• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.131-134
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• 2011

본 논문에서는 한시적 세포포집 구조물을 이용한 다세포 스페로이드의 형성 및 추출칩을 제안하였다. 종래의 웰 플레이트와 플라스크는 작은 스페로이드 형성이 어렵고, 기존 마이크로칩은 고정된 세포포집 구조물을 이용하여 스페로이드 추출이 어려운 단점이 있다. 반면, 제안된 칩은 한시적 세포포집 구조물을 이용하여 스페로이드의 형성과 추출이 모두 용이한 장점이 있다. 50kPa 의 박막압력으로 형성된 세포포집 구조물에 145~155Pa 의 세포입력압력으로 유입되는 세포를 포집한 후, 24 시간 배양하여 스페로이드를 형성하였다. 또한, 박막압력 제거 후 5kPa 의 세포입력압력으로 추출된 스페로이드의 지름과 활성도는 각각 $197{\pm}11.7Bm$, $80.3{\pm}7.7%$로 측정되었다. 제안된 칩은 스페로이드의 균일한 형성과 안정적 추출이 용이하여 스페로이드의 후처리에 적용될 수 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.938-943
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• 2018

고전압 정전방사 장치를 이용하여 나노 섬유를 직조하였다. 정전방사장치는 액상의 고분자를 방출하는 펌프, 노즐과 노즐회전자 등의 부품으로 구성되어 있으며, 알루미늄 재질의 포집판을 설치하여 방사되는 섬유를 포집하였다. 정전방사방법을 이용하여 매우 미세한 나노굵기의 섬유를 제조하고,화학적으로 활성화시킴으로써 미세공을 형성함과 동시에 화학작용기를 분포시켜 저농도의 이산화탄소 분자를 포집하는 실험을 실시하여 실내공기중에 존재하는 저농도 이산화탄소 가스를 포집하는 섬유상 흡착제를 제조해보고자 하였다. 이러한 화학작용기는 이산화탄소 분자와의 상호 인력을 향상시킬 수 있고, 궁극적으로는 포집효율을 증가시킬 수 있었다. 정전방사식으로 제조한 섬유의 굵기는 250-350 nm 였으며, 생성된 미세공은 0.6에서 0.7 nm 이고, 평균 비표면적은 $569m^2/g$였다. 순수 이산화탄소 흐름과 실내공간에서 흔히 발견되는 0.3% 수준의 농도에 대하여 포집실험을 한 결과, 각각 1.08 mmol/g과 0.013 mmol/g에서 2.2 mmol/g과 0.144 mmol/g으로 향상되었다. 이러한 포집량 증가는 나노섬유상 흡착제의 비표면적 대비 미세공의 비율과 관계가 있음이 밝혀졌다. 특히 화학적 상호인력의 특성을 활용하여 저농도에서의 선택도를 향상시킬 수 있음을 간접적으로 파악하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.220-220
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• 2010

clathrate compound란 호스트 분자가 수소 결합에 의하여 3차원 골격구조를 만들고, 이 격자 내부의 동공으로 저분자량의 기체 게스트 분자가 포집되며 형성되는 고체 결정 화합물이다. 현재까지 다양한 호스트 분자가 clathrate 화합물을 형성하는 것으로 보고되어 있으며, 이 중 유기물인 hydroquinone 역시 clathrate compound를 형성할 수 있는 것으로 알려져 있다. clathrate compound는 작은 고체 부피 내부에 막대한 양의 기체 분자를 저장할 수 있는 특성을 지니고 있기 때문에, 에너지 가스의 저장/수송이나 혼합 가스의 선택적 분리와 같은 다양한 응용을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 clathrate compound를 형성하는 유기 호스트 분자인 hydroquinone을 이용하여 다양한 기체분자들에 대한 포집 거동을 파악하였다. 순수 기체로는 $N_2$, $H_2$, $CO_2$, $CH_4$의 4종류를 가지고 고압 반응기에서 50bar의 압력, 상온에서의 반응 조건으로 반응을 시켰다. 이렇게 형성된 반응 샘플들은 clathrate 형성 여부(기체의 포집 여부)를 확인하기 위하여 x-ray 회절을 통한 고체 결정 구조 분석을 수행하였다. 또한 순수 기체 이외에 다양한 비율(20%, 40%, 60%, 80%)의 조성을 갖는 $CO_2+N_2$ 혼합가스를 이용하여 clathrate compound의 형성과 조성 분석을 수행하였는데, x-ray 회절 분석과 13C 고체 NMR 분석을 통해 미세 구조 분석 연구를 수행하였고, Raman분석을 통하여 그 조성을 확인하였다. 본 연구에서 얻어진 결과는 기체의 저장/수송이나 혼합 가스의 선택적 분리와 같은 응용 분야에서 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 상하수도학회지
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• 제18권1호
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• pp.66-72
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• 2004

In this study, quantity and quality of collected rainwater by sand, gravel, soil, lawn and concrete surface, as collection materials were investigated and Rainwater Collection Prediction Model was developed to predict the amount of collected rainwater. The quantity of collected rainwater in concrete surface, gravel, sand, soil and lawn collection system was 1,067L(93.2%), 1,006L(87.8%), 902L(78.8%), 800L(69.9%), 788.5L(68.8%) for 8 months period, respectively. The average turbidity of collected rainwater in concrete surface, gravel, sand, soil and lawn collection system was 3.2NTU, 2.2NTU, 1.9NTU, 1.7NTU, 1.5NTU for 8 months period, respectively. For sand collection material, predicted amount by the Model and actual collected amount were 931.5L and 902L, which were very closed. For gravel collection material, predicted amount by Model and actual collected amount were 1,028.21. and 1,006L, which were very closed. To simulate the optimal rainwater storage volume, the rainfall and evaporation data in Dae-jeon city were used. For sand collection system with 30m2 area, the maximum storage volume was $17m^3$ and 62% of the year was secured for use of 240L/day.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 추계학술발표논문집
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• pp.263-266
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• 2009

석탄광산의 선탄장(選炭場)에서 운용하는 장치들로부터 발생하는 석탄분진의 입도분포를 현장조사와 실내분석을 통하여 파악하였으며, 연구결과는 광해(鑛害)로서 작용하는 석탄분진을 포집하는 집진기(A Dust Collector)의 설계에 필요한 자료로 제시하고자 한다. 연구결과 TB업체의 분진 입도분포는 $1{\mu}m$이하의 미세(微細)입자와 $100{\mu}m$이상의 조대(粗大)입자가 차지하는 비중이 미약한 반면, 특히 $5{\mu}m{\sim}80{\mu}m$ 사이에 분포되는 분진들이 89.2%로 나타나 발생분진의 대부분을 차지하는 것으로 파악되었다. 이들 중 원심집진기에 포집된 분진은 $70{\mu}m$이하에서 89.5%인 반면 여과집진기에서 포집된 분진의 90.0%가 $20{\mu}m$이하인 것으로 나타났다. SD업체의 분진 또한 $1{\mu}m$이하와 $100{\mu}m$이상 입자는 적은 분포를 보인 반면, $5{\mu}m{\sim}70{\mu}m$사이에 분포되는 분진들이 89.6%로 나타나 발생분진의 대부분을 차지하는 것으로 파악되었다. 이들 중 여과집진기에 포집된 분진의 입도는 $30{\mu}m$이하에서 96.2%인 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.590-593
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• 2007

물을 함유한 공극 크기 6, 30, 100 nm의 실리카겔에 이산화탄소 및 메탄을 반응시켜 온도$0{\sim}4$ $^{\circ}C$, 압력 $15{\sim}40$ bar 의 범위에서 가스 하이드레이트 생성속도를 측정하였다. 공극 크기가 작아짐에 따라 특정 온도에서의 평형압력이 높아지는 열역학적 특성을 감안하여 통일한 압력차 (평형압력과 실험압력의 차)를 얻을 수 있도록 조건을 설정하였다. 이산화탄소의 경우 통일 온도에서 하이드레이트 생성속도는 일반적으로 압력이 높아짐에 따라 가속되는 것을 알 수 있었다. 단위 물 당 포집되는 이산화탄소의 양은 최대 1.0을 넘지 못하였다. 또한 하이드레이트 생성을 위해 필요한 유도시간 (induction time)이 2내지 8시간 수준으로 매우 길었다. 공업적인 하이드레이트 이용을 위해서는 빠른 생성속도가 필요한 만큼 유도시간을 단축, 없애기 위해 계면활성제로 황산 도데실 나트륨 (sodium dodecyl sulphate)이 첨가된 수용액을 이용하였다. 계면활성제가 포함된 수용액에서의 하이드레이트 생성은 유도시간이 사라져 매우 빠르게 바뀌었고, 포집되는 이산화탄소도 15% 정도 증가되었다. 메탄의 경우에는 공극 크기가 작아질수록 하이드레이트 생성속도 및 가스 포집도가 저하되는 결과를 보였다. 이산화탄소의 경우와는 다르게 유도시간이 나타나지 않았으며 비교적 높은 가스 포집도를 얻기 위해서는 평형압력과 실험압력의 차이가 최소 2.0MPa 이상이어야 했다.

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.138-143
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• 2006

Ethosome은 에탄올에 용해된 레시틴을 친수성 용액으로 수화시켜 만들어지는 액정형 베시클이다. Ethosome을 약물전달체로 개발하기 위해서는 베시클의 높은 포집효율과 작은 입자크기가 필수적이기 때문에 ethosome의 포집효율과 입자크기에 영향을 주는 인자들에 대한 연구를 시도하였다. Calcein을 친수성 지표물질로 사용하여 ethosome을 만들고, 구성 성분비와 제조조건에 따른 ethosome의 특성의 변화를 관찰하였다. 에탄올과 calcein 용액의 첨가량 레시틴 중 포스파티딜콜린의 함량, 제조온도, 교반속도 및 PBS 첨가방법 등이 ethosome의 특성에 상당히 큰 영향을 미치는 것을 확인하였다. 초음파 처리를 한 경우에는 ethosome의 포집효율이 감소하는 결과가 나타났는데 이러한 결과는 강한 초음파 진동에 의해 베시클에 포집되었던 성분이 방출되었기 때문이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권2호
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• pp.516-521
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• 2012

본 논문은 전산해석을 수행하여 가솔린 엔진에 적용되는 오일분리기의 성능을 비교/분석하여 적정한 오일분리기를 선정하고자 하였다. 두 가지 다른 형태의 오일분리기를 해석하였으며, 포집된 오일입자를 분석하여 포집성능을 대표하는 d50과 포집효율을 계산하였다. 계산결과 모델 A는 우수한 포집성능과 효율을 나타내었고, 모델 B는 양호한 압력강하량 특성을 보였다. 크랭크 케이스의 압력이 높지 않고, 오일소모량이 적은 일반적인 가솔린 엔진의 경우에는 압력강하량이 우수한 모델 B 오일분리기를 추천한다. 크랭크 케이스의 압력이 높고, 오일소모량이 큰 엔진, 특히 오일입자의 오염이 치명적인 특수 배기처리장치를 장착한 엔진에는 큰 압력강하량과 우수한 포집효율을 가지는 모델 A 오일분리기를 추천한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.111.1-111.1
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• 2010

석탄가스화복합발전(IGCC: Integrated Gasification Combined Cycle)의 고온 고압 합성가스로부터 $CO_2$를 저비용으로 포집하기 위한 연소전 포집 기술 중 유동층 촉진수성가스전환(SEWGS) 공정이 제안되어 연구개발 중에 있다. 연소전 $CO_2$ 포집을 위한 SEWGS 공정은 동일한 2탑 순환 유동층 반응기에서 고온 고압의 합성가스($H_2$, CO)를 유동층 WGS 촉매를 사용하여 CO를 $CO_2$로 전환하는 동시에 전환반응으로 생성된 $CO_2$를 흡수제를 이용하여 포집하는 기술이다. 본 연구는 $CO_2$ 회수와 WGS 반응이 동시에 이루어지는 공정에 적용 가능한 건식 재생 흡수제 및 유동층 WGS 촉매 개발을 목표로 $CO_2$ 흡수제(P Series) 및 WGS 촉매(PC Series) 조성을 제안하고 분무건조기를 이용하여 6~8kg/batch로 성형 제조하였다. 제조된 $CO_2$ 흡수제 및 촉매의 특성 평가 결과 내마모도(Attrition resistance)를 포함한 물리적 특성이 유동층 공정의 요구조건을 만족하는 결과를 얻을 수 있었다. 또한, 모사 석탄 합성가스를 이용하여 20bar, $200^{\circ}C$ 흡수/$400^{\circ}C$ 재생 조건에서 열중량 분석기(TGA) 및 가압 유동층(Fluidized-bed) 반응기를 통한 흡수제의 $CO_2$ 흡수능 평가를 수행하였다. 그 결과 내마모도(AI) 3% 이하로 기계적 강도가 우수하며, $CO_2$ 흡수능 17.6 wt%(TGA) 및 11wt%(가압 유동층)를 나타냈다. 유동층 WGS 특성 평가 결과 내마모도가 7~35%로 우수하였고, CO 전환율은 $200^{\circ}C$에서 80% 이상으로, 유동층 SEWGS 공정에 적용 가능한 특성을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.151.2-151.2
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• 2010

본 연구는 하이드로퀴논(HQ)을 이용하여 매립가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리하고 유기 크러스레이트 형태로 분리 및 저장에 적용하기 위한 연구로써 하이드로퀴논을 다양한 객체가스와 반응시키면서 열역학적 안정영역을 파악하고 분광학적 방법을 이용하여 미세구조 변화를 분석하고자 하였다. 먼저 ${\alpha}$-HQ를 고압(4MPa)의 이산화탄소와 반응시켜 이산화탄소가 포집된 ${\beta}$-HQ를 합성하였고, 동공 내에 존재하는 이산화탄소를 제거하여 동공을 유지하는 empty ${\beta}$-HQ를 만들었다. 온도를 증가시키면서 XRD 패턴을 측정한 결과 298 K 에서 378 K 사이에서 ${\beta}$-HQ 시료는 서서히 empty ${\beta}$-HQ 의 구조로 전환되었으며 378 K 이상의 온도에서 ${\alpha}$-HQ 구조로 급격히 전환되었다. 또한 생성된 empty ${\beta}$-HQ 동공에 이산화탄소가 포집, 해리되는데 있어서 온도의 영향을 확인하기 위해 298K과 343K의 온도에서 실시간 라만분광법으로 측정하였다. 그 결과 298K에서 약 200분의 시간이 지난 후 이산화탄소는 하이드로퀴논 동공 내로 포집되어 안정화되었으며 압력해방 후에는 빠져나가지 않고 동공 내에 존재함을 확인하였다. 그러나 343K에서는 급격히 포집되어 30분 이내 안정화되었고, 압력해방 후 동공 내에 존재하지 못하고 빠져나가는 것을 확인하였다. Empty ${\beta}$-HQ의 이산화탄소 선택도를 관찰하기 위해 이산화탄소와 메탄, 수소, 질소의 조성이 각각 30%, 30%, 20%, 20%인 혼합가스와 반응시킨 후 가스 크로마토그래프 분석을 실시한 결과, empty ${\beta}$-HQ내 포집된 가스 중 이산화탄소의 조성이 약 80% 이상으로 나타나 높은 선택도를 나타냄을 관찰하였다.