• 제목/요약/키워드: Electricity

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Packed Column 에어레이터에서 매질로 이용한 발포스티로폼 입자의 산소 전달 효과 (Effects of Oxygen Transfer Rate of a Polystyrene Foam Bead Media in a Packed Column Aerator)

  • 박정환;김유희;조재윤
    • 한국양식학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.267-275
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    • 2000
  • 이 연구는 값싸고 높은 비 표면적을 제공할 수 있는 발포스티로폼 입자를 packed column 에어레이터의 산소전달 매질로 이용 가능성을 알기 위하여 매질의 깊이와 수리학적부하량에 따른 산소 전달 특성과 효율을 조사 하였다. 이용된 발포스티로폼 입자는 직경 2.5 mm의 구형이었으며, 비표면적이 1350 $m^2$/$m^3$으로 일반적으로 이용되는 매질에 비해 약 3.7~7.0배 더 넓은 비표면적을 제공할 수 있다. 이 매질을 직경 10 cm, 높이 1 m의 내부 관찰이 용이한 아크릴 관으로 제작한 packed column 에어 레이터에 0, 4.5, 9그리고 18 cm의 매질을 채워 넣고, 수온 20, 25 및 3$0^{\circ}C$에 대해 수리학적 부하량을 2, 4 및 5.6 $m^3$/$m^2$/min로 각각 달리하여 산소전달특성을 실험한 결과(Exp. 1),모든 실험 수온에서 수리학적 부하량이 증가함에 따라 표준산소전달률이 증가하였으나 매질의 깊이는 9 cm 까지는 증가하다가 18 cm에서는 감소하였다. 표준산소전달률은 매질 깊이 9 cm에서 수리학적 부하량이 5.6 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 그러나 수리학적 부하량이 증가함에 따라 펌프의 소모 전력이 증가하여, 단위소모 전력당 표준에어레이션 효율은 매질의 깊이 9 cm에서 수리학적부하량 2 $m^3$/$m^2$/min일 때 가장 높았다. 따라서 모든 수리학적 부하량에서 매질의 깊이 9 cm 일 때 표준산소전달률과 표준에어레이션 효율이 가장 좋았다. 이 매질을 직경 20 cm, 높이 2 m의 PVC관으로 제작한 packed column 에어레이터에 깊이를 0, 9, 18, 27 및 36 cm로 넣고 순환여과식 시설 내에 실험실 규모의 적용실험을 통해 에어레이터의 효율을 조사하였는데 (Exp.2), 실험 수온 27$^{\circ}C$에서, Exp. 1에서와 동일한 3개의 수리학적 부하량에서 산소 전달률을 측정한 결과, Exp. 1에서와 같이 수리학적 부하량과 매질의 깊이의 증가에 따라 산소 전달률이 증가하였으며, 매질의 깊이가 가장 깊은 36 cm에 대해, 수리학적 부하량이 2 $m^3$/$m^2$/min 일때, 2 kg 02 kg $O_2$/kW-hr의 가장 높은 표준에어레이션효율을 나타내었다. 위의 두 실험 결과에 따라 packed column 에어레이터에서 발포스티로폼 입자를 산소전달 매질로 이용하여 산소 전달률을 증가시킬 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

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전기공사 현장대리인의 역할 및 역량에 대한 교육요구분석 (Training Needs Analysis for the Roles and Competency of Field Representatives in Electric Work)

  • 윤현우;윤관식
    • 대한공업교육학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.142-162
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    • 2015
  • 본 연구는 전기공사 현장대리인의 역할 및 역량을 도출하고, 현업에 있는 현장대리인의 교육 요구도를 확인하여 향후 국내기업에서 현장대리인이 성공적인 역할을 수행하기 위한 기초자료와 시사점을 제공하는데 그 목적이 있다. 연구목적을 달성하기 위해 (1) 전기공사 현장대리인의 역할 분석, (2) 전기공사 현장대리인의 역량 분석, (3) 전기공사 현장대리인의 역량에 대한 교육 요구분석의 3단계로 연구절차를 설정하였다. 연구방법은 전기공사 현장대리인 전문가 10명에 대한 포커스그룹 인터뷰를 수행하였고, 현업에 종사하고 있는 현장대리인을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 요구분석은 현장대리인의 종요도와 현재 수준 간의 차이를 t 검정으로 분석하고, 역량 중요도와 현재수준에 대한 인식차이를 Borich 공식을 활용하여 도출하였으며, The Locus for Focus 모델을 통해 역량 중요도가 높고 불일치수준이 높은 역량을 확인하여 우선순위를 결정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 전기공사 현장대리인의 역할은 현장조사자, 서류작성자, 대관업무자 등 13개가 도출되었다. 둘째, 전기공사 현장대리인의 역량은 의사소통능력, 협력적 태도 등 총 16개 역량이 필요한 것으로 도출되었다. 현장대리인의 중요도 인식순위는 의사결정력, 의사소통능력, 실천력, 시간관리능력, 분석적사고 순으로 높게 나타났다. 셋째, 16개의 역량에 대한 현재수준과 중요도의 차이를 분석한 결과 통계적으로 모두 유의미한 차이를 보이고 있고, Borich 요구도 분석 결과 1순위로 요구되는 역량은 '의사소통능력'이었고, '실천력', '갈등관리능력', '분석적사고', '시간관리능력' 순이었다. 또한, The Locus for Focus 모델 분석 결과 제 1사분면(HH)에 포함된 역량은 '의사소통능력', '분석적사고', '의사결정력', '전문성', '시간관리능력', '실천력', '업무추진력'으로 7개 역량에 요구가 높은 것으로 나타났다. 이에 최우선 순위군은 Borich 요구도와 The Locus for Focus 모델에서 공통적으로 나타난 '의사소통능력', '분석적사고', '시간관리능력', '실천력', '업무추진력' 5개 항목이었고, '의사결정력', '전문성', '갈등관리능력', '부하육성' 4개 항목은 차순위 군으로 분석되었다.

무대조명을 통한 무용 예술의 무대공간 시각화 방안 연구 (A Study on Methods for the Visualization of Stage Space through Stage Lighting)

  • 이장원;이진우
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제23권4호
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    • pp.16-28
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    • 2009
  • 무대 예술은 근본적으로 '본다'는 본질을 바탕으로 삼는 동시에, 보여주고 보는 행위의 상대성을 지니고 있다. 무대 조명을 인공적인 빛을 이용하여 무대 예술의 근본인 '본다'는 본질을 해결하고 현대에 이르러서는 전기의 발명과 함께 급속도로 발전된 조명기재들과 광학의 발달에 힘입어 무대 예술의 중요한 시각적 표현매체로 역할이 증대되었다. 그러므로 조명은 하나의 무대예술 분야에서 빛이라는 매개체를 이용하여 무대공간을 아름답게 표현할 뿐만 아니라 관객에게 지적, 정서적 감동을 주는, 시간과 공간을 미학적으로 표현하는 시각예술이라 할 수 있다. 즉 무대 조명이란 조명 공학(기술, 과학) + 미의식(감각, 예술)의 복합적인 기능이라 할 수 있다. 무용은 움직임의 예술이며 선의 예술이다. 신체의 움직임은 무용의 재료이며, 움직임을 만들어 내는 무용수의 몸은 표현의 매체이다. 무용 예술은 인간의 신체를 도구로 움직임을 선정하고, 의식적으로 형상화된 동작의 표현 또는 내면의 정서적 반영을 관객들에게 극대화된 미적체험을 전달하며 감동을 전이시키는 예술이며, 시각적인 미를 보다 확대시키고 강조하기 위하여 무대 공연에 있어 조명, 장치, 의상, 음악, 소품 등의 보조적 도구들을 활용하는 종합예술이다. 그 중에서도 무용 조명은 그 표현의 미를 극대화 시키는 시각예술로서 순수한 신체언어의 조형적 시각화 작업이 필요하다. 이를 위해 본 연구자는 무대 조명의 기초와 타 분야와의 관계, 조명의 기능과 특징을 연구하여 무용 예술의 시각화를 극대화 시킬 수 있는 조명의 활용방안을 마련하고, 조명의 예술적 발전과 무용의 미적 표현 능력을 극대화 시키는데 그 목적이 있으며 다음과 같은 결론에 도달하였다. 첫째, 조명은 다양한 기재가 갖고 있는 빛의 형태와 방향성 등을 이용하여 무대 공간을 시각화 할 수 있으며, 작품이 추구하는 이미지 극대화를 표현할 수 있다. 둘째, 무용 작품에 있어 무용이 갖고 있는 공간의 형태를 빛의 움직임을 통한 시각적 연출로서의 조명이 가능하다. 셋째, 빛으로 창출하는 시각적, 공간적 표현을 통하여 작품의 극적 카타르시스를 관객에게 지적, 정서적 감동을 일으키게 한다. 넷째, 조명이 보조자로서의 역할이 아니라 독창적인 하나의 시각 디자인으로 자리매김 할 수 있다. 끝으로 대다수 사람들이 상식적으로 생각하고 있는 "무대를 밝게 비추는" 조명의 단순한 기능에서 벗어나 예술의 한 영역으로 발전하기 위해서는 조명 디자이너는 창조성과 예술성을 가지고 안무가의 의도나 작품을 이해하여 빛과 색채를 미적인 언어로 파악하여 작품의 효과를 높여주고 작품 구성의 한 요소로 참여하여 조명이 하나의 예술로 다뤄질 수 있도록 노력해야 한다. 특히 이번 연구를 통해 빛의 움직임을 통한 공간의 구성을 미학적으로 표현하기 위해서는 기본적으로 예술적 감각을 키우고, 생명력을 불어 넣는 빛의 예술뿐 아니라 저변에 걸쳐있는 제반예술에 대해 심미안을 키워야 할 것이다.

환원전극 DO 농도에 따른 단일 및 직렬연결 미생물연료전지 전기발생량 평가 (Evaluation of Single and Stacked MFC Performances under Different Dissolved Oxygen Concentrations in Cathode Chamber)

  • 유재철;이태호
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.249-255
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    • 2009
  • 미생물연료전지(Microbial fuel cell, MFC)의 효율은 산화전극부내의 유기물 산화율, 전기활성박테리아에 의한 전자 전달, 수소이온 전달, 환원전극내의 전자수용체의 농도 및 환원율, 내부저항 등 다양한 요소에 영향을 받는다. 특히 산소를 전자수용체로 이용하는 MFC의 경우, 환원전극내 산소농도는 MFC의 제한요소로 작용한다고 알려져 있다. 한편 MFC의 전기발생량을 높이기 위하여 여러 개의 MFC를 직렬 또는 병렬로 연결하여 전기발생량을 높이는 다양한 방법들이 연구되고 있다. 본 연구에서는 acetate를 산화전극부의 기질로 이용하고 산소를 환원전극의 전자수용체로 이용하는 단일 MFC와 직렬연결 MFC에서 환원전극의 용존산소 농도의 변화가 MFC 효율에 미치는 영향을 평가하였다. 단일 MFC의 전력밀도값(W/$m^3$)은 DO 5 > 3 > 7 > 9 mg/L으로 나타났으며, 최대전력밀도값은 42 W/$m^3$으로 나타났다. 직렬연결 MFC의 전력밀도값은 DO 5 > 7 > 9 > 3 mg/L으로 나타났으며, 최 대전력밀도값은 20 W/$m^3$이었다. 이러한 결과로부터 환원전극의 DO 농도는 MFC 설계 및 운전시에 중요한 제어인자로 고려해야 될 것으로 판단되었다. 또한 본 연구에서는 직렬연결 MFC의 운전 시, 일부 MFC에서 염의 축적으로 인한 전위역전 현상이 발생하여 전체 전기발생량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 따라서 전기생산량을 높이기 위하여 MFC를 직렬로 연결하는 것보다 병렬로 연결하는 것이 보다 타당한 것으로 사료되었다.

경쟁시장 하에서 사회적 비용을 고려한 전력수급정책 방향에 관한 연구 (A Study on the Power Supply and Demand Policy to Minimize Social Cost in Competitive Market)

  • 권병훈;송병건;강승진
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제14권4호
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    • pp.817-838
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    • 2005
  • 본 논문에서는 시장기능을 통하여 담보되지 않는 자원의 적성성과 최적의 전원구성을 과도기적으로 공적인 기구를 통하여 결정하고 이를 투자와 운영 2단계의 경쟁을 통하여 효율적으로 달성하는 방법을 제시하였다. 자원의 적정성을 나타내는 신뢰도지수와 이를 바탕으로 이루어지는 최적의 전원구성은 사회적인 합의를 반영할 수 있는 공적인 기구를 통하여 결정한다. 이 때 수요관리나 재생에너지와 같은 공적인 자원은 우선적으로 할당되고 최적의 자원 구성은 경제성, 환경성, 에너지 안보, 사회적인 수용성 등을 감안한 다속성 의사결정 방식을 통하여 결정한다. 공적인 기구를 통하여 결정된 최적 전원구성을 구현하기 위한 투자 단계의 효율성을 기하기 위하여 결정된 전원별 설비용량을 제시된 고정비를 기준으로 경쟁적인 입찰을 통하여 확보한다. 입찰 과정에서 투자비에 대한 비용절감을 유도하면서도 선정된 발전기에 대하여 고정비의 회수를 보장함으로써 투자에 따른 미래의 불확실성을 감소시킬 수 있다. 투자비 회수보장으로 인한 불확실성의 감소와 경쟁입찰을 통하여 민간사업자의 신규진입을 활성화시킬 수 있을 것으로 기대된다. 설비가 건설된 상태에서의 운영은 현재와 유사한 변동비에 근거한 시장을 운영함으로써 시장을 통한 경쟁에 의하여 변동비의 절감을 유도한다. 고정비 회수에 대한 보장과 변동비 절감유인을 제공하기 위하여 시장을 통한 수익성을 바탕으로 발전회사의 성과에 따라 인센티브를 지급하는 유인규제(perfomance based regulation) 방식을 제안하였다. 이 때 발전회사의 추가적인 노력이 없이 기존 전원구성의 왜곡 등으로 인하여 발생하는 초과수익을 회수하여 공정한 경쟁을 유도하도록 하였다. 본 연구는 향후 완전경쟁시장으로 이행하면서 발생할 좌초비용을 가능한 한 줄일 수 있도록 하는 전력수급정책과 시장제도를 개선하는 방안을 제안한 것으로, 현재의 과도기에만 적용 가능하며 장기적으로는 완전경쟁시장에 기초하여 전력수급정책이 마련되어야 할 것이다.

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우리나라 광역지방자치단체의 직접 및 간접 $CO_2$ 배출량의 비교 연구: 에너지 부문을 중심으로 (Comparison of Direct and Indirect $CO_2$ Emission in Provincial and Metropolitan City Governments in Korea: Focused on Energy Consumption)

  • 김준범;정진욱;서상원;김상현;박흥석
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권12호
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    • pp.874-885
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    • 2011
  • 현재 국가 온실가스 배출량 산정은 IPCC 가이드라인을 이용하여 화석연료 사용량을 우리나라의 에너지 분야의 온실가스 배출량 산정에 있어서 전력사용은 간접배출, 기타연료 사용은 직접배출로만 산정하고 있어, 자치단체의 온실가스 감축전략을 수립하기에는 미흡한 점이 있다. 본 연구는 16 개 광역자치단체의 2007년 에너지 사용량을 기초로 에너지 부문(석탄, 석유 제품, 전력, 도시가스)에 의한 온실가스물질의 직접 및 간접 배출량을 산정하였다. 각 지방자치단체의 에너지 분야 온실가스 배출량은 에너지 연료 생산단계에서 발생되는 간접배출량(Indirect Emissions)과 에너지 연료를 사용 했을 때 발생되는 직접배출량(Direct Emissions)으로 나누어 산정하였다. 각 지방자치단체별 직간접 발생량을 합산할 경우, 2007년 국내 에너지 부문 총 온실가스 배출량은 497,083 천톤 $CO_2eq.$이였으며, 간접 온실가스 배출부분에서 전체 발생량의 48%인 240,388 천톤 $CO_2eq.$, 직접 온실가스 배출부분에서 52%인 256,694 천톤 $CO_2eq.$의 온실가스가 배출되는 것으로 나타났다. 이 수치는 현재 기존의 평가방법으로 산정되어진 온실가스 배출량 439,698 천톤 $CO_2eq.$와 약 13%의 차이를 보이고 있다. 따라서 기후변화에 대응하기 위한 자치단체 및 국가 온실가스 감축 전략수립을 위해서는 우리 실정에 맞는 배출계수의 개발과 직, 간접배출을 고려한 체계적인 온실가스 배출량 산정방법의 정립이 필요한 것으로 나타났다.

대구지역 일반주택의 축적먼지 중 미량원소성분 분석과 오염원 평가 (Trace Element Analysis and Source Assessment of Household Dust in Daegu, Korea)

  • 도화석;송희봉;정연욱;윤호석;곽진희;한정욱;강혜정;피영규
    • 대한환경공학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.69-78
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    • 2010
  • 일반주택의 먼지오염실태를 연구하기 위하여 2009년 1월부터 2월까지 대구지역내의 도시지역(24곳) 및 농촌지역(24곳)의 일반주택 48가구를 대상으로 진공청소기에 포집된 먼지를 수거한 뒤 100 ${\mu}m$ 이하로 체거름하고 산추출한 후에 발암물질로 알려진 Cd과 Ni을 포함한 모두 14개 원소(Al, Ca, Cd, Cr, Cu, Fe, K, Mg, Mn, Na, Ni, Pb, V, Zn)를 ICP로 분석하였다. 농축계수를 이용한 발생원을 평가한 결과, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, V 성분은 암석풍화, 토양의 재비산 등과 관련된 자연적인 발생원의 영향을 받았고, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, Zn 성분은 연료의 연소, 폐기물소각 등과 관련된 인위적인 발생원의 영향을 받고 있는 것으로 추정되었다. 미량원소성분의 농도는 자연적인 발생원성분에서 유래되는 성분이 높았고, 인위적인 발생원에서 유래되는 성분이 낮았다. 인위적인 발생원의 기여도는 도시지역(2.5%)의 먼지가 농촌지역(2.0%)의 먼지에 비해 높았다. 오염지수를 이용한 중금속성분의 오염도를 평가한 결과, 도시지역이 농촌지역에 비해 1.8배정도 높게 오염된 것으로 추정되었다. 지역별 미량원소성분간의 상관성을 분석한 결과, 농촌지역과 도시지역이 공통적으로 자연적-자연적 발생원 성분간(Al-Mg, Al-Mn, Fe-Mn), 자연적-인위적 성분간(Al-V, Fe-Cr, V-Mn)이 유의하게 양호하였다. 그리고 농촌지역이 도시지역보다 유의한 상관성이 많았다. 또한 유해 중금속성분과 영향인자간의 상관성을 분석한 결과, 난방연료로 기름을 사용하는곳이 가스나 전기를 사용하는 곳보다, 어린이가 있는 곳이 없는 곳보다, 주택과 대도로 사이가 10 m 미만인 곳이 이상인 곳보다, 주택연수가 10년 이상인 곳이 미만인 곳보다 상대적으로 중금속을 많이 함유하고 있었다.

스테인리스강 수세미 전극을 사용한 미생물연료전지의 전력 오버슈트 예방과 환원조 유속 증가에 의한 환원전극 과전압 감소 (Prevention of Power Overshoot and Reduction of Cathodic Overpotential by Increasing Cathode Flow Rate in Microbial Fuel Cells used Stainless Steel Scrubber Electrode)

  • 김태영;강석원;장인섭;김현우;성제훈;백이;김영화;장재경
    • 대한환경공학회지
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    • 제39권10호
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    • pp.591-598
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    • 2017
  • 촉매 코팅하지 않은 탄소전극(graphite felt)을 이용한 미생물연료전지에서 전력 오버슈트 현상이 발생하였으며 환원전위의 손실이 대부분의 전압 감소 원인으로 파악되었다. 이를 해결하고자 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극과 싸고 고전도성을 지닌 스테인리스강 수세미 전극을 사용하여 전력 오버슈트 현상 극복과 전압손실에 대한 분석을 하였다. 백금-탄소 촉매 코팅한 탄소전극을 환원전극으로 이용한 미생물연료전지에서는 여전히 전력오버슈트가 발생하였지만 스테인리스강 수세미 전극에서는 낮은 환원용액 공급유속에서도 전력 오버슈트가 발생하지 않았으며 29% 가량의 증가된 최대전력밀도 값($23.9A/m^3$)을 얻을 수 있었다. 탄소전극을 사용한 미생물연료전지의 전력 오버슈트는 환원용액의 유입유속을 증가시킴에 따라 해결할 수 있었다. 또한 탄소전극과 스테인리스강 수세미 전극을 이용한 미생물연료전지 모두 유속 증가에 따라 최대전력밀도 값과 최대전류밀도 값이 2-3.5배 가량 증가하였다. 유입유속 증가에 따른 전압손실을 분석한 결과 활성도 손실, 저항 손실, 물질전달 손실 모든 구간에서 미생물연료전지의 환원전위 손실이 감소하였다. 이에 따라 스테인리스강 수세미는 경제성 있고 전력오버슈트 현상을 예방하는 미생물연료전지의 환원전극으로써 좋은 재료이며 만약 환원전극 문제로 인해 전력 오버슈트 현상이 발생한다면 환원조 내부 유동을 증가시키는 것이 이를 해결할 수 있는 좋은 방법이라 판단된다.

가정산소치료의 보험급여 실시 이후 처방 실태: 다기관 조사 -만성기도폐쇄성질환 임상연구센터 제3세부과제 만성기도폐쇄성질환 진료지침 개발/보급 연구- (Long-term Oxygen Therapy for Chronic Respiratory Insufficiency: the Situation in Korea after the Health Insurance Coverage: a Multi-center Korean Survey -Study for the Development and Dissemination of the COPD Guidelines, Clinical Research Center for Chronic Obstructive Airway Disease-)

  • 박명재;유지홍;최천웅;김영균;윤형규;강경호;이승룡;최혜숙;이관호;이진화;임성철;김유일;신동호;김태형;정기석;박용범
    • Tuberculosis and Respiratory Diseases
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    • 제67권2호
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    • pp.88-94
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    • 2009
  • Background: From November 2006, The national health insurance system in the Republic of Korea began to cover prescribed long-term oxygen therapy (LTOT) in patients with chronic respiratory insufficiency. This study examined the current status of LTOT after national health insurance coverage. Methods: Between November 1, 2006 and June 30, 2008, the medical records of patients who were prescribed LTOT by chest physicians were reviewed. The data was collected from 13 university hospitals. Results: 197 patients (131 male and 66 female) were prescribed LTOT. The mean age was 64.3${\pm}$13.0 years. The most common underlying disease was chronic obstructive pulmonary disease (n=103, 52.3%). Chest physicians prescribed LTOT using arterial blood gas analysis or a pulse oxymeter (74.6%), symptoms (14%), or a pulmonary function test (11.2%). The mean oxygen flow rate was 1.56${\pm}$0.68 L/min at rest, 2.08${\pm}$0.91 L/min during exercise or 1.51${\pm}$0.75 L/min during sleep. Most patients (98.3%) used oxygen concentrators. Only 19% of patients used ambulatory oxygen supplies. The oxygen saturation before and after LTOT was 83.18${\pm}$10.48% and 91.64${\pm}$7.1%, respectively. After LTOT, dyspnea improved in 81.2% of patients. The mean duration of LTOT was 16.85${\pm}$6.71 hours/day. The rental cost for the oxygen concentrator and related electricity charges were 48,414${\pm}$15,618 won/month and 40,352${\pm}$36,815 won/month, respectively. Approximately 75% of patients had a regular visit by the company. 5.8% of patients had personal pulse oxymetry. 54.9% of patients had their oxygen saturation checked on each visit hospital. 8% of patients were current smokers. The most common complaint with LTOT was the limitation of daily activity (53%). The most common complaint with oxygen concentrators was noise (41%). Conclusion: The patients showed good compliance with LTOT. However, only a few patients used an ambulatory oxygen device or had their oxygen saturation measured.

전해질 첨가제에 따른 graphite 음극의 SEI분석 및 전기 화학적 특성 고찰 (Characterization of SEI layer for Surface Modified Cathode of Lithium Secondary Battery Depending on Electrolyte Additives)

  • 이성진;차은희;임수아
    • 전기화학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.69-79
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    • 2016
  • 높은 에너지 밀도를 지닌 리튬 이온 전지는 현재 리튬 이온 전지에 상용화된 음극 활물질인 천연 흑연의 보다 높은 율 별 특성과 안정한 장수 명 특성을 요구하고 있다. 천연 흑연계 음극 활물질을 이용하여 리튬 전지 음극을 제작하여, SEI 피막의 형성 및 제어의 대표적인 전해질 첨가제인 VC (vinylene carbonate), VEC (vinyl ethylene carbonate), FEC (fluoroethylene carbonate)등의 다양한 첨가제를 사용하여 초기 반응에 의해 생성되는 SEI 피막을 분석하고 이에 따른 전기 화학 특성 변화를 측정하기 위하여 SEM, EVS (electorochemical voltage spectroscopy), 피막 분석, EIS (electrochemical impedance spectroscopy), FT-IR (Fourier transform infrared spectroscopy)등을 측정하여, 고온 수명 평가, 용량 유지율 및 성능 평가를 실시하여, $0^{\circ}C$ 수명특성 이후의 음극에 대한 분석을 비교 및 분석 평가 하였다. 초기 충전 시 profile에서 SEI의 형성에 의한 변화를 나타냈으며, EVS를 통하여 No-Additive가 약 0.9 V에서 SEI의 형성이 이루어지지만, VC, VEC, FEC의 경우 1 V 이상에서 형성반응이 이루어졌다. $60^{\circ}C$ 수명특성평가에서 초기 효율은 No-Additive가 가장 높게 나타나며 용량 유지율이 높게 나타났으나, cycle이 진행 될수록 충전 시 용량과 효율이 감소하여 VC, FEC보다 용량 유지율이 낮아졌고, VEC는 효율 및 용량 유지율 모두 성능이 가장 낮게 나타났다. SEM을 통하여 SEI의 변화를 확인할 수 없었지만, FT-IR을 통하여 SEI의 성분이 cycle이 진행이 될수록 첨가제에 의해 $2850-2900cm^{-1}$영역의 Alkyl carbonate ($RCO_2Li$) 계열의 성분이 더욱 견고하게 유지되는 것을 확인하였으며, EIS를 통하여 cycle이 진행될수록 저항은 증가하는 것으로 나타났고, 특히 No-Additive 및 VEC의 SEI에 의한 저항이 매우 커졌다는 것을 알 수 있었다.