• 한국안전학회지
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• 제39권2호
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• pp.38-43
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• 2024

Recently, with the expanding market for electronic devices and electric vehicles, secondary battery usage has been on the rise. Lithium-ion batteries are particularly popular due to their fast charging times and lightweight nature compared to other types of batteries. A secondary battery consists of four components: anode, cathode, electrolyte, and separator. Generally, the positive and negative electrode materials of secondary batteries are composed of an active material, a binder, and a conductive material. Acetylene Black (AB) is utilized to enhance conductivity between active material particles or metal dust collectors, preventing the binder from acting as an insulator. However, when recycling waste batteries that have been subject to high usage, there is a risk of fire and explosion accidents, as accurately identifying the characteristics of Acetylene Black dust proves to be challenging. In this study, the lower explosion limit for Acetylene Black dust with an average particle size of 0.042 ㎛ was determined to be 153.64 mg/L using a Hartmann-type dust explosion device. Notably, the dust did not explode at values below 168 mg, rendering the lower explosion limit calculation unfeasible. Analysis of explosion delay times with varying electrode gaps revealed the shortest delay time at 3 mm, with a noticeable increase in delay times for gaps of 4 mm or greater. The findings offer fundamental data for fire and explosion prevention measures in Acetylene Black waste recycling processes via a predictive model for lower explosion limits and ignition delay time.

• Advances in materials Research
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• 제13권3호
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• pp.221-232
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• 2024

Waste tire management and recycling have grown to be significant issues because they bring up a global environmental concern. Thus, turning recycled waste tires into useful products may help tackle the environmental issue. This research aims to study and compare the effect of recycled carbon black (rCB) and commercial carbon black (CB) at certain 15 vol. % of filler loading on the mechanical, thermal, morphology and electrical properties of epoxy/CB composites. For this project, epoxy resin, diethyltoluenediamine (DETDA), recovered carbon black (rCB) and commercial carbon black (CB) graded N330, N550, N660 and N774 were mixed and compared accordingly to the formulation determined. The CB content was dispersed in the epoxy matrix using the mechanical mixing technique. The distribution and dispersion of CB in the epoxy matrix affect the characteristics of the conductive composites. rCB content at 15 vol% was selected at fixed content for comparison purposes due to the optimum value in electrical conductivity results. The flexural strength results followed the sequence of rCB>N774>N660>N550>N330. As for electrical conductivity results, epoxy/N330 exhibited the highest conductivity value, while the others achieved a magnitude of X10^-3 due to the highest external surface area of N330. In terms of thermal stability, epoxy/N330 and epoxy/N774 were slightly more stable than epoxy/rCB.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제26권4호
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• pp.163-169
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• 2019

전자제품에서 사용되던 Sn-Pb계 솔더합금은 RoHS, WEEE, REACH 등의 환경규제에 의해 무연솔더합금(Pb free solder alloy)으로 빠르게 대체되고 있다. 그 중에서도 Sn58%Bi(in wt.%) 합금은 융점이 낮고 Sn-Pb계 합금에 비해 기계적특성이 우수하여, 전자제품 솔더합금으로 사용하기 위한 연구가 진행되고 있다. 그러나 Sn58%Bi 솔더합금은 구성 원소인 Bi의 취성으로 인해 기계적인 신뢰성이 저하되는 문제를 개선할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 다양한 함량의 Sn-MWCNT (multiwalled carbon nanotube) 입자를 첨가한 Sn58%Bi 복합솔더를 제조한 후, OSP처리된 FR-4 기판 및 FR-4 컴포넌트를 리플로우(reflow) 횟수를 1회부터 7회까지 진행하였다. 접합시편의 접합강도 및 파괴에너지는 전단시험(die shear test)을 통해 측정하였고, 주사전자현미경(scanning electron microscope, SEM)으로 미세조직 및 파괴모드를 분석하였다. Sn-MWCNT 첨가에 의해 Sn58%Bi 복합솔더 접합부에서 조직 미세화가 관찰되었고, 함량이 0.1 wt.%일때 접합강도와 파괴에너지는 각각 20.4%, 15.4% 만큼 증가하였다. 또한 파단면에서 연성파괴(ductile failure) 영역이 관찰되었으며, F-x(force-displacement to failure) 그래프를 통해 Sn-MWCNT의 첨가가 복합솔더의 연성(ductility)을 증가시킨 것을 확인할 수 있었다.

• 한국지능시스템학회논문지
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• 제26권6호
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• pp.477-484
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• 2016

선풍기, 오디오, 전기밥솥 등의 소형 산업가전제품들은 대부분 ABS, PP, PS 등의 재질로 이루어져 있다. 색깔이 있는 플라스틱은 근적외선(NIR) 분광기에 의해 분류가 가능하지만, 반면에 검은색 플라스틱은 빛을 흡수하는 특성으로 인해 분류하기가 어렵다. 그래서 본 연구에서는 LIBS(Laser Induced Breakdown Spectroscopy) 분광기를 통해 폐소형가전 플라스틱을 선별하는 RBFNNs(Radial Basis Function Neural Networks) 패턴 분류기를 소개한다. 전처리부분에는 차원축소 알고리즘 중 하나인 PCA(Principal Component Analysis)를 사용해 처리 속도를 향상시킬 뿐만 아니라 효과적인 데이터의 특성을 추출한다. 조건부에는 FCM(Fuzzy C-Means) 클러스터링을 사용한다. 결론부에는 다항식의 형태 중 하나인 1차 선형식을 연결가중치로서 사용한다. PSO와 5-fold cross validation은 성능의 신뢰도를 향상시키고, 분류율을 높이는데 사용된다. 제안된 분류기의 성능은 최적화한 것과 최적화하지 않은 것 두 가지의 관점에서 보여준다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제37권2호
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• pp.233-243
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• 2021

태양광 패널은 중금속을 함유한 전자 폐기물이다. 전 세계적으로 매년 빠르게 증가하고 있으며 집중강우 시 유실되는 태양광전지 패널은 토양 중금속 오염의 문제 및 소규모 태양광 발전은 관리 부재라는 문제가 있어, 이를 효율적으로 모니터링하기 위한 기술 개발이 요구된다. 본 연구에서는 Sentinel-1 위성의 SAR Temporal Baseline과 Coherence간의 상관관계를 이용한 태양광전지 패널 모니터링 방법을 연구하였다. 또한, 태양광 발전소와 주변의 Coherence 차이를 이용한 태양광전지 패널 탐지를 실험하였다. 실험결과 안정적 산란체로 가정한 태양광전지 패널의 Coherence가 0.50~0.65 분포 0.53의 중앙값으로 치우친 편향을 보이고 있어 처리과정에서 발생될 수 있는 오차를 개선할 추가 연구가 요구된다. 태양광전지 패널의 Coherence 시간적 감소 비율이 건물 등 인공물체와 다름에 따라 시간적 기준선을 이용한 변화탐지가 가능할 것으로 나타났다. 본 연구결과는 기존 광학영상을 활용한 대규모 태양광 발전 시설 위치정보 획득 연구에서, 소규모 태양광전지 패널 모니터링이 가능하도록 영상레이더를 적용한 초기 연구이다. 또한, 본 연구를 바탕으로 지속적 모니터링이 가능하고 태양광전지 패널 유실과 같은 상황에서 공간적 분포를 파악할 수 있는 효율적인 방안이 될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제39권1호
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• pp.34-41
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• 2022

일상적인 화학제품들의 사용량이 증가함에 따라 사용되었던 염료 폐기물 처리 또한 중요한 환경적인 문제로 대두되었다. 이러한 염료폐기물은 광촉매를 이용하여 분해시킬 수 있는데, 졸-겔 기술을 활용하면 매우 비용 효율적으로 광촉매를 합성할 수 있다. 졸-겔 기술은 나노스케일의 막 형성에도 상당히 유용하며 간단하게 다층구조를 형성할 수도 있다. 본 연구에서는 다양한 염료 분해에 효과가 있는 산화아연(ZnO) 이용하여 다중 회전도포 방법으로 다층구조(3층, 5층)를 가진 ZnO 막을 형성하였다. 성능비교를 위해 단일 회전도포 방법에 의한 단층구조를 가진 ZnO 막을 대조군으로 준비하였다. X선 회절분석기 및 에너지 분산 X선 분광계를 이용하여 ZnO의 구조 및 원소분석을 수행하였고, 주사전자현미경을 통해 나노선같은 표면형상을 관찰할 수 있었다. 추가적으로 UV-Vis 분광광도계를 활용하여 자외선의 흡수도를 측정하였다. 5층구조를 가진 ZnO 막이 단층 구조를 가진 ZnO 막에 비해 모의 메틸렌 블루를 49% 더 많이 분해하였다. 결론적으로, 다층구조를 가진 ZnO 는 메틸렌블루 염료를 더욱 효과적으로 분해하는 광촉매로써 유용하다는 알 수 있었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제18권1호
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• pp.45-52
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• 2023

고가의 발전기를 사용하는 발전 방법은 일부 도서의 경우 전력수요 증가로 인한 예비전력 부족과 고비용의 디젤 발전기 운영과 같은 문제점들을 안고 있다. 이를 해결하기 위한 방법으로 폐열을 열원으로 이용하는 ORC시스템 적용을 통하여 발전 설비의 효율을 증가시킬 필요가 있다. 따라서 가격 경쟁력과 고신뢰성의 ORC 발전시스템의 현장 기술이 요구되며 발전기의 최적화 기술의 효과가 크기 때문에 본 연구에서는 2개의 발전기 설계를 수행하여 최적화된 30kW 출력을 갖는 고효율의 발전기를 얻었다. 2개의 설계된 모델들에 대한 모의 데이터 비교 결과 발전기의 12,000rpm 기준에서 SPM factor 46.2%의 경우 약 23.2kW의 출력과 92.1%의 효율을 보였고, SPM factor 44.46%의 경우 발전기의 출력은 27.9kw와 93.6%의 효율을 확인하였다. SPM factor 44.46%를 갖는 개선된 설계모델의 시제품 검증을 위하여 110kW 모터 동력계를 갖는 시제품 시험시스템을 설치하였으며 2,000rpm 기준 정격용량 25kW의 조건에서 92.08% 효율을 얻었으며, 시제품 발전기의 시험결과 발전기 설계의 유효성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권2호
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• pp.3-15
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• 2008

다양한 독성 폐기물이 주변 환경에 배출되면 궁극적으로 모든 생명체의 생존에 위협이 된다. 박테리아 및 곰팡이종의 반응을 이용한 미생물침출 및 미생물복원을 포함하는 바이오 습식제련은 환경문제를 극복하는데 적합한 경제성이 있는 잠재기술이다. 미생물침출은 Thiobacillus ferrooxidans, Thiobacillus thiooxidans, Laptospirillum ferrooxidans와 같이 금속과 반응을 일으키는 박테리아를 이용하여 다양한 광물 및 폐기물로부터 금속 성분을 용해하는 것을 말한다. 일반적으로 미생물 침출반응은 직접 및 간접반응으로 나누어진다. 직접반응에서 박테리아는 성장 및 물질대사를 위하여 침출 기질로부터 전자를 받아 황산을 생산하므로써 황화광물을 산화시킨다. 반면 간접반응에서는 철산화 박테리아에 의해 생성된 $Fe^{3+}$가 황화광물을 산화시킨다. 이러한 침출기구를 통하여 저품위 광물 및 정광, 슬러지, 광미, 플라이 애쉬, 슬래그, 전자 스크랩, 폐밧데리 및 폐촉매 등으로부터 금속을 회수할 수 있다. 생물학적 방법은 폐기물의 매립을 극복할 수 있는 대체기술로서 건강하고 깨끗한 환경 보존에 기여할 수 있다.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.85-89
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• 2015

다양한 전자부품에 활용되는 금속 잉크 기술은 전자부품산업의 주요 기술로 자리매김하였으며 이에 대한 연구 개발이 점차 증가하고 있다. 그 중에서 실버 잉크는 뛰어난 전도성과 안정성을 가지고 있어서 전자부품산업에 오랫동안 이용되어 왔으며 최근에는 입자 크기를 나노 크기로 분산시킨 실버 나노 잉크를 개발하여 디스플레이, 전자태그, 반도체와 연성회로 기판 등에 사용되는 전자소재로써 각광받고 있다. 그러나 이러한 전자산업기기의 첨단화는 제품의 생산량과 소비량을 증가시켜 제조 공정 중에 발생되는 환경오염 물질과 사용하고 버려지는 제품들에 의해 심각한 환경 문제를 가져올 것으로 예상된다. 따라서 본 연구에서는 습식환원법에 의해 제조된 실버나노 잉크의 제조 공정이 환경에 미치는 영향을 전과정평가(life cycle assessment, LCA) 기법을 이용하여 평가하였다. 전과정 평가 소프트웨어로는 GaBi 6를 사용하였고, 유관기관으로부터 받은 실버 나노 잉크의 제조 공정 데이터를 참고하여, 인벤토리를 구축하였으며 전과정목록분석(international organization for standardization, ISO) 14040, 14044 규격의 4단계에 걸쳐 LCA를 수행하였다.

• 분석과학
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• 제20권3호
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• pp.183-192
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• 2007

최근의 전기전자제품 중 유해물질규제지침(RoHS)이나 폐전기전자제품 처리 지침(WEEE) 등의 각종 환경규제는 국제교역에 있어 실질적인 무역장벽으로 작용하고 있다. 한국표준과학연구원(KRISS)에서는 이와 같은 환경규제와 관련하여 국내시험연구기관 및 관련산업체실험실의 측정 신뢰성 확보를 위한 숙련도 시험을 실시하였다. 참여기관은 국내 전기전자 제품 및 자동차 관련 실험실 31개소이다. 숙련도시험용 시료는 pellet type 폴리프로필렌 소재 2 종이며, 측정대상원소는 유럽공동체의 RoHS 지침에서 규정하고 있는 6개 성분 중 카드뮴 (Cd)과 납 (Pb)이다. 시료는 2006년 9월 1일 각 참여실험실에 우편 송부하였으며 10월 10일까지 측정 결과를 접수하였다. 각 실험실의 측정 결과는 KRISS 기준값과의 비교, Robustic Z-score, Youden plot 등에 의해 비교 평가하고 전처리 방법에 따른 측정 결과도 비교 검토하였다. 전반적으로 기준값과의 10% 범위 내에서 일치되는 결과를 보고하였으나 일부 실험실은 심각한 bias를 보이고 있어 측정결과의 신뢰성 향상을 위한 품질보증 시스템을 갖추어야 할 필요가 있다.