• Carbon letters
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• 제6권1호
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• pp.25-30
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• 2005

The electrosorption of U(VI) from waste water was carried out by using an activated carbon fiber (ACF) felt electrode in a continuous electrosorption cell. In order to enhance the electrosorption capacity at a lower potential, the ACF was electrochemically modified in an acidic and a basic solution. Pore structure and functional groups of the electrochemically modified ACF were examined, and the effects of the modification conditions were studied for the adsorption of U(VI). Specific surface area of all the ACFs was decreased by this modification. The amount of the acidic functional groups decreased with a basic modification, while the amount increased a lot with an acidic modification. The electrosorption capacity of U(VI) decreased on the acid modified electrode due to the shielding effect of the acidic functional groups. The base modified electrode enhanced the capacity due to a reduction of the acidic functional groups. The electrosorption amount of U(VI) on the base modified electrode at .0.3 V corresponds to that of the as-received ACF electrode at .0.9 V. Such a good adsorption capacity was due to a reduction of the shielding effect and an increase of the hydroxyl ions in the electric double layer on the ACF surface by the application of negative potential.

• 공업화학
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• 제25권3호
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• pp.292-299
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• 2014

본 연구에서는 바나듐 레독스 흐름전지의 효율을 향상시키고자 탄소펠트에 열산화 반응과 암모니아수 처리를 이용하여 질소가 도핑된 탄소펠트 전극을 제조하였다. 또한 제조된 탄소펠트 전극의 전기화학적 특성평가를 위하여 CV 실험 및 충/방전 실험을 실시하였다. 암모니아수 처리온도가 증가함에 따라 탄소펠트 표면의 질소 관능기가 증가함을 XPS를 통하여 확인하였으며, CV 측정 결과 암모니아수 처리된 탄소펠트는 열산화된 탄소펠트에 비하여 산화/환원의 반응성이 우수함을 확인하였다. 충/방전 실험결과 $300^{\circ}C$에서 암모니아수 처리한 탄소펠트 전극은 열산화된 탄소펠트 전극보다 에너지효율, 전압효율, 전류효율이 각각 약 6.93, 1.0, 4.5%씩 향상됨을 알 수 있었다. 이는 질소 관능기가 탄소펠트 전극과 전해질 사이의 전기화학적 성능 향상에 도움을 주었기 때문으로 사료된다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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• pp.59.1-59.1
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• 2009

레독스 흐름 배터리 (Redox Flow Battery)는 외부의 탱크 등에 저장해 둔 활성물질(이온 가수가 변화는 금속) 의 용액을 펌프로 전해셀에 공급하여 충전 방전하는 배터리로 신재생 에너지인 풍력과 태양광 발전, 야간의 잉여 전력 저장 등 대용량 전력 저장 장치로 관심이 높아지고 있다. 대표적인 레독스 흐름 배터리로 알려진 바나듐 레독스 흐름 배터리는 이온 교환막 사용으로 인하여 전기전도도, 기계적 강도, 투과도 및 전해질 내의 화학적 안정성 등 여러 가지 문제점과 함께 비용 문제점을 야기한다. 하지만 새로운 용해 납 레독스 흐름 배터리는 이온 교환막을 사용하지 않아 바나듐 레독스 흐름 배터리의 문제점 및 시설비가 절약되는 장점이 있어 새로이 연구되지고 있다. 본 연구는 레독스 흐름 배터리에 주로 이용되는 카본 전극재료의 따라 형성되는 Pb, $PbO_2$ 박막의 미세 구조를 및 에너지 효율 특성을 분석하였다. 실험은 half-cell로 이루어졌으며 작업전극은 Carbon felt, Ordered Graphite, Disordered Graphite, Glassy Carbon 등을 여러 카본 재료를 사용하였고, 상대전극은 Pt, 기준전극으로 Ag/AgCl를 사용하여 Cyclic Voltammetry특성과 충방전 특성을 연구하였다. 전해질은 Lead Carbonate ($PbCO_3$)+Methanesulfonic acid ($CH_3SO_3H$) 들어간 수용성 전해질을 교반을 통해 이용하였다. 여러 carbon 전극재료와 생성된 Pb, $PbO_2$ 막의 표면구조, 미세구조, 상들의 변화는 XRD, SEM, EDX, Raman등을 통하여 분석하였으며, 전기화학 공정의 변수와 전극에 따른 에너지 효율특성에 대하여 고찰해 보았다.

• Composites Research
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• 제34권3호
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• pp.148-154
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• 2021

탄소/에폭시 복합재료 분리판(BP)은 높은 기계적 특성과 생산성으로 인해 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB)의 기존 흑연 분리판을 대체할 가능성이 있는 BP이다. 다기능 구조인 탄소/에폭시 복합재료 BP는 계면접촉저항(ICR)을 줄이기 위해 흑연 코팅 또는 추가 표면 처리가 필요하다. 그러나 팽창 흑연 코팅은 VRFB 작동 조건에서 낮은 내구성을 가지며 별도의 표면 처리는 추가 비용이 발생한다는 단점이 있다. 본 연구에서는 폴리에스테르 직물을 적용하여 탄소/에폭시 복합재료 BP 표면의 잉여 수지층을 균일하게 제거하여 탄소섬유를 노출시키는 잉여 수지 흡수법을 개발하였다. 이 방법은 BP 표면에 탄소섬유를 노출하여 ICR을 감소시킬 뿐만 아니라 탄소 펠트 전극을 효과적으로 고정할 수 있는 고유한 도랑 패턴을 형성한다. 잉여 수지 흡수법에 의해 제작된 복합재료 BP의 산성 환경 내구성, 기계적 특성 및 기체 투과도에 대해 실험적으로 검증하였다.

• Composites Research
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• 제37권3호
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• pp.190-196
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• 2024

분리판은 바나듐 레독스 흐름전지(VRFB) 스택 내 셀의 전기적 통로 및 구조적 지지 역할 수행하는 매우 중요한 부품 중 하나이다. 흑연 소재는 전기 전도성이 뛰어나 분리판에 주로 사용되지만, 셀 스택에서 전극과 분리판 사이에 높은 계면 접촉 저항(ICR)이 발생하여 VRFB의 성능에 심각한 제한이 존재한다. 본 연구에서는 ICR의 한계를 해결할 수 있는 일체형 전극-분리판 조립체를 개발하는 것을 목표로 하였다. 일체형 조립체는 핫 프레스 방법을 활용하여 열가소성 및 열경화성 폴리머와 단일 탄소 펠트를 사용하여 제작하였다. 실험 결과, 일체형 조립체가 연속적인 전기 경로로 인해 감소된 전체 저항을 나타냄을 확인하였다. 또한, 충/방전 셀 테스트 결과에서 일체형 조립체는 향상된 셀 성능을 보여주었다. 따라서 개발된 일체형 전극-분리판 조립체는 기존의 분리판 및 전극 조립체를 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제19권12호
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• pp.1665-1671
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• 2009

Anaerobic digestion sludge was cultivated in an electrochemical bioreactor (ECB) to enrich the hydrogenotrophic methanogens. A modified graphite felt cathode with neutral red (NR-cathode) was charged with electrochemical reducing power generated from a solar cell. The methane and carbon dioxide collected in a Teflon bag from the ECB were more than 80 ml/l of reactant/day and less than 20 ml/l of reactant/day, respectively, whereas the methane and carbon dioxide collected from a conventional bioreactor (CB) was around 40 ml/l of reactant/day, respectively. Moreover, the maximal volume ratios of methane to carbon dioxide (M/C ratio) collected in the Teflon bag from the ECB and CB were 7 and 1, respectively. The most predominant methanogens isolated from the CB on the $20^{th}$, $80^{th}$, and $150^{th}$ days of incubation were hydrogenotrophs. The methanogenic diversity analyzed by temperature gradient gel electrophoresis (TGGE) of the 16S rDNA variable region was higher in the ECB than in the CB. The DNA extracted from the TGGE bands was more than 95% homologous with hydrogenotrophic methanogens in the ECB, but was an aceticlastic methanogen in the CB. In conclusion, the ECB was demonstrated as a useful system for enriching hydrogenotrophic methanogens and increasing the M/C ratio of the gas product.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.60-65
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• 2005

연속적 전기흡착 셀에서 활성탄소섬유 부직포 전극을 사용하여 U(VI) 함유 폐액을 처리하였다. 더 낮은 전위에서 U(VI)의 전기흡착 효율을 높이기 위하여 ACFs를 화학약품으로 표면처리하고 그의 세공구조 및 관능기의 변화를 조사하였으며 처리조건이 U(VI)의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 표면처리한 모든 ACFs의 비표면적은 감소하였다. 중성염 및 염기성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 감소했지만 산성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 증가하였다. 산성관능기는 U(VI)의 흡착을 차단하여 산성용액 처리 ACFs 전극은 처리하지 않은 ACFs 전극에 비하여 U(VI)의 흡착용량이 감소했다. 중성염과 염기성 용액으로 처리한 ACFs 전극은 흡착용량이 크게 증가하여 -0.3 V의 낮은 전위에서도 처리하지 않은 ACFs 전극의 -0.9 V에 상응하는 결과를 얻었다. 이러한 결과는 ACFs 표면의 산성관능기 감소에 의한 이온의 차단효과(Shielding effect)가 줄어들 뿐만 아니라 음전위 가용에 의한 전기이중층 내에서의 $OH^-$의 증가로 U(VI) 흡착이 효율적으로 진행되었기 때문이다.

• Composites Research
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• 제35권1호
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• pp.42-46
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• 2022

탄소섬유 복합재를 제작하였을 때, 함께 적층되는 유리섬유 부직포 개수 및 적층 순서에 따른 기공률과 기계적 물성 간의 상관관계를 확인하였다. 탄소섬유 복합재는 고 투과성 물질인 유리섬유 부직포를 함께 적층 하여 진공 수지 이송 성형 법(vacuum assisted resin transfer molding, VARTM)을 통해 제작하였다. 기공률은 시편의 단면을 광학현미경으로 촬영 후 MATLAB의 기공률 계산 코드를 통해 측정하였고, 기계적 물성은 인장시험을 통해 인장 강도 및 인장 강성, 굽힘 강도, 굽힘 강성을 측정하였다. 또한, 기공률과 기계적 물성 간의 상관관계를 확인하기 위해 두 변수간 피어슨 상관계수를 계산하였다. 결과적으로 유리섬유 부직포의 개수가 증가할수록, 적층 시 중심에서 멀어질수록 기공률이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 인장 강도 및 인장 강성은 기공률과 약한 양의 상관관계를 보였다. 또한, 인장 강도 및 강성에 기공률만이 미치는 영향을 확인하기 위해 고전 적층 판 이론으로 계산한 기계적 물성과 실험값을 비교하였으며, 인장 강도의 차이는 기공률에 강한 양의 상관관계를 인장 강성은 약한 양의 상관관계를 보였다.

• 무역학회지
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• 제47권4호
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• pp.15-33
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• 2022

This study is to investigate multilateral environmental agreements,mainly UNFCCC on the primary export industry of Korea and to make a policy recommendation. Mostly literature reviews are focused on the traditional multilateral environmental agreements and the for the most part analysis are conducted prior to the Paris agreement. The result of survey indicates that many companies have not yet felt burden on their business due to UNFCCC(decarbonization) and have monitored the related policies. But the companies ask the government for strong incentives. The paper implies that enforcing strong government incentives, upgrading usage of the nuclear power, improving the related government legislation, setting up the special task force team with government and private sectors are needed.

• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.20-26
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• 2023

Emitted CO₂ is an attractive material for microbial electrochemical CO₂ reduction. Microbial electrochemical CO₂ reduction (i.e., microbial electrosynthesis, MES) using biocatalysts has advantages compared to conventional CO₂ reduction using electrocatalysts. However, MES has several challenges, including electrode performance, biocatalysts, and reactor optimization. In this study, an MES system was investigated for optimizing reactor types, counter electrode materials, and CO₂-converting microorganisms to achieve effective CO₂ upcycling. In autotrophic cultivation (supplementation of CO₂ and H₂), CO₂ consumption of Rhodobacter sphaeroides was observed to be four times higher than that with heterotrophic cultivation (supplementation of succinic acid). The bacterial growth in an MES reactor with a single-chambered shape was two times higher than that with a double chamber (H-type MES reactor). Moreover, a single-chambered MES reactor equipped with titanium mesh as the counter electrode (anode) showed markedly increased current density in the graphite felt as a working electrode (cathode) compared to that with a graphite felt counter electrode (anode). These results demonstrate that the optimized conditions of a single chamber and titanium mesh for the counter electrode have a positive effect on microbial electrochemical CO₂ reduction.