• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.26-35
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• 2016

수소는 공해가 없는 청정에너지 자원으로, 이를 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 점차 생산 및 소비량이 늘어날 것으로 전망된다. 그러나 수소의 열화학적 특성 상 매우 높은 가연성을 가지며, 특히 밀폐공간에서 수소 가스가 누출되는 경우에 위험성이 높다. 본 연구에서는 전산유체역학 해석기법을 적용하여 밀폐된 공간 내부의 수소가스 누출 현상에 대한 수치해석 연구를 수행하였고, 실험결과와 비교하였다. 또한, 검증된 해석기법을 적용하여 누출공의 크기에 따른 가스 확산 거동에 대하여 해석하고 다양한 기법을 통해 분석하였다. 누출 시간 경과에 따른 공간 내의 가연영역을 누출공 크기 별로 확인하고, 가연영역의 체적분율을 통하여 누출공의 크기가 증가할수록 공간 내부의 가연영역은 급속히 성장함을 확인하였다. 또한 수소 가스의 누출량과 가연영역이 천장까지 성장하는 최소 소요시간 사이의 관계를 도출하였다. 특정 모니터링 지점에서 가스 몰분율 분석을 통해 가스는 형상 규모의 영향을 받지 않고 등방적 특성으로 퍼져나감을 확인하였으며, 특정 지점에서의 가스 농도는 누출구로부터 발생하는 주 유동의 효과와 밀폐공간에서의 가스 누적 효과를 모두 고려해야 함을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제16권1호
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• pp.15-21
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• 2012

수소가스의 제트 누출에 의한 확산, 화재, 그리고 폭발에 의한 위험 범위를 분석하고, 안전거리 기준을 설정하기 위한 위험거리를 확산, 화재, 그리고 폭발에 대한 단순한 예측 식들을 제시하였다. 핀홀에 의한 누출과 같은 소량 수소가스 누출속도에 있어서 피해거리는 제트누출 확산에 의한 피해거리가 제트화재에 의한 피해거리보다 크며, 압력의 제곱근에 그리고 누출 홀의 직경에 비례하고 이는 수 십 미터에 이른다. 배관의 완전 파손 또는 저장 탱크의 큰 홀 발생과 같은 대량의 수소가스 누출속도에서는 제트화재의 피해거리가 개방공간의 가스운 폭발에 의한 피해거리보다 크며, 수 백 미터에 이른다. 수소충전소와 건물과의 최소이격거리 즉 안전거리 설정 기준을 대량 수소가스누출 사고시나리오를 기반으로 한다면, 도심지에 수소충전소는 안전거리 기준을 만족시키기 어려울 것이다. 따라서 대량의 수소가스 누출사고를 안전장치들을 통하여 예방하고, 안전거리 기준을 소량의 수소가스누출사고 기준으로 설정 할 수 있다. 그러나 대량누출 가능성이 있는 경우 학교와 병원 등 인구밀집 건물은 수 백 미터의 안전거리를 유지하여야 한다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.685-691
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• 2009

하이드록시기 유무, 극성도, 분자 크기가 서로 다른 용매 6종의 단일 용매 또는 혼합 용매계 흄드 실리카 분산체를 제조하고 각 분산체의 점도 및 유변학적 거동을 용매계의 특성의 관점에서 고찰하였다. 하이드록시기 포함 용매에 실리카를 분산하였을 때 안정적이고 저점도의 sol을 형성하였고 하이드록시기가 없고 비극성인 용매는 고점도의 gel을 형성하였다. 비극성 용매계 실리카 분산체에 하이드록시기 함유 용매를 첨가하면 일정 함량까지는 점도 감소 현상을 관찰할 수 있었으며, 더 이상의 점도 변화가 발생하지 않는 최소 임계함량이 있었다. 최소 임계함량은 하이드록시기 미포함 용매의 극성도가 클수록 줄어들었다. 하이드록시기 포함 용매계 실리카 분산체가 안정적인 저점도의 sol을 형성하는데 이는 실리카 표면의 실란올기와 용매의 하이드록시기간의 수소결합을 통한 용매화로 저점도 sol을 형성하는 것으로 볼 수 있다. 비극성용매에 실리카를 분산하였을 때는 실리카 표면의 실란올기 사이의 수소 결합을 통해 응집이 일어나 고점도의 gel이 형성되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.4-5
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• 2010

The surface phonon is defined as a coherent vibrational excitation of surface atoms propagating along the surface. It is characterized by a phonon dispersion curves, which were extensively studied in 1990's using helium atom scattering and high-resolution electron-energy-loss spectroscopy (HREELS)[1].The understanding is mainly based on the theoretical framework of a classical bond model or cluster calculations. The recent sample preparation and first principles calculations open the naval way to deep insight for surface phonon problems. The surface phonon dispersion on the hydrogen-terminated Si(111)-($1{\times}1$) surface [H:Si(111)] is the typical system and already reported experimentally [2] and theoretically [3], although the understandingis incomplete. The sample contaminated by the oxygen atoms on the surface and the calculations were also classical. In this study, firstly, we have prepared an ultra-clean H:Si(111) surface [4] and measured the surface phonon dispersion curvesusing HREELS. Secondly, we have performed first-principles density functional calculations with the projector augmented wave functionals, as implemented in VASP, using generalized gradient approximations. We used aslab of six silicon layers and both top and bottom surfaces were terminated with hydrogen atoms. Finally, we have compared with the surface phonon dispersion of deuterium-terminatedSi(111)-($1{\times}1$) surface[5] and led to our conclusions. The Si-H stretching and the bending modes are observed at 258.5 and 78.2 meV, respectively. These energies are the same as the previously reported values [2], but the energy-loss peaks at the lower energy regions are dramatically shifted. Through this combination study, we have formulated the procedure of preparing ultra-clean H:Si(111)/D:Si(111), which was confirmed by HREELS vibrational analysis. The Si surface will be utilized for further nano-physics research as well as for the materials for nano-fubrication.

• International Journal of Naval Architecture and Ocean Engineering
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• 제11권2호
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• pp.914-922
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• 2019

Gas composition has a significant impact on the dispersion behavior and accumulation characteristics of blowout gas. However, few public studies has investigated the corresponding effect of gas composition. Therefore, this study firstly builds the FLACS-based numerical model about an offshore drilling platform. Then several scenarios by varying the composition of blowout gas are simulated while the scenario with the composition of "Deepwater Horizon" accident is regarded as the benchmark. Furthermore, the effects of the gas composition on the flammable cloud volume, the influenced area of flammable cloud, the influenced area of hydrogen sulfide and the critical time of the hydrogen sulfide spreading to the living area are analyzed. The results demonstrate that gas composition is a driving factor for dispersion characteristics of blowout gas. All the results can give support to reduce the risk of the similar accidents incurred by real blowouts.

• 한국재료학회지
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• 제25권4호
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• pp.191-195
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• 2015

To improve its textural properties as a support for platinum catalyst, carbon aerogel was chemically activated with KOH as a chemical agent. Carbon-supported platinum catalyst was subsequently prepared using the prepared carbon supports(carbon aerogel(CA), activated carbon aerogel(ACA), and commercial activated carbon(AC)) by an incipient wetness impregnation. The prepared carbon-supported platinum catalysts were applied to decalin dehydrogenation for hydrogen production. Both initial hydrogen evolution rate and total hydrogen evolution amount were increased in the order of Pt/CA < Pt/AC < Pt/ACA. This means that the chemical activation process served to improve the catalytic activity of carbon-supported platinum catalyst in this reaction. The high surface area and the well-developed mesoporous structure of activated carbon aerogel obtained from the activation process facilitated the high dispersion of platinum in the Pt/ACA catalyst. Therefore, it is concluded that the enhanced catalytic activity of Pt/ACA catalyst in decalin dehydrogenation was due to the high platinum surface area that originated from the high dispersion of platinum.

• 기술사
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• 제45권6호
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• pp.20-27
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• 2012

World has become interested in the development of new dean energy because of oil prices rise and global warming due to carbon dioxide emissions. This study evaluated the safety of the refueling infrastructure for hydrogen, CNG and HCNG(hydrogen blended natural gas) which recently take center stage as a clean fuel. The risk of fuel was evaluated by 3D computational fluid dynamics program for gas dispersion and explosion. Hydrogen is higher than the CNG explosion overpressure and shows rapid spread. On the other hand, CNG and 30% HCNG showed quite similar characteristics. HCNG slightly rises in risk than the CNG, but HCNG is safe compared to hydrogen.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.82-87
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• 2004

Hydrogen is considered to be the most important future energy carrier in many applications reducing greenhouse gas emissions significantly. To be applicable as energy carrier the safety issues associated with hydrogen applications needs to be investigated and fully understood. In order to analyze the risks associated with hydrogen applications, accidents associated with hydrogen in Korea from 1963 to 2002 have been analysed in this work. From analysis of accidents, we propose the necessity of research on hydrogen releases, dispersion in air, and explosion due to high hazardous of hydrogen.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.529-529
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• 2012

Dispersion of carbon nanotubes in biocompatible media are of particular interest for diverse biomedical and nanomedicine applications. Various biomolecules and biopolymers such as DNA, proteins, poly L-lysine, starch, gelatin, steroid biosurfactants, and chitosan have shown capability for the effective dispersion of carbon nanotubes in water. Chitosan has demonstrated capacity for effective dispersion of single-walled carbon nanotubes (SWCNTs) in acidic medium and it also showed tendency to preferentially disperse smaller diameter nanotubes. Chemical functionalizations of chitosan enable its solubility in neutral pH water by reducing the intra and inter molecular hydrogen bonding. Herein, we present a neutral pH water soluble chitosan derivative, chitosan-hydroxyphenyl acetamide (CHPA), obtained by functionalizing the amino groups of chitosan with 4-hydroxyphenyl acetic acid, as an efficient biocompatible dispersant for debundling and solubilization of SWNTs in neutral aqueous solutions. Various process conditions for individual dispersion of SWCNTs are analyzed based on optical absorption and Raman spectroscopy.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권6호
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• pp.239-244
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• 2019

수소 분위기 열처리 및 수소 플라즈마 처리의 두 가지 수소화 표면개질을통해 나노다이아몬드 seed 입자의 분산 향상 및 평탄한 초미세 나노결정질 다이아몬드 박막증착을 위한 핵형성 밀도 향상을 확보하였다. 수소화 처리 이후 나노다이아몬드 입자 표면의 탄소-산소 및 산소-수소 결합기가 탄소-수소 결합기로 전환되는 화학적 표면개질이 진행되었고 Zeta 전위가 증가하였다. 분산도 향상에 따라 나노다이아몬드 응집체 크기가 현저하게 감소하였고 핵형성 밀도는 크게 증가하였다. 600℃, 수소분위기에서 열처리 이후 나노다이아몬드 평균 입자 크기가 3.5 ㎛에서 34.5 nm로 크게 감소하였고, seeding 된 Si 기판 표면에서 ~3.9 × 10¹¹ nuclei/㎠의 매우 높은 핵형성 밀도를 확보하였다.