등의 원소들이 함유되어 있다. 이에 국내외 제강업체에서는 폐자원의 재자원화 측면 뿐만 아니라 환경오염 억제 차원에서 이러한 전기로 분진중 유가금속의 회수를 위한 처리공정의 개발이 시급히 요구되고 있으나, 현재 전기로 분진의 대부분은 재활용 처리되지 않고 매립되고 있는 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 전기로 분진에 함유된 산화철을 Fe로 회수하기 위한 기초자료를 얻고자 실제 전기로 분진의 화학적 조성과 유사한 시료를 제조하여 $1500^{\circ}C$ Ar 분위기 하에서 탄소첨가량 및 연기도의 변화가 슬래그내의 $Fe_2O$ 회수율에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과는 다음과 같다. 합성시료의 고온용융특성 조사에서 탄소환원당량 대비 탄소첨가량이 증가함에 따라 연화점 및 용융점이 증가하였으며 슬래그중 $Fe_2O$의 환원속도는 탄소환원당량대비 탄소첨가량이 100%, 염기도 1.7에서 가장 높았다. 또한 $Fe_2O$의 환원반응차수는 거의 1차반응임을 알 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.91-91
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• 2014

주석함유 2차 공정 부산물인 양극 슬라임내의 금속을 회수하기 위하여 탄소환원반응을 통해 금속 회수에 미치는 공정변수의 영향을 조사하였다. 열역학 모델링과 금속환원 실험결과, 환원 온도와 고체 환원제인 코크스(cokes)에 공정 변수에 따라 금속으로 환원이 될 수 있음을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제37권8호
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• pp.744-752
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• 1993

거대고리화합물의 유도체들은 촉매로 사용하여 유리질 탄소전극과 탄소 미소전극에서 SOCl$_2$의 전기화학적 환원반응을 조사하였다. 이들 유도체들은 먼저 전극표면에 흡착된 후 SOCl$_2$를 환원시켰다. 전해질 용액에 전극이 담기는 시간과 촉매들의 농도의 변화는 SOCl$_2$의 환원에 크게 영향을 미쳤다. 유리질 탄소 전극에서 촉매효과에 의한 속도상수는 10배 증가하였고, Power 밀도는 최고 220% 까지 증가하였다. 탄소 미소전극을 사용하여 시간전류법에 의해 얻은 확산계수는 유리질 탄소전극을 사용하여 순환전압전류법에 의해 얻은 결과와 다소 다른 값으로 나타났다.

• 자원리싸이클링
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• 제22권4호
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• pp.62-69
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• 2013

$Li(NCM)O_2$계 폐리튬전지 공정 스크랩의 재활용 연구의 일환으로서 리튬화합물의 회수와 NCM전구체를 제조하기 위한 침출거동에 대하여 살펴보았다. 우선 탄소를 이용하여 층상 구조의 NCM계 산화물 분말을 분해시켰으며, $600^{\circ}C$ 이상의 탄소반응으로 리튬은 탄산리튬으로 변화시켰다. 탄산리튬은 수세 후 농축과정을 거쳐 순도 99% 이상의 탄산리튬 분말로 회수하였다. 그리고 탄소에 의한 환원 반응율은 $800^{\circ}C$에서 약 88%을 나타내었으며, 탄소환원 처리 후 분말에 대한 황산 침출 결과, 2M 이상의 황산농도에서 코발트, 니켈, 망간의 침출율은 99% 이상이었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.86-86
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• 2017

고효율의 에너지 변환 및 친환경적인 이점들을 이유로, 고분자전해질 연료전지(PEMFC)는 차세대 에너지 장치로 이목을 끌어왔다. 반면, 값비싼 백금 촉매의 이용은 연료전지의 상업적 이용에 주요한 결점으로 작용했다. 최근, Zelenay와 연구팀은 폴리아닐린-철-탄소 복합체구조에서 산소환원활성이 백금과 견주어 비슷한 성능을 낼 수 있음을 보고 하였다. Dodelet은 이러한 높은 성능이 전이금속의 영향에 의한 것일 수 있다는 주장을 하였다. 본 연구팀은 지난 연구에서 제일원리전산모사를 통해 니켈, 코발트, 구리등과 같은 전이금속이 질소가 도핑된 탄소 그래핀층에 미치는 거동을 밝혔다. 결론적으로, 금속들은 질소가 도핑된 그래핀의 전자구조를 바꿀 수 있고, 이러한 전자구조의 변화는 산소 환원반응에서 긍정적으로 작용할 수 있음을 확인하였다. 이러한 이론적 연구에 기반하여, 탄소층으로 감싼 금속은 내구성과 활성을 동시에 보유한 향후 전망있는 촉매 물질로 예상되어진다. 특히, 질소가 도핑된 탄소층으로 코팅된 철-코발트 합금은 계산을 통해 산소환원반응에서 우수할 것으로 예측되었다. 본 연구팀은 FeCo@N-C 나노입자를 직접 합성하였고, 이 촉매의 우수한 활성을 전기화학적, 구조적 관점에서 1) 질소의 도핑 효과, 2) 탄소의 두께 효과, 3) 합금효과에 집중하여 분석하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권6호
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• pp.563-571
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• 2006

스테인리스 스틸 메쉬 표면을 환원 전처리하여 그 표면상에 직접 탄소나노튜브 또는 탄소나노섬유와 같은 VGCF (vapor grown carbon fiber) 나노물질을 합성 성장시켰다. 수소 가스를 이용하여 스테인리스 스틸 메쉬를 환원 처리함으로써, 금속 표면상에 bi-modal 분포의 작은 촉매입자와 큰 촉매입자들이 함께 생성되었다. 환원된 스테인리스 스틸 메쉬로부터 VGCF의 합성 시, 수소 가스가 공급되지 않은 경우는 작은 촉매입자로부터 탄소나노튜브들이 주로 성장되었으나, 특정 량의 수소 가스가 공급될 경우 큰 촉매입자로부터 탄소나노섬유들이 주로 성장되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2016

염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)는 식물의 광합성원리와 매우 유사한 작동원리를 갖고 있는 전지이며, 간단한 구조, 저렴한 제조단가, 친환경성 등의 등의 장점으로 인하여 많은 관심을 모으고 있다. 이러한 염료감응 태양전지는 빛을 받아들인 염료분자가 전자-홀 쌍을 생성하며 전자는 반도체 산화물을 통해 이동되고 전해질의 산화환원 과정을 통해 염료 분자가 다시 환원되는 순환메커니즘을 따르고 있다. 일반적으로 염료감응 태양전지는 밴드 갭 에너지가 큰 반도체 산화물을 포함하는 작업전극, 산화환원 반응을 통해 전자를 염료로 보내는 전해질, 환원 촉매역할을 하는 상대전극으로 구성되어 있다. 특히, 상대전극으로는 우수한 촉매특성과 높은 전도성을 갖는 백금이 가장 많이 이용되고 있지만 가격이 비싸고 요오드에 취약하기 때문에 상용화에 큰 장애물이다. 따라서, 백금을 대체하기 위해 저가의 탄소나 고분자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 그 중 탄소나노섬유(carbon nanofiber, CNFs)는 높은 표면적과 뛰어난 화학적 안정성으로 촉매효율을 증대시킬 수 있어 촉매물질로서 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 상대전극에 탄소나노섬유기반 복합체를 합성하였고, 성공적으로 저가격 및 고성능의 염료감응 태양전지를 제작하였다. 이때, 지지체인 탄소나노섬유는 전기방사법을 통해 합성하였으며, 수열합성법을 이용하여 금속산화물을 담지하였다. 이렇게 제작된 탄소나노섬유-Fe2O3 복합체는 scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy 통해 구조적, 화학적 특성을 평가하였으며 전기화학적 특성 및 광전변환 효율을 분석하기 위해 cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, 그리고 solar simulator를 사용하였다. 본 학회에서 위와 관련된 더 자세한 사항에 대해 논의할 것이다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제21권2호
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• pp.371-416
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• 2012

본 연구는 내생적 성장이론에 기반을 둔 일반균형모형(CGE)을 구축하고 탄소세수 환원의 이중배당 가능성을 평가하고 있다. 분석 시나리오는 탄소세 수입 활용 방법에 따라 정부지출 확대, 소비세, 근로소득세, 법인세 등 기존 조세의 세율 인하, 그리고 신기술에 대한 R&D 지원 등 7개로 구성된다. 분석 결과에 따르면 신기술 도입과 탄소세 수입 환원정책은 온실가스 감축에 따른 GDP 손실을 큰 폭으로 낮추는데 기여하지만 분석기간 동안 GDP 손실이 여전히 발생하는 것으로 나타나고 있다. GDP 손실의 개선효과는 신기술에 대한 R&D 지원, 법인세 인하, 근로소득세 인하, 소비세 인하, 정부지출 증가 순으로 크게 나타난다. 탄소세 수입을 R&D 지원으로 활용할 경우 장기적으로 경제성장과 온실가스 감축이 동시에 달성되는 것으로 나타난다.