• 융합정보논문지
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• 제12권2호
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• pp.134-141
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• 2022

알루미늄-공기 전지의 성능을 향상시키기 위해서는 전극의 전기화학적 특성에 미치는 전해질의 영향을 이해하는 것이 매우 중요하다. 본 연구에서는 NaCl, LiCl, CaCl₂, ZnCl₂와 같이 동일한 음이온을 가지나 양이온이 다른 전해질을 사용하여 음극과 양극에서 진행되는 전기화학적 산화·환원 반응에 미치는 전해질 양이온의 영향에 관하여 조사하였다. 전극의 방전 전위 및 비용량에 전해질 양이온이 영향을 준다는 것이 방전 시험, 주사전자현미경과 X-선 회절 분석에 의해 확인되었다. NaCl과 LiCl 전해질 용액 중에서 상대적으로 높은 셀 전압과 비용량이 얻어졌다. 양극 표면에는 Ca²⁺와 Zn²⁺ 이온에 의해 전극 반응을 방해하는 침전물이 생성되었으며, 이로 인해 양극 성능이 저하되었다. 게다가 Ca²⁺ 이온은 음극의 부동태화를 유발하면서 음극의 성능 저하를 촉진시켰다. 이것은 전해질의 양이온이 양극과 음극의 전기화학적 성능에 각각 다른 영향을 주고 있음을 시사하는 것이다.

• 한국안전학회지
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• 제31권5호
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• pp.133-140
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• 2016

Most small weir installed in Korea is concrete solidated weir. Fixed weir causes stagnant flow, which leads to deposit sediment just upstream of weir. As time goes on, it would induce reduction of water storage capacity and invoke the serious water quality issues. Therefore, there has been a growing interest in movable weir. Especially, the flexible rubber weir is easy to install and possible to operate in extreme environments. However, even though this type can be flatable, it is also not free from sediment deposition problem. Thus, to enhance the ability of releasing deposition the bypass pipe was constructed underneath it. In this study the performance of its ability was examined with hydraulic model test. This bypass pipe was designed with 3 different dimensions to connect between each bottom of upstream and downstream of a weir, such as Type A, B, and C. The efficiency of drainage of deposition upstream was studied under two water of upstream and sediment heights. In addition, the ability of sediment emission through the bypass pipe after the pipe was blocked by debris like soil, vegetation et al. was examined by video monitoring. From this study, it was suggested a dimensionless equation which show the relationship of variable parameters and amount of emission sediment through bypass pipe. And it was found that the most significant factors on efficiency of releasing were elbow angle and discharge, and the ability of emission when the pipe was blocked was most highly influenced in tilting length.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.549-555
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• 2018

본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다.

• 전기학회논문지
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• 제63권5호
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• pp.622-628
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• 2014

This paper presents the SOC-based control strategy of BESS(Battery Energy Storage System) for providing power system frequency regulation in the bulk power systems. As the life cycle of BESS would be shortened by frequent changes of charge and discharge required for frequency regulation in a steady state, the proposed algorithm operates BESS within a range of SOC where its life cycle can be maximized. However, during a transient period of which occurrence frequency is low, BESS would be controlled to use its full capacity in a wider range of SOC. In addition, each output of multiple BESS is proportionally determined by its SOC so that the balance in SOC of multiple BESS can be managed. The effectiveness of the proposed control strategy is verified through various case studies employing a test system. Moreover, the control result of BESS with the measured frequency from a real system shows SOC of BESS can be maintained within a specific range although the frequency deviation is biased.

• 한국재료학회지
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• 제29권9호
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• pp.519-524
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• 2019

Spherical $Li_3V_2(PO_4)_3$ (LVP) and carbon-coated LVP with a monoclinic phase for the cathode materials are synthesized by a hydrothermal method using $N_2H_4$ as the reducing agent and saccharose as the carbon source. The results show that single phase monoclinic LVP without impurity phases such as $LiV(P_2O_7)$, $Li(VO)(PO_4)$ and $Li_3(PO_4)$ can be obtained after calcination at $800^{\circ}C$ for 4 h. SEM and TEM images show that the particle sizes are $0.5{\sim}2{\mu}m$ and the thickness of the amorphous carbon layer is approximately 3~4 nm. CV curves for the test cell are recorded in the potential ranges of 3.0~4.3 V and 3.0~4.8 V at a scan rate of $0.01mV\;s^{-1}$ and at room temperature. At potentials between 3.0 and 4.8 V, the third $Li^+$ ions from the carbon-coated LVP can be completely extracted, at voltages close to 4.51 V. The carbon-coated LVP exhibits an initial specific discharge capacity of $118mAh\;g^{-1}$ in the voltage region of 3.0 to 4.3 V at a current rate of 0.2 C. The results indicate that the reducing agent and carbon source can affect the crystal structure and electrochemical properties of the cathode materials.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제6권4호
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• pp.461-466
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• 2020

There are many application fields of electrical energy storage such as load shifting, integration with renewables, frequency or voltage supports, and so on. Especially, the frequency regulation is needed to stabilize the electric power system, and there have to be more than 1 GW as power reserve in Korea. Ni-rich layered oxide cathode materials have been investigated as a cathode material for Li-ion batteries because of their higher discharge capacity and lower cost than lithium cobalt oxide. Nonetheless, most of them have been investigated using small coin cells, and therefore, there is a limit to understand the deterioration mode of Ni-rich layered oxides in commercial high energy Li-ion batteries. In this paper, the pouch-type 20 Ah-scale Li-ion full cells are fabricated using Ni-rich layered oxides as a cathode and graphite as an anode. Above all, two test conditions for the application of frequency regulation were established in order to examine the performances of cells. Then, the electrochemical performances of two types of Ni-rich layered oxides are compared, and the long-term performance and degradation mode of the cell using cathode material with high nickel contents among them were investigated in the frequency regulation conditions.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제5권4호
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• pp.13-24
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• 2004

부산광역시 소재 폐납석광산인 임기광산 채굴적 및 폐석적치장 및 하상퇴적물에 대해 산-염기 평가(ABA test)와 폐석적치장 상부에 대해 디스크-장력침투계를 이용하여 수리특성을 분석하였다. 임기광산 폐석적치장 주변에서 최대 산 발생력(MPA)은 246.942kg $H_2SO_4/t$였고, 산 중화능력(ANC)은 최대 8.7kg $H_2SO_4/t$로 나타나 노출된 채굴적 암반 및 폐석은 ARD를 발생하는 지질물질로 나타났다. 또한 이들에는 이미 황화광물이 산화되어 암석 표면에 염 및 자유수소 이온을 보유하여 강우와 접촉시 표층수 및 침투수 등을 ARD로 변화시키는 지구화학적 특성을 지닌 상태로 판단된다. 임기광산의 폐석적치장은 비록 매우 낮은 침투율을 갖고 있으나 폐석적치장 법면부에 심한 침식작용으로 V자형 침식골이 노출되어 있고 노출부위에 수리전도도가 큰 쇄설층들이 노출되어 강우의 침투경로 역할을 할 것으로 판단된다. 이러한 굵은 쇄설성 입자층의 노출은 지표에서 생성된 ARD 통로 기능뿐만 아니라 공기의 이동 경로가 되어 폐석내 포함된 황화광물의 지속적인 산화작용을 유발시키는 수리적 특성을 보유한다고 할 수 있다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제50권3호
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• pp.356-367
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• 2018

A series of tests dedicated to station blackout (SBO) accident scenarios have been recently performed at the $Prim{\ddot{a}}rkreislauf-Versuchsanlage$ (primary coolant loop test facility; PKL) facility in the framework of the OECD/NEA PKL-3 project. These investigations address current safety issues related to beyond design basis accident transients with significant core heat up. This work presents a detailed analysis using the best estimate thermal-hydraulic code TRACE (v5.0 Patch4) of different SBO scenarios conducted at the PKL facility; failures of high- and low-pressure safety injection systems together with steam generator (SG) feedwater supply are considered, thus calling for adequate accident management actions and timely implementation of alternative emergency cooling procedures to prevent core meltdown. The presented analysis evaluates the capability of the applied TRACE model of the PKL facility to correctly capture the sequences of events in the different SBO scenarios, namely the SBO tests H2.1, H2.2 run 1 and H2.2 run 2, including symmetric or asymmetric secondary side depressurization, primary side depressurization, accumulator (ACC) injection in the cold legs and secondary side feeding with mobile pump and/or primary side emergency core coolant injection from the fuel pool cooling pump. This study is focused specifically on the prediction of the core exit temperature, which drives the execution of the most relevant accident management actions. This work presents, in particular, the key improvements made to the TRACE model that helped to improve the code predictions, including the modeling of dynamical heat losses, the nodalization of SGs' heat exchanger tubes and the ACCs. Another relevant aspect of this work is to evaluate how well the model simulations of the three different scenarios qualitatively and quantitatively capture the trends and results exhibited by the actual experiments. For instance, how the number of SGs considered for secondary side depressurization affects the heat transfer from primary side; how the discharge capacity of the pressurizer relief valve affects the dynamics of the transient; how ACC initial pressure and nitrogen release affect the grace time between ACC injection and subsequent core heat up; and how well the alternative feeding modes of the secondary and/or primary side with mobile injection pumps affect core quenching and ensure stable long-term core cooling under controlled boiling conditions.

• 전기화학회지
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• 제3권1호
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• pp.44-48
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• 2000

상온에서 DC-magnetron sputtering으로 증착한 비정질의 $V_2O_5$ 박막을 양극물질로 하여 $V_2O_5/LIPON/Li$으로 구성된 박막형 리튬이차전지를 제작하였다. $V_2O_5$의 양극특성은 액체전해질을 이용한 half cell 구조에서 평가하였으며, $Ar/O_2$ 분압비의 변화에 따라 제작된 $V_2O_5$ 양극은 분압비 80/20에서 가장 좋은 특성을 보였다. 자체 제작한 $Li_3PO_4$ 타겟을 사용하여 RF-sputtering으로 순수한 질소 분위기 하에서 양극 위에 고체전해질 LIPON 박막을 형성하였으며, 1.2-4.0V vs. Li 구간에서 리튬에 대해 반응성이 없는 안정한 화합물임을 확인하였다. 음극으로 쓰인 약 $2{\mu}m$두께의 금속리튬박막은 진공 열 증착법으로 제조하였으며, $V_2O_5/LIPON/Li$의 박막형 리튬이차전지는 $1.2\~3.5V$ 구간에서 초기에 약 $150{\mu}A/cm^2{\mu}m$의 높은 방전용량을 나타내었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제11권12호
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• pp.4721-4726
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• 2010

본 논문은 압축기 인버터 주파수 제어에 따른 CO2용 수냉식 열펌프의 성능 특성에 대해서 실험적으로 조사하였다. 실험장치는 압축기, 가스냉각기, 팽창밸브, 증발기, 내부 열교환기, 수액기로 구성된다. 실험장치에 사용된 모든 열교환기는 동관으로 제작된 이중관식 대향류형이다. 가스냉각기와 증발기는 2.4 m인 소시험부 6개와 4개로 각각 구성된다. 실험결과를 요약하면, 우선 증발기와 가스냉각기의 입구온도와 냉매유량이 일정한 조건하에서 압축기 인버터 주파수가 증가할수록 압축비와 토출압력이 증가한다. 또한 인버터 주파수가 증가할수록 난방능력과 압축일량은 증가하는 반면 성능계수는 감소한다. 그리고 증발기 입구 2차유체의 온도가 $15^{\circ}C$에서 $25^{\circ}C$로 증가함에 따라 압축비와 압축일량은 감소하지만 질량유량, 난방능력, 성능계수는 증가한다. 위의 이러한 경향은 종래의 프레온계 냉매 시스템의 성능 변화와 유사하다.