• 한국재료학회지
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• 제28권1호
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• pp.24-31
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• 2018

This study reports an environment-friendly synthetic strategy to process nickel oxide nanocrystals. A mesoporous nickel oxide nanostructure was synthesized using an environmentally benign biomimetic method. We used a natural rambutan peel waste resource as a raw material to ligate nickel ions to form nickel-ellagate complexes. The direct decomposition of the obtained complexes at $700^{\circ}C$, $900^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$ in a static air atmosphere resulted in mesoporous nickel oxide nanostructures. The formation of columnar mesoporous NiO with a concentric stacked doughnuts architecture was purely dependent on the suitable direct decomposition temperature at $1100^{\circ}C$ when the synthesis was carried out. The prepared NiO nanocrystals were coated on cotton fabric and their antibacterial activity was also analyzed. The NiO nanoparticle-treated cotton fabric exhibited good antibacterial and wash durability performance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.514-523
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• 2021

This study investigated the effect of anode fuel composition on the performance of direct borohydride/hydrogen peroxide fuel cells (DBHPFCs). The effect of sodium borohydride (NaBH₄) and sodium hydroxide (NaOH) concentrations on fuel cell performance was determined through fuel cell tests. Fuel cell performance increased with an increase in the NaBH₄ concentration, whereas it decreased with an increase in the NaOH concentration. The anode fuel composition was selected as 10 wt% NaBH₄+10 wt% NaOH+80 wt% H₂O based on the fuel viscosity, electrochemical reaction rate, and decomposition reaction rate. DBHPFCs were also tested to analyze the effect of operating temperature and operation time on fuel cell performance. The present results can be used as a reference basis to determine operating conditions of DBHPFCs.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.369-378
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• 2010

포화된 다공질매체의 수치해석에서는 일반적으로 고체영역과 유체영역을 동시에 고려한 혼합유한요소해석(Mixed Finite Element Analysis)이 쓰인다. 여기서 고체영역과 유체영역에서의 변수를 계산하기 위해서는 직접법(Direct Method) 또는 반복법(Iterative method)을 사용할 수 있으나, 각 구성물질의 상이한 물리적 특성 때문에 수치안정성을 확보하기 위해서는 대부분 스태거드 방법(Staggered method)이 제안된다. 본 논문에서는 수치안정성을 높인 스태거드 방법에서 영역 분할기법 중 하나인 FETI(Finite Element Tearing and Interconnecting)기법을 고체영역에 접목시켜 수치효율성을 증대시키는 방법이 제안되었다. 고체영역에서 라그랑지 승수와 Conjugated Gradient Method를 이용해 영역 분할이 진행되고 MPI(Message Passing Interface) 라이브러리를 사용하여 수치 효율성을 검증하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권6호
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• pp.527-534
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• 2015

본 연구에서는 직접 탄소 연료전지(DCFC)에서 세 종류의 탄화수소(메탄, 에탄, 프로판) 열분해를 이용하여 다공성 니켈 연료극에 탄소를 직접 생성시켜 연료극과 연료간의 물리적 접촉을 향상시켰다. 전자현미경으로 각각의 탄화수소로부터 생성된 탄소 입자들이 탄소 수가 증가함에 따라 각각 탄소구형체(CS), 탄소나노튜브(CNT), 탄소나노섬유(CNF)임을 확인하였다. 그리고 탄소 샘플들의 결정성을 알아보기 위해 라만 산란 분석을 수행하였고, 탄화수소의 탄소 수가 증가할수록 생성된 탄소의 결정성이 떨어지고 더 유연하였다. 동일한 질량의 탄소로 채워진 연료극의 DCFC 성능을 $700^{\circ}C$ 에서 측정하였고, CNT 와 CNF 가 CS 보다 반응성이 좋아 각각 148%, 210% 높은 전력밀도를 보였다. 이는 결정성이 떨어지는 CNT 와 CNF 의 낮은 전하전달저항에 의한 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제29권2호
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• pp.126-134
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• 2023

직접촉매분해기술은 반도체 및 디스플레이 산업에서 아산화질소(N₂O)의 배출을 완화할 수 있는 유망한 기술이다. 본 연구는 7대 온실가스 중에 하나인 N₂O 직접촉매분해를 위한 γ-Al₂O₃ 촉매에 관한 것이다. 실험에 사용한 γ-Al₂O₃ 촉매는 뵘석 분말을 사용하여 압출 성형하여 제조하였으며, 반응은 직경 약 5 mm 크기로 분쇄한 촉매를 직경 25.4 mm (1인치) 반응기를 사용하여 수행하였다. N₂O 농도는 약 1%가 되도록 공급하였으며, 온도는 550-750 ℃, 압력은 상압, GHSV는 1800-2000 h-1에서 촉매반응 특성을 확인하였다. 분위기 가스로는 질소, 공기 그리고 공기+수분을 공급하여 N₂O 분해 특성과 산소의 영향 및 스팀의 영향을 확인하였다. 촉매 내구성은 N₂ 분위기에서 수행하였는데, 700 ℃에서 350 시간 동안 연속 운전을 통해 확인하였다. 실험결과 불활성 분위기(N₂)일 경우 700 ℃에서 N₂O 분해율이 100%에 가까운 수준까지 도달함을 확인하였고, 공기와 수분을 공급할 경우 분해율이 낮아짐을 확인하였다. 내구성 실험 결과 350 시간동안 촉매성능저하는 없었다. 따라서 뵘석 분말로 제조한 γ-Al₂O₃ 촉매는 N₂O 분해 특성에 우수할 뿐만 아니라 내구성 또한 우수하여 전자 산업을 비롯하여 질산제조공정 등 산소와 수분이 존재하는 경우에도 적용 가능할 것으로 기대한다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제15권1호
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• pp.27-50
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• 2006

우리나라 산업의 1990년과 2000년의 $CO_2$ 배출량을 각각 추정하고, 이 기간중 배출량 변화에 영향을 준 요인별 기여도를 조사하였다. 산업별 배출량에는 생산과정에서 직접 사용하는 에너지는 물론 원재료 생산에 사용된 에너지로 인해 간접적으로 배출되는 $CO_2$까지 포함하였다. 배출량 추정에는 통상적인 산업연관모형을 환경부문으로 확장한 $CO_2$ 혼합 산업연관모형을 이용하였다. 배출량 변화의 요인 분해에는 산업연관분석을 이용한 구조분해기법 (IO-SDA)을 사용하였다. 이 때 각 요인별 영향 계산에 적용하는 가중치는 기준연도와 비교연도의 평균값을 사용하여 가중치 선택의 자의성을 줄이고 완전분해가 되게 하였다. 추정 결과 국내 산업의 직 간접 $CO_2$ 배출량은 1990년에 6,444만 탄소톤에서 2000년에는 1억 1,552만 탄소톤으로 5,163만 탄소톤이 증가한 것으로 나타났다. 직접 $CO_2$ 유발계수 변화, 간접 $CO_2$ 유발계수 변화, 국내 최종수요 성장, 수출 증가, 수입 증가, 국내 최종수요 구조 변화, 수입 구조 변화, 수출 구조 변화 등 여덟 가지 요인별로 배출량 변화에 미친 영향을 분석한 결과 직접 $CO_2$ 유발계수 변화, 간접 $CO_2$ 유발계수 변화, 수입수요의 증가 및 구조 변화는 배출량 감소 효과를 낳았으나, 국내 최종수요 성장 및 구조 변화와 수출수요 증가와 구조 변화는 배출량을 증가시키는 요인으로 작용하였다. 산업이 직접 사용하는 에너지로 인한 $CO_2$ 배출량은 물론 제품 생산 과정에서 투입된 원재료의 생산에 소요된 에너지로 인한 배출량까지 모두 파악하는 것은 $CO_2$ 배출 저감 정책의 효율성을 높일 수 있는 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권10호
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• pp.988-993
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• 2002

Lanthanum Stannate Pyrochlore($La_2Sn_2O_7$) 촉매를 이용하여 $NO_x$ 제거를 위한 전기화학 촉매 셀을 제조하였다. 촉매전극은 수열합성법을 통해 합성한 $La_2Sn_2O_7$ 분말과 안정화 지르코니아(YSZ) 분말을 혼합하여 촉매층 페이스트를 제조한 후 이를 YSZ 디스크 고체전해질 위에 스크린프린팅하여 후막을 도포하였다. 위와 같이 제조한 전기화학 셀의 $NO_x$ 분해 실험은 galvanostat을 이용하여 셀에 일정한 전류를 인가하고 700${\circ}C$에서 NO 0.1%와 산소 2%의 반응가스에 대한 분해 정도를 gas chromatography와 NOx analyzer를 이용하여 측정을 하였다. 촉매 전극의 두께와 소성 온도에 따른 촉매전극의 미세구조가 $NO_x$ 분해에 미치는 영향과 전류량(0.05∼0.6A)에 따른 $NO_x$ 분해율을 측정하였다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2244-2249
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• 2007

A directly heated $SO_3$ decomposer for the sulfur-iodine and hybrid-sulfur processes has been introduced and analyzed by using a computational fluid dynamics code(CFD) with the CFX 5.7.1. The use of a directly heated decomposition reactor in conjunction with a VHTR allows higher decomposition reactor operating temperature. However, the thermochemical and hybrid hydrogen production processes accompanied with the high temperature and strongly corrosive operating conditions basically have material problems. In order to resolve these problems, we carried out the development of a structural material and equipment design technologies. The results show that the maximum temperature of the structural material (RA330) could be maintained at 800$^{\circ}C$ or less. Also, it can be seen that the mean temperature of the reaction region packed with catalysts in the $SO_3$ decomposition reactor could satisfy the temperature condition of around 850 $^{\circ}C$ which is the target temperature in this study.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제23권3호
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• pp.199-206
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• 2006

Direct decomposition of methane over three types of carbon black (N330-p, N330-f, and HI-900L) was carried out in a fluidized bed quartz reactor. Properties of carbon black before and after reaction were measured and found to be related with surface structure and weight gain. For N330-p and N330-f, some carbon deposit on the surface was considered to be the reason for the increase of BET surface area and pore volume with weight gain. Carbon deposits on the surface and the conglutination of some aggregates may explain the slight increase of particle size. Properties of HI-900L changed much more significantly with weight gain. It is supposed that the increase of aggregate size of HI-900L were due to some unknown oily components. The corresponding agglomeration might be the reason for the decrease of BET surface area with weight gain, as compared with the increase of that for the case of N330 black.

• 대한기계학회논문집B
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• 제22권7호
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• pp.1030-1040
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• 1998

One of the main unresolved issues in large-eddy simulation(LES) of wall-bounded turbulent flows is the requirement of high spatial resolution in the near-wall region, especially in the spanwise direction. Such high resolution required in the near-wall region is generally used throughout the computational domain, making simulations of high Reynolds number, complex-geometry flows prohibitive. A grid-embedding strategy using a nonconforming spectral domain-decomposition method is proposed to address this limitation. This method provides an efficient way of clustering grid points in the near-wall region with spectral accuracy. LES of transitional and turbulent channel flow has been performed to evaluate the proposed grid-embedding technique. The computational domain is divided into three subdomains to resolve the near-wall regions in the spanwise direction. Spectral patching collocation methods are used for the grid-embedding and appropriate conditions are suggested for the interface matching. Results of LES using the grid-embedding strategy are promising compared to LES of global spectral method and direct numerical simulation. Overall, the results show that the spectral domain-decomposition grid-embedding technique provides an efficient method for resolving the near-wall region in LES of complex flows of engineering interest, allowing significant savings in the computational CPU and memory.