• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권2호
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• pp.386-391
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• 2021

터터보 과급은 디젤엔진과 가솔린엔진 모두에서 핵심기술이다. 특히 가솔린엔진에서 엔진 다운사이징 등 다른 제어 기술과 결합하여 이산화탄소(CO2) 배출을 감소시키는 데 효과적이다. 본 연구에서는 승용차용 가솔린엔진에 장착되는 트윈 스크롤 터빈 터보과급기에서 맥동유동의 터빈 효율을 측정하였다. 맥동 생성장치가 있는 저온 테스트 벤치를 제작하여 맥동 유동이 있는 비정상상태의 압력과 온도를 측정하고 터빈 효율을 산출하였다. 테스트 벤치는 공기 압축기, 트윈 스크롤 터빈, 온도 및 압력 측정 장치 등으로 구성되었다. 실제 승용차용 엔진에서 주로 사용되는 중저속 엔진 작동 영역에 해당하는 맥동 주파수 25.0 Hz와 33.3 Hz를 공급하면서 터보과급기 회전속도를 60,000 rpm에서 100,000 rpm까지 변화시키며 측정을 수행하였다. 이때 압축비를 1.088에서 1.600 사이의 값으로 조정하였다. 이 측정 조건에서 터빈 효율은 0.517~0.544 값을 보였다. 맥동 주파수 33.3 Hz의 경우, 터빈 회전수 60,000 rpm에서 터빈 효율의 변동은 7.7%이나 터빈 회전수 100,000 rpm에서 변동은 2.6%로 터빈 회전수가 증가함에 따라 맥동의 영향은 감소하였다. 맥동 유동에서의 터빈 효율은 정상 유동 터빈 효율에 비해 터빈 회전수 60,000 rpm 인 경우 7.0%, 회전수 100,000 rpm 인 경우 3.0% 낮은 값을 보이고 있어 맥동 유동이 터빈 효율을 악화시키는 결과를 보였으며 이러한 영향은 터빈 회전수가 증가함에 따라 감소하였다.

• 디지털융복합연구
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• 제19권2호
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• pp.221-230
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• 2021

본 연구에서는 국내 항행안전시스템의 개선을 위해 현재 구축이 진행되고 있는 KASS를 중심으로 구축 과정에서 예상되는 문제점을 식별하여 여기에 대한 대응 방안을 제시하고, KASS 구축 후 예상되는 국내 항행안전시스템의 개선효과를 분석하여 정리한다. KASS 구축 과정에서 해결해야 할 과제는 정서적인 측면, 기술적인 측면, 비용적인 측면, 운행 안전성 측면 등 네 가지 관점에서 존재한다. KASS가 구축되어 운영되면, 정밀접근 및 이착륙까지 항행안전시스템을 사용하지 않아도 되므로 비용 절약, 항공로 혼잡 해소를 통한 결항 및 이·착륙 지연 감소, 항공기 수용 능력 확대, 탄소배출 저감, 미래 항공수요 대처 및 항공교통 안전성 향상, 항공사고 감소 등 많은 효과를 거둘 수 있을 것으로 기대된다. 결론적으로 향후 항공수요 증가로 인해 현재보다 더욱 극심한 경쟁 시대에 돌입하게 될 것으로 예상되는데, 이러한 경쟁에서 살아남기 위해서는 하루라도 빨리 KASS의 도입이 필요하다. 본 연구의 분석 내용은 이 분야의 학술적인 연구에서 참조할 수 기반 자료가 될 수 있을 것으로 기대된다. 본 연구의 내용을 바탕으로 향후 이 분야에서 연구가 추진되어야 할 내용 중의 하나는 KASS 도입을 통한 항행안전시스템의 변화를 보다 체계적으로 예측하고, 이러한 변화에 대응하기 위한 실질적이고 유용한 방안을 제시하는 것이라고 판단된다.

• 한국포장학회지
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• 제27권3호
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• pp.149-158
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• 2021

식품포장의 발전은 식품 제조 및 식품 공급을 안전하게 유지하는 데 매우 중요한 역할을 한다. 식품포장은 식품의 보관, 취급, 운송 및 보존을 용이하게 하며 음식물 쓰레기를 최소화하는데도 기여하고 있다. 반면에 식품포장재는 생산량이 많고 사용 시간이 짧고 폐기물 관리 및 쓰레기와 관련된 환경문제 발생을 가속시키고 있으므로, 포장 기술은 식품 보호와 에너지 및 재료 비용, 환경사회적 의식 고양, 그리고 오염물질 및 도시고형폐기물 처리에 대한 엄격한 규제 등의 문제와 균형을 이루며 발전되어야 한다. 자원의 절약과 재활용을 통해 지속가능성을 추구하며 폐기물 생성 및 탄소배출을 줄이는 순환경제(Circular Economy)가 이미 도입되었다. 자원고갈과 환경오염을 최대한으로 줄이는 친환경 경제시스템을 활성화하여 감량, 재사용, 재활용, 재설계로 순환경제의 목표를 실천하면 식품포장이 환경에 미치는 영향도 줄일 수 있을 것이다. 이 고찰에서는, 재활용이 현재 포장 폐기물을 관리하는 중요한 수단으로 여겨지기 때문에 재활용 식품포장의 안전성 측면에 중점을 두어 설명하였다. 재활용은 잠재적으로 위험한 화학물질이 포장재에서 또는 식품으로 이행된 후의 그 수준을 증가시킬 수 있으므로 재활용 포장재의 안전성을 평가하는 것은 매우 중요하다. 플라스틱, 종이 및 판지, 알루미늄, 강철 및 다중재료 다층 포장 등 다양한 식품포장 재료가 일반적으로 사용되나 여기서는 가장 사용 비중이 크고 사용 후 문제가 심각하게 증가되고 있는 플라스틱 식품포장재의 재활용 안전성에 대해서만 고찰하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제17권4호
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• pp.91-106
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• 2021

Daily PM_2.5 was collected during summer period in 2020 in Gwangju to investigate its chemical and light absorption properties. In addition, real-time light absorption coefficients were observed using a dual-spot 7-wavelength aethalometer. During the study period, SO₄^2- was the most important contributor to PM_2.5, accounting for on average 33% (10-64%) of PM_2.5. The chemical form of SO₄^2- was appeared to be combination of 70% (NH₄)₂SO₄ and 30% NH₄HSO₄. Concentration-weighted trajectory (CWT) analysis indicated that SO₄^2- particles were dominated by local pollution, rather than regional transport from China. A combination of aethalometer-based and water-extracted brown carbon (BrC) absorption indicated that light absorption of BrC due to aerosol particles was 1.6 times higher than that due to water-soluble BrC, but the opposite result was found in absorption Ångström exponent (AAE) values. Lower AAE value by aerosol BrC particles was due to the light absorption of aerosol BrC by both water-soluble and insoluble organic aerosols. The BrC light absorption was also influenced by both primary sources (e.g., traffic and biomass burning emissions) and secondary organic aerosol formation. Finally the ATR-FTIR analysis confirmed the presence of NH₄⁺, C-H groups, SO₄^2-, and HSO₄^2-. The presence of HSO₄^2- supports the result of the estimated composition ratio of inorganic sulfate ((NH₄)₂SO₄) and bisulfate (NH₄HSO₄).

• 한국지구과학회지
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• 제43권1호
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• pp.30-40
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• 2022

전 세계 곳곳에서 산발적이고 불규칙적으로 발생하는 산불은 가연성 식생 지역에서 주요한 자연 변동성의 일환이면서 전 지구 탄소 순환에 중요한 역할을 하고, 공공 비상사태를 야기하는 심각한 자연재해이다. 산불 배출량, 연소 면적 및 산불기상지수를 활용한 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 연구가 전 세계 많은 지역에서 활발히 진행되고 있지만 동아시아 지역에 대한 연구는 아직 제한적이다. 본 연구는 1981년부터 2020년까지 지난 40년 기간 동안 산불기상지수 자료를 분석해 동아시아 지역 산불 위험도의 변동성 및 장기 변화 특성을 조사하였다. 동아시아 지역 산불 위험도의 첫 번째 주요 변동 모드는 전체 변동성의 29%를 설명하며, 대부분 지역에서 산불 발생 위험이 증가하고 있음을 나타낸다. 지구온난화 및 해양의 수 십년 주기 변동성과 연계되어 지표 기온이 상승하고 있는 것이 주요 원인이며, 이는 토양 수분의 상승 경향에 의해 그 효과가 다소 상쇄되고 있다. 두 번째 변동 모드는 엘니뇨-남방진동과 연계된 경년 변동성을 반영하며 전체 변동성의 17%를 설명한다. 엘니뇨(라니냐) 시기 동아시아 지역 강수량의 증가(감소)는 토양 수분을 증가(감소)시키며, 이에 따라 산불 위험이 감소(증가)하게 된다. 이는 지표 기온 상승(하강)에 의해 그 효과가 다소 상쇄된다. 산불 발생 위험도의 변동성 및 변화에 대한 이해와 예측을 증진하는 것은 그에 따른 피해를 저감하고 대비책을 마련하는 데 기여할 것이다.

• 한국조경학회지
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• 제51권2호
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• pp.131-142
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• 2023

탄소배출을 감축하기 위한 태양광발전시설은 산림, 농지, 도시, 수상 등에 우후죽순처럼 설치되고 있다. 그러나 태양광발전시설의 설치 이후 관찰자에게 미치는 시각적 선호도 및 심리적 영향에 관한 연구는 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 한국 최대 규모의 수상 태양광발전시설 합천댐을 대상으로 근경, 중경, 원경의 시(視)거리에 따라 촬영을 실시하였다. 획득한 이미지를 포토샵을 통해 수상 태양광발전시설을 유무에 대해 비교하여 총 50명 연구 대상자의 뇌파(EEG) 및 설문지 분석을 통해 수상 태양광발전시설 설치 전후의 심리적 변화 및 시각적 선호도를 분석하였다. 결과를 요약하면 다음과 같다. 첫째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따라 연구 대상자의 심리적 변화 및 시각적 선호도에 소극적인 영향을 끼치고 있다. 둘째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따른 심리적 변화는 연구대상자의 국적/성별/전공과는 상관없이 거의 모든 연구대상자들에게 영향을 끼치는 것으로 판단되었다. 셋째, 수상 태양광발전시설의 설치에 따른 시각적 선호도는 낮으며, 이는 수상 태양광발전시설로 인해 경관의 '친근성' 및 '자연성'에 부정적 영향을 주는 것을 알 수 있다. 또한 이런 시각적 선호도의 변화는 연구대상자의 성별/전공에 따른 차이가 있는 것으로 나타났다. 넷째, 시(視)거리에 따른 수상 태양광발전시설이 관찰자에게 끼치는 심리적 변화 및 시각적 선호도는 근경이 중경과 원경보다 높은 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제32권2호
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• pp.127-147
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• 2023

본 연구는 정부의 탄소중립 정책 중 하나인 화력발전을 신재생에너지로 대체하는 경우 에 대한 경제적 파급효과를 분석하는 것을 목적으로 한다. 이러한 분석을 위해 화력발전을 신재생에너지로 100% 대체하는 경우를 시나리오 A로 설정하고, 60%로 대체하는 경우를 시나리오 B로 설정한다. 또한 이렇게 화력발전을 신재생에너지로 대체할 때 비용이 발생하게 되는데 현행과 동일한 비용인 경우를 시나리오 1, 현행보다 비용이 120% 증가한 경우를 시나리오 2로 설정한다. 따라서 화력발전을 신재생에너지로 전환할 때 시나리오는 크게 이와 같이 4가지 경우로 정리된다. 화력발전을 신재생에너지로 전환하는 경우, 화력발전의 생산유발계수는 시나리오와 관계없이 현행 수준보다 감소하는 것으로 나타났다. 그러나 화력발전을 신재생에너지로 100% 전환하는 경우 부가가치유발계수와 온실가스배출량 유발계수는 현행 수준보다 감소한 반면 화력발전을 신재생에너지로 60% 대체하는 경우 부가가치유발계수와 온실가스배출량 유발계수는 현행 수준보다 증가했다. 또한 대부분의 업종의 온실가스배출량 유발계수는 감소하는 것으로 나타난 반면 생산유발계수와 부가가치유발계수는 증가하는 것으로 나타났다. 정부 정책의 목적은 화력발전을 신재생에너지로 전환시켜 온실가스배출량을 축소시키는 것이기 때문에 시나리오 화력발전을 신재생에너지로 100% 전환하는 경우가 더 적합한 것으로 보인다. 다만, 이로 인해 일부 업종의 생산유발계수와 부가가치유발계수가 감소하는 부작용이 발생하므로 이를 해결하기 위한 정부의 지원 정책이 필요하다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.260-266
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• 2023

최근 세계적으로 이산화탄소(CO₂)의 과도한 배출로 기후변화가 야기되며 CO₂를 제거하고 활용하는 기술이 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 철도의 선로에서 발생하는 콘크리트 철도 침목 폐기물을 CO₂ 흡수 소재의 활용 가능성을 평가하고 CO₂ 흡수 반응 전/후의 물리화학적 성질 분석을 통해 CO₂ 제거 메커니즘을 연구하였다. 콘크리트 철도 침목 폐기물은 대부분 Si(26.60 %)로 이루어져 있고 Ca 함유량이 9.82 %로 포틀랜드 시멘트, 일반 콘크리트 폐기물 시료와 비교하였을 때 가장 적음에도 불구하고 함유량의 98 %가 CO₂ 포집 반응에 참여하여 CO₂ 포집 소재로의 우수한 활용 가능성을 입증하였다. TGA와 XRD 분석을 통해 콘크리트 철도 침목 폐기물 기반 CO₂ 포집 소재가 함유하고 있는 Ca가 CO₂ 기체와의 반응을 통해 CaCO₃로 전환되는 탄산화 반응이 CO₂ 제거의 주요 메커니즘임을 확인하였다. 또한 SEM 분석 결과 CO₂ 포집 반응 이후에 0.1 ㎛ 이하 크기의 CaCO₃ 입자가 다량 형성되었으며, 이는 CO₂ 포집 소재 내부에 거대기공을 메조기공으로 변환시켜 포집 소재의 비표면적 증가를 야기하였다.

• 한국습지학회지
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• 제25권4호
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• pp.221-229
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• 2023

수도권에 일 약 8백만톤의 물을 취수하여 공급하는 팔당호는 수질보전정책 시행으로 BOD(Biochemical Oxygen Demand)1.1mg/L를 달성하였으나 난분해성 물질을 포함하는 COD(Chemical Oxygen Demand) 항목은 점점 증가하는 양상을 보였다. 난분해성 유기물질의 상수원 유입은 잠재적인 BOD의 증가, 수돗물의 냄새와 맛 유발, THM(Trihalomethane) 발생 증가, 조류 증식을 일으키며 유해 난분해성 미량오염물질이 잔류할 경우 수생 환경에서 내분비 교란과 항생제 내성과 같은 현상을 유발한다. 본 연구에서는 팔당호의 난분해성 유기물질 관리를 위해 팔당호와 팔당호 상류의 점 오염원과 비점오염원의 난분해성 유기물질 유출 농도를 파악하기 위한 모니터링을 실시하였다. 지역별 난분해성 유기물질 유출 농도를 비교하고 하수처리장에서의 제거율을 파악하였다. 또한 피어슨 상관성 분석 기법을 사용해 유기물질 지표와 선행건기일수, 선·선행건기일수간 상관성 분석을 실시하였다. 하천과 팔당호의 난분해성 유기물질 농도는 유사한 양상을 보였다. 하수처리장 유출수는 하천과 팔당호보다는 높은 농도를 보였으며, 유입수와 유출수 농도의 비교 결과 하수처리장에서 난분해성 유기물질 제거율은 65.73%였다. 난분해성 유기물질 유출 농도와 선행건기일수, 선·선행건기일수 사이에서는 유의미한 상관성이 나타나지 않았다. 이는 데이터 부족으로 판단되며 장기적인 모니터링으로 데이터 축적이 필요하다 사료된다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.362-368
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• 2023

이 연구 논문은 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려와 온실 가스 배출 감소를 위한 필수적인 요구에 대응하여 마이크로기공 고분자(PIM-1)의 이용을 탐구한 것이다. 연구는 PIM-1 막을 이산화탄소(CO₂) 가스 분리 막으로 사용하는 현대적인 소재로서의 응용에 집중하고 있다. 연구는 PIM-1 막의 합성, 분자량 제어, 그리고 제각각의 특성 분석 기술을 통해 포괄적인 통찰을 제공하며, 이러한 특성 분석 기술을 통해 PIM-1의 고유한 교차결합 및 강성 구조에서 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 가교된 구조로부터 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 튜닝 가능한 화학적 특성을 강조하며, 가스 분리 막의 맞춤 및 최적화를 가능케 하는 특성에 대한 이해를 제시하고 있다. 분자량을 통제함으로써 고분자량(H-PIM-1) 막은 낮은 분자량 대비 더 뛰어난 CO₂ 투과성과 선택성을 나타내며, 이를 통해 PIM-1 막의 특성을 조절하는 데 분자량의 중요성을 강조하고 있다. 연구 결과는 PIM-1 막 특성을 조절하는 데 분자량이 중요한 역할을 하는 것을 강조하며, 이는 기후 변화의 긴급한 글로벌 도전에 대응하기 위한 효율적이고 선택적인 CO₂ 포집을 위한 차세대 막 기술의 발전에 기여하고 있다.