• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.424-429
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• 2020

에너지 시스템의 다양한 수요와 공급 대응 문제를 해결하기 위해 에너지 저장시스템이 새로운 해결책으로 주목 받고 있다. 특히 재생에너지의 공급 비중이 커져가면서 에너지 공급과 수요의 불확실성을 고려하는 것이 에너지 시스템의 운영에 가장 어려운 문제가 되었다. 본 논문에서는 에너지 저장 시스템이 필요한 용량을 산정하는데, 수요와 공급의 불확실성을 몬테 카를로 시뮬레이션 기법으로 반영하고 이에 연관된 이슈들을 다루었다. 본 연구에서 제기된 이슈들은 에너지 시스템이 가지고 있는 불확실성속에서도 향후 에너지 저장 시스템의 안정적 운영에 활용되어 후속 연구들의 기반이 될 수 있을 것이다.

• 에너지공학
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• 제27권1호
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• pp.1-11
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• 2018

굴은 한국뿐만 아니라 전 세계 곳곳에서 매년 지속적으로 생산되고 있다. 그에 따라 발생하는 부산물인 굴 패각은 처리하기 위한 방안이나 기술적인 한계점으로 인하여 사회, 환경적으로 문제가 되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해서 버려지는 굴 패각을 재활용하기 위한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 특히 저렴한 친환경 소재가 될 수 있어 최근까지 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 전 세계적으로 발생하는 굴 패각의 현황을 분석하고, 굴 패각의 물리, 화학적인 특성을 분석하였으며, 현재까지 전 세계적으로 연구되어 온 굴 패각을 활용한 지속 가능성 있는 자원화 방안에 대하여 최근 연구 동향에 대하여 논의하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.89.1-89.1
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• 2012

실리콘 반도체의 Ultra large scale integration (ULSI) 기술 및 소자의 나노스케일화에 따라 배선 금속 물질로 사용하던 알루미늄 보다 낮은 비저항을 가지면서 금속의 전자이동효과에 잘 견딜 수 있는 차세대 배선 물질로서 구리가 큰 주목을 받고 있다. 하지만 구리의 경우, 높은 확산성을 가지기 때문에 열처리 과정에서 구리 실리사이드가 형성되는 등 소자의 신뢰성 및 성능을 감소시키므로, 이를 방지하기 위한 확산 방지막이 필요하다. IC의 배선에서 사용되는 기존의 확산 방지막은 Ta, TaN, TiN, TiW, TaSiN 등으로, 대부분 금속으로 이루어져 있기 때문에 증착 장비를 이용하여 두께를 조절하는 기술, 박막의 질을 최적화 하는 과정이 필요하며, 증착 과정 중에서 불순물이 함께 증착되거나 실리사이드가 형성되는 등의 단점을 가진다. 구리 기반의 배선 물질에서 문제될 수 있는 또 한가지의 이슈는 소자의 나노스케일화에 따른 배선 선폭의 감소로 인하여 확산 방지막 두께 또한 감소되어야 하는 것으로서, 확산 방지막의 두께가 감소함에 따른 방지막의 균일성 감소, 연속성 등이 큰 문제로 작용할 수 있어 이를 해결하기 위한 새로운 기술 또는 새로운 확산 방지막 물질의 개발이 시급한 실정이다. 본 연구에서는 구리/실리콘 구조에서 금속의 실리콘 박막 내로의 확산 및 실리사이드 형성을 방지하기 위하여 그래핀을 확산 보호막으로서 사용하였다. 그래핀은 화학기상증착법을 이용하여 한 겹에서 수 겹으로 성장되었으며, PMMA 물질을 이용하여 실리콘 기판에 전사되었다. 구리/그래핀/실리콘 구조의 샘플을 500 ~ 800도의 온도 범위에서 열처리 하였고, 구리 실리사이드 형성 여부를 XRD로 분석하였다. 또한 TEM 분석을 통해 구리 실리사이드의 형성 모양을 관측하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2009년도 춘계학술발표논문집
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• pp.848-850
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• 2009

화석에너지 고갈로 인한 유가 상승으로 폐기물 에너지화가 이슈화 되고 있다. 폐기물 고형 연료 RDF는 에너지 문제를 해결하기위한 대안 중 하나로 수송성, 저장성, 연소안정성이 우수하나 환경오염 물질의 발생이 문제가 된다. 이러한 오염물질을 처리하기 위한 배가스 오염 물질처리를 위한 plant 설비 비용과 시간이 많이 투자된다. Aspen plus는 mass energy balance와 화학적평형, 열역학을 이용하여 공정 모사를 할 수 있는 프로그램으로 검증되었다. RDF의 삼성분, 원소분석, 발열량을 입력을 통해 HCl, SOx, NOx, CO의 배출량을 예측하고 이에 맞는 SNCR, SDA 등과 같은 반응기를 적용 하므로써 다양한 배가스 처리를 모사 할 수 있다. NOx를 제어하기위에 urea주입과 SOx와 HCl을 제거하기 위한 CaO를 주입을 모사 하므로써 실제 운영 적용 전 단계에 역할로 유용한 도구로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.804-810
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• 2018

본 논문은 중소 바이오 연료 기업의 공급 사슬 망이 기존 화석연료업체와 경쟁하기 위해, 최소의 비용으로 수요에 대응할 수 있는 공급 계획을 수립할 수 있는방법론을 제안한다. 최소비용으로 공급하기 위해 수요처들 사이의 최적 경로와 공급량을 동시에 고려하여 공급 계획을 수립하였다. 이렇게 수립된 모델의 해를계산하기 위해 진화론적 방법을 이용하였다. 제안된 방법론을 이용할 때 중소기업의 어려움을 고려하여 과도한 투자비의 부담이 큰 상용 소프트웨어 대신 문제고유의 특성을 고려하여 최적 경로를 계산할 수 있다. 서울의 각 지역별로 바이오 연료를 공급하는 사례를 통해 제안된 방법을 수치적으로 설명하였다.

• 공업화학전망
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• 제23권3호
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• pp.17-31
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• 2020

최근 개개인 건강에 대한 관심이 증가하고 사물인터넷이 발달함에 따라 웨어러블 헬스케어 분야 시장이 급속도로 성장하고 있다. 특히 인체에서 발생하는 신호를 실시간으로 감지하고 모니터링 할 수 있는 웨어러블 센서의 중요도가 늘어나고 있으며 특히 맥박에 의한 혈관 변화처럼 미세한 인체의 변형 신호나 체온, 외부의 온도 등에 의해 발생하는 신호를 감지할 수 있는 고감도 스트레인 센서와 온도 센서에 대한 관심이 증가하고 있다. 하지만 현재 사용되고 있는 웨어러블 센서들은 몇 가지의 한계점을 가지고 있으며 상용화되기에 부족한 문제가 있었다. 본고에서는 이와 같은 기존 웨어러블 센서의 문제를 해결할 수 있는 소재로 각광받고 있는 나노 입자 기반 웨어러블 센서에 대하여 다루고자 한다. 나노 입자를 사용한 웨어러블센서는 간단한 방법으로 고감도를 확보할 수 있고 용액 공정을 통해 저가로 생산이 가능하기 때문에 웨어러블 센서 소재로서 적합하다. 여기서는 나노 입자의 기본적 특성과 나노 입자 기반 스트레인 센서 및 온도 센서 동향을 소개한다. 차세대 헬스케어 분야의 선두 주자가 되기 위해서는 나노 소재를 기반으로 한 웨어러블 센서의 개발과 연구가 중요하다.

• 청정기술
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• 제10권1호
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• pp.9-17
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• 2004

수소이온 교환 막을 가진 직접 메탄올 연료전지(DMFC)는 기존의 전력원에 비해 많은 장점을 가지고 있다. 그러나 직접메탄올 연료전지는 메탄올 crossover, 음극의 과전압, limiting current density 등 해결해야할 문제들이 있다. 직접메탄올 연료전지의 물리화학적 현상은 여러 편미분방정식들로 표현 가능하다. 본 연구에서는 이러한 편미분방정식을 풀기위해 FEMLAB를 이용하였다. FEMLAB은 PDE를 기초로 문제를 정의하고 1, 2, 3D, 비선형, 그리고 시간의 함수 형태의 편미분방정식들로 정의된 시스템을 전산모사하기위해 디자인되었다. 시스템의 메탄올 농도 분포를 알아보기 위해 촉매층에서 전기화학적반응식으로 Tafel식을 적용하여 전산모사를 수행하였다. 전산모사를 통해 음극의 촉매층에서 메탄올 농도의 급격한 감소는 직접 메탄올 연료전지의 성능저해의 요인임을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.445-453
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• 2015

문제해결력 및 창의력 등과 같은 고등정신능력 배양을 위한 평가체제 구축의 일환으로 2005년 도입된 서술형 평가는 매년 평가비율이 증가하면서 단순 지식을 요구하는 선다형 평가의 대안적 평가로 떠오르고 있다. 정부의 서술형 평가 비율 확대로 학교현장에서 표면적으로는 어느 정도 정착이 되어 운영되고 있으나 실제 서술형 평가가 의도한 목적을 달성했다고 확언할 수 없다. 그래서 본 연구에서는 경기도 5개 중학교에서 실시된 과학과 서술형 평가 문항을 대상으로 서술형 평가 문항의 특성을 분석하였으며, 이러한 특성을 갖는 요인을 분석하고자 문항을 출제한 교사를 대상으로 심층면접을 실시하였다. 연구결과 서술형 평가 문항들은 ① 출제되는 단원의 편중, ② 단원별 문제 형식의 차이, ③ ‘고등정신능력’ 측정의 미흡이라는 문항의 특성을 갖고 있었다. 이러한 문항의 특성을 갖는 요인은 교사들의 평가 문항 제작, 평가 도구의 이해 등에 대한 능력이 결여되었기 때문이었다. 이러한 요소들은 모두 평가 전문성의 결여로 설명될 수 있다. 이를 통해 교사들의 평가 전문성을 신장을 위한 방안이 요구됨을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권1호
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• pp.93-102
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• 2007

본 연구에서는 직접 메탄올 연료전지의 전기 화학 반응에 의해 발생하는 이산화탄소와 물의 조절을 위해 기체 발생과 흐름 현상을 관찰할 수 있는 3차원 모델을 개발하였다. 산화극 쪽에 발생한 기체의 조절은 직접 메탄올 연료전지를 설계하는데 중요한 문제이며, 연료 전지의 성능에 커다란 영향을 준다. 유로는 기체의 조절과 아주 밀접한 관계가 있으나 다양한 유로를 설계하고 실험하여 최적의 디자인을 찾는 것은 어렵고 바이폴라 플레이트의 높은 가격 때문에 많은 비용이 필요하다. 이 문제를 해결하기 위해 전산 유체역학 모델링 기법을 도입하였다. 전산 유체역학을 기반으로 하여 개발된 two-fluid 모델을 이용하여 유체의 흐름 패턴을 시각화 하여 분석함으로써 실험의 횟수를 줄일 수 있었고, 대표적인 4가지 연료전지 유로인 serpentine, zigzag, parallel, semi-serpentine 형태에 개발된 모델을 적용하여 속도, 압력, 메탄올 몰분율, 기체 몰분율 등을 계산하였다. 계산 결과를 이용하여 각 형태의 특성과 장단점을 파악하였고, 이를 바탕으로 가스를 효율적으로 제거할 수 있는 최적 유로를 설계 하였다.

• 에너지공학
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• 제28권3호
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• pp.55-64
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• 2019

본 연구에서는 기후변화 대응의 관점에서 미국 지하수 기술을 특허 네트워크분석을 통해 핵심특허를 파악 할 수 있었다. 분석된 핵심 특허를 살펴보면, 오염된 지하수를 중금속 제거기술을 사용하여 지하수가 오염되지 않게 하여 음용수와 오염 지하수 문제를 해결할 수 있는 방법으로 높은 영향력을 보였고 기술 간 전파 되고 있었다. 또한 지하수 기술 특허 간의 특허들이 매개역할을 담당하고 있었지만 지하수 기술 간의 특허의 연결성은 높지 않게 나타나고 있다. 지하수 관련 특허 기술은 크게 양수, 모니터링, 오염정화로 구분이 가능하였다. 모니터링은 지하수 유량, 흐름 또는 수질 분석을 위한 지표, 지리적인 특성뿐만 아니라 오염물질의 종류, 농도 등 물리화학 및 생물학적 특성 파악을 가능하게 하는 기술을 포함한다. 오염정화 기술은 토양 및 지하수 정화를 위한 원위치 또는 비원위치에 적용된 물리화학적 및 생물학적 정화 처리 공정을 말한다. 미국의 기술적 사례를 발굴하여 분석하면서 미국이 수처리 분야에서 기술력이 높았고 기후변화로 인한 물부족 문제에 대응하기 위해서는 이러한 기술진흥과 특허를 통한 지재권보호도 필요한 것으로 보인다.