• 한국습지학회지
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• 제24권4호
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• pp.345-353
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• 2022

산업과 생활환경에서 사용된 공학적 미세입자는 결국 하수처리장을 거쳐 수계로 배출되므로 미세입자의 수계 배출 제어에 매우 중요한 역할을 담당하고 있다. 그러나 다수 연구에서 하수처리장 유출수 내 미세입자의 농도가 무영향관찰농도(No Observed Effective Concentration, NOEC)를 빈번히 초과하고 있는 것으로 보고되고 있어 전통적인 하수처리 기능과 더불어 미세입자를 보다 효과적으로 제어할 수 있도록 하수처리장의 설계와 운영을 최적화시킬 필요가 있다. 이를 위해서는 하수처리장 내 단위공정별 특성 및 운전조건에 따른 미세입자의 거동특성과 제거효율에 대한 예측이 선행되어야 한다. 이에 본 연구에서는 하수처리장 내 각 공정 특성별 및 주요 운전조건의 영향에 따른 미세입자 제거효율예측을 위한 모델을 개발함으로써 하수처리장에서 미세입자를 보다 효율적으로 제어하기 위한 도구를 제공하고자 하였다. 개발 모델에서는 수처리 계통에서의 4개 단위공정(1차침전지, 생물반응조, 2차침전지, 및 총인처리시설)을 고려하고, 슬러지처리 계통은 농축, 소화, 탈수 공정 등의 다중 공정을 통합한 단일 공정으로 모의한다. 모의 대상 미세입자는 TiO₂ (nano-TiO₂)로서, 수중에서의 용해와 변환은 미미하므로 부유성 고형물과의 부착 기작만을 고려하였다. 부유성고형물에의 nano-TiO₂ 부착 기작은 고-액상 간 평형가정에 기반한 겉보기분배계수(Kd)를 매개변수로 반영하였으며 정상상태에서의 미세입자의 농도 및 부하를 공정별로 계산할 수 있도록 하였다. 아울러 개발 모델 구동의 편의를 위하여 MS 엑셀기반 사용자 인터페이스를 제작하였다. 개발 모델을 이용하여 주요 운전인자인 고형물체류시간(Solid Retention Time, SRT)이 nano-TiO₂ 제거효율에 미치는 영향을 파악하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.

• 유기물자원화
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• 제30권2호
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• pp.17-28
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• 2022

본 실험은 벼 재배 기간 동안 활성바이오차팰렛 비료(ABPFs) 시용에 따른 벼 생육 반응, 논 표면수 및 토양의 화학적 특성 변화를 평가하였다. 시험구 처리는 대조구, 활성왕겨바이오차 팰렛 비료(ARHBP-40%), 활성 야자수 바이오차 팰렛 비료(APBP-40%)로 구성되어 있다. ARHBP-40% 처리구에서 논 표면수의 NH₄⁺-N 및 PO₄^--P의 농도가 가장 낮게 관측되었으며, 대조구에서 토양 중의 NH₄⁺-N농도가 이양 후 30일 까지 급격하게 감소되었다. 또한, 바이오차 혼합처리구에서 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 1일에 9.18 mg L^-1로서 가장 낮았으며, 이양 후 56일에 ABPFs 처리구에서 NH₄⁺-N 농도가 1 mg L^-1 이하로 관측되었다. 이앙 후 30일 까지 ARHBP-40% 처리구에서 PO₄^--P농도는 0.06 mg L^-1에서 0.08 mg L^-1 범주로 처리구 사이로 가장 낮았다. 대조구에 있어 논 토양 중의 NH₄⁺-N 농도는 이양 후 14일에 177.7 mg kg^-1 에서 49.4 mg kg^-1로 급격히 감소한 반면, NO₃^--N 농도는 13.2 mg kg^-1로 가장 높았다. 토양 중의 P₂O₅ 농도는 처리에 관계없이 이양 후부터 수확기 까지 증가하는 경향 이었다. APBP-40% 처리구에서 K₂O 농도는 이앙 후 84일에 252.8 mg kg^-1로 가장 높았다. 대조구에서 초장은 다른 처리구에 비해 높았으며, 수량은 대조구와 ARHBP-40% 처리구 사이에 차이가 인정되지 않았다. 따라서 농업 생태계에서 ARHBP-40% 처리를 함에 따라 질소와 인산 시용량을 줄일 수 있다.

• 지능정보연구
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• 제26권2호
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• pp.131-145
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• 2020

산업혁신의 흐름에 발맞추어 다양한 분야에서 활용되고 있는 IoT 기술은 빅데이터의 접목을 통한 새로운 비즈니스 모델의 창출 및 사용자 친화적 서비스 제공의 핵심적인 요소로 부각되고 있다. 사물인터넷이 적용된 디바이스에서 누적된 데이터는 사용자 환경 및 패턴 분석을 통해 맞춤형 지능 시스템을 제공해줄 수 있어 편의 기반 스마트 시스템 구축에 다방면으로 활용되고 있다. 최근에는 이를 공공영역 혁신에 확대 적용하여 CCTV를 활용한 교통 범죄 문제 해결 등 스마트시티, 스마트 교통 등에 활용하고 있다. 그러나 이미지 데이터를 활용하는 기존 연구에서는 개인에 대한 사생활 침해 문제 및 비(非)일반적 상황에서 객체 감지 성능이 저하되는 한계가 있다. 본 연구에 활용된 IoT 디바이스 기반의 센서 데이터는 개인에 대한 식별이 불필요해 사생활 이슈로부터 자유로운 데이터로, 불특정 다수를 위한 지능형 공공서비스 구축에 효과적으로 활용될 수 있다. 대다수의 국민들이 일상적으로 활용하는 도시철도에서의 지능형 보행자 트래킹 시스템에 IoT 기반의 적외선 센서 디바이스를 활용하고자 하였으며 센서로부터 측정된 온도 데이터를 실시간 송출하고, CNN-LSTM(Convolutional Neural Network-Long Short Term Memory) 알고리즘을 활용하여 구간 내 보행 인원의 수를 예측하고자 하였다. 실험 결과 MLP(Multi-Layer Perceptron) 및 LSTM(Long Short-Term Memory), RNN-LSTM(Recurrent Neural Network-Long Short Term Memory)에 비해 제안한 CNN-LSTM 하이브리드 모형이 가장 우수한 예측성능을 보임을 확인하였다. 본 논문에서 제안한 디바이스 및 모델을 활용하여 그간 개인정보와 관련된 법적 문제로 인해 서비스 제공이 미흡했던 대중교통 내 실시간 모니터링 및 혼잡도 기반의 위기상황 대응 서비스 등 종합적 메트로 서비스를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국유기농업학회지
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• 제22권4호
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• pp.731-742
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• 2014

본 연구는 다비 재배를 하고 있는 비모란선인장 재배토양에 친환경 부산물비료인 지렁이분변토를 혼합 재배할 때 구경, 구고, 자구수 및 토양 화학적 특성에 미치는 영향을 조사하여, 재배기간 동안 충분한 영양을 공급할 수 있고 생산량을 확보할 수 있는 적정 혼합비율을 규명하였다. 수출용 접목선인장인 비모란 선인장(대목: 9 cm 접수: $1.5{\times}1.3cm$ 접목묘) '이홍' 품종을 2013년 6월부터 12월까지 서울시 서초구 내곡동 서울특별시 농업기술센터 플라스틱하우스 내에서 수행하였다. 농가에서 재배하고 있는 모래와 비료를 50:50으로 혼합한 것을 대조구로 하고, 모래와 음식물쓰레기를 먹이로 하여 생산한 지렁이분변토의 혼합비율을 80:20, 60:40, 40:60, 20:80, 0:100으로 한 5조합의 pH는 7.1-7.4로 거의 비슷하게 조사되었는데 비모란선인장 재배의 적정 pH가 6.5-7.5로 적합한 범위였다. 유기물함량은 지렁이분변토 혼합비율이 높아짐에 따라 증가하였지만 관행처리구 55 mg/kg보다는 32-43 mg/kg으로 낮게 조사되었다. 치환성양이온함량은 혼합비율이 증가함에 따라 높아졌지만 관행처리구보다 $K^+$, $Na^+$, $Mg^{2+}$ 양이 적었으나 $Ca^{2+}$의 함량은 관행처리구는 $9.1cmol^+/kg$이나 지렁이분변토 혼합시 $11.5-33.7cmol^+/kg$으로 높게 조사되었다. 지렁이분변토 혼합비율에 따른 비모란선인장 이식 3개월 후 구경을 조사한 결과 대조구 31.39 mm 보다 지렁이분변토 혼합처리구가 32.46-37.59 mm로 유의성 있는 차이를 보였다. 이식 5개월 후 비모란선인장 생육특성을 조사한 결과 구경은 32.63 mm 보다 지렁이분변토처리구가 32.49-37.59 mm로 혼합비율이 증가함에 따라 유의성 있게 신장하였다. 구고는 대조구의 경우 2.63 mm이고 지렁이분변토 혼합비율에 따라 2.79-3.16 mm로 유의성 있게 조사되었다. 자구수가 많이 생기는 것은 농가에는 매우 유리한 상황인데 대조구는 2.7개이고 지렁이분변토 혼합비율이 높아짐에 따라 3.2-8.3개로 조사되어 고도로 유의하였다. 특히 지렁이분변토 80%와 100% 처리구에서 6.2개와 8.3개로 조사되어 대조구보다 2.5배 이상 증가하였는데 비모란선인장 재배농가에서 단기간 자구생산에 활용할 수 있을 것으로 사료되었다. 지렁이분변토 40%와 60% 혼합처리의 경우 자구수가 4.5와 4.8개로 대조구보다 많이 조사되었으며, 토양배수에도 문제가 없었고 이끼가 발생하는 현상도 없었다. 비모란선인장 생육특성을 조사해본 결과 지렁이분변토 40% 및 60% 혼합비율이 생육에 효율적이라고 판단되었다.