• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권3호
• /
• pp.331-337
• /
• 2019

광촉매로 검토된 물질 중에는 티타니아가 가장 큰 주목을 받아왔다. 그러나, 티타니아는 밴드갭 에너지가 높음으로 인하여 자외선 영역에서만 그 활성을 나타낼 수 있는 것으로 알려져 있다. 따라서, 티타니아의 광촉매 활성을 가시광선 영역으로 확대하려는 노력들이 있어왔으며, 대표적인 방안들은 티타니아의 표면 개질을 통해 시도되었다. 티타니아 광촉매가 가시광선 영역에서 활성을 갖기 위해서는 표면 개질을 요구한다. 티타니아의 다양한 표면 개질 방안 중 질소도핑은 제조의 수월성과 친환경적인 장점을 가진다. 질소 도핑 티타니아는 가시광선 영역에서도 가전자대의 전자가 전도대로 여기되며, 광촉매 활성을 잘 나타내고 있다. 본 연구에서는 발표된 많은 자료에 근거하여 티타니아 내부에 도핑된 질소 형태에 주목하였다. 여전히 논쟁이 계속되는 질소 도핑 제조방법과 티타니아 내부의 질소 형태에 대해서 살펴보았다. 특히, 질소 도핑 형태는 주로 두 가지로 보고되고 있으며, 티타니아 격자를 구성하는 산소를 질소가 치환하는 경우와 티타니아 격자 사이에서 질소산화물의 형태로 위치하는 경우가 알려져 있다. 지금도 가시광선 영역에서 물 분해를 할 수 있는 잠재력을 활용하려는 시도들은 지속적으로 나오고 있으며, 질소 도핑 티타니아의 향후 전망에 대해서도 살펴보았다.

• Journal of Ecology and Environment
• /
• 제45권3호
• /
• pp.105-116
• /
• 2021

Background: The creation of the National Institute of Ecology began as a national alternative project to preserve mudflats instead of constructing the industrial complexes by reclamation, and achieve regional development. On the other hand, at the national level, the research institute for ecology was needed to cope with the worsening conditions for maintaining biodiversity due to accelerated climate change such as global warming and increased demand for development. In order to meet these needs, the National Institute of Ecology has the following objectives: (1) carries out studies for ecosystem change due to climate change and biodiversity conservation, (2) performs ecological education to the public through exhibition of various ecosystem models, and (3) promotes regional development through the ecological industry. Furthermore, to achieve these objectives, the National Institute of Ecology thoroughly followed the basic principles of ecology, especially restoration ecology, in the process of its construction. We introduce the principles and cases of ecological restoration applied in the process. Results: We minimized the impact on the ecosystem in order to harmonize with the surrounding environment in all the processes of construction. We pursued passive restoration following the principle of ecological restoration as a process of assisting the recovery of an ecosystem degraded for all the space except in land where artificial facilities were introduced. Reference information was applied thoroughly in the process of active restoration to create biome around the world, Korean peninsula forests, and wetland ecosystems. In order to realize true restoration, we pursued the ecological restoration in a landscape level as the follows. We moved the local road 6 and high-voltage power lines to underground to ensure ecological connectivity within the National Institute of Ecology campus. To enhance ecological diversity, we introduced perch poles and islands as well as floating leaved, emerged, wetland, and riparian plants in wetlands and mantle communities around the forests of the Korean Peninsula in the terrestrial ecosystem. Furthermore, in order to make the public aware of the importance of the intact nature, the low-lying landscape elements, which have disappeared due to excessive land use in most areas of Korea, was created by imitating demilitarized zone (DMZ) landscape that has these landscape elements. Conclusions: The National Institute of Ecology was created in an eco-friendly way by thoroughly reflecting the principles of ecology to suit its status and thus the impact on the existing ecosystem was minimized. This concept was also designed to be reflected in the process of operation. The results have become real, and a result of analysis on carbon budget analysis is approaching the carbon neutrality.

• 멤브레인
• /
• 제31권4호
• /
• pp.253-261
• /
• 2021

물 오염, 지구 온난화, 기후 변화를 해결하기 위한 해결책이 시급한 상황에서, 담수의 수요를 충당하고 친환경 에너지를 생산하기 위한 방법으로 염도차를 이용한 압력지연삼투공정이 제시되고 있다. 압력지연삼투공정에 대한 꾸준한 연구에도 불구하고 최근 기술의 부족과 비싼 멤브레인의 가격 등의 한계로 인해 상용화가 되지 않고 있다. 한편 멤브레인은 압력지연삼투공정과 염도차 발전 기술에 가장 중요한 구성품이다. 염도차 발전 기술에 사용되는 산화그래핀 멤브레인과 나노복합체 멤브레인의 기술 발전 연구가 지속되고 있다. 특히 낮은 온도의 폐기물 온도에서도 높은 에너지 효율 발전이 가능하도록 효율이 높은 멤브레인과 용매 및 용질에 대한 연구가 활발하다. 높은 투과도와 분리도를 가진 멤브레인, 특히 산화그래핀 멤브레인을 사용함으로써 농도 분극을 줄이고 전력 밀도를 높이는 연구들도 진행 중이다. 본 총설에서는 압력지연삼투 멤브레인과 이를 통한 이론적 모델링, 그 외 기술을 통해 공정의 효율을 발전시키는 방법에 대해 논의한다.

• 한국주조공학회지
• /
• 제41권1호
• /
• pp.16-25
• /
• 2021

환경오염방지와 에너지 소비 절감에 대한 기술 개발의 요구는 이미 사회 전체의 문제가 되고 있고, 주물산업에서의 환경과 에너지 관련 기술 개발 또한 최근 중요한 문제로 부상하고 있다. 본 논문에서는 주조공정에서 발생하는 분진의 친환경적인 집진처리를 위한 분진 흡입 시스템을 개발하고 기존의 건옥식 고출력 설비의 집진 효율과 비교 및 검토하였다. 넓은 범위를 집진하는 건옥식 방식은 에너지 및 집진 효율이 떨어지고, 건물 높이에 따라 효과를 보지 못 할 수도 있다는 단점이 있다. 또한 주물공장에서 발생하는 분진은 용해 후 출탕, 레이들 이송, 주입 공정까지 미세먼지의 발생원 위치가 연속적으로 바뀌기 때문에 효과적인 집진을 위한 국부적 범위의 이동식 집진장치의 개발이 요구된다. 이에, 본 논문에서는 이동하는 분진원에 효과적으로 대응할 수 있도록 크레인, 호이스트, 모노레일 등의 레이들 이송 장비에 집진 설비를 설치하고, 집진 특성을 평가하였다. 본 논문에서 개발한 이동형 집진 장치는 주물 생산 현장의 에너지 절감과 환경보호 측면에서 의의가 있으며, 타 산업 현장의 적용도 가능하다고 판단할 수 있다.

• 멤브레인
• /
• 제30권6호
• /
• pp.395-408
• /
• 2020

고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 환경오염물질 배출이 없는 친환경 에너지 변환 장치로 주목을 받고 있다. PEMFC의 구성요소 중 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 음극에서 발생되는 수소이온을 양극으로 전달하는 역할과 동시에 분리막으로써 연료의 투과를 차단하는 역할을 수행하는 핵심 소재이다. 대표적으로 Nafion®과 같은 과불소화계 고분자 전해질 막이 상용화 되어있지만 높은 단가 및 분해 시 환경오염물질이 배출되는 단점이 존재하여, 이를 대체할 탄화수소계 고분자를 활용한 전해질 막 개발에 관한 연구들이 수행되고 있다. 높은 수소이온 전도도를 가지며 동시에 우수한 물리·화학적 안정성을 갖는 탄화수소계 고분자 기반 전해질 막을 개발하기 위해 가교 구조가 도입된 전해질 막을 개발하는 연구들이 보고되고 있다. 본 총설은 가교 전해질 막을 제조하기 위해 이온교환 작용기가 도입된 탄화수소계 고분자를 활용하여 다양한 종류의 가교 전해질 막을 제조하는 방법에 대해 논하였다.

• 공업화학
• /
• 제22권5호
• /
• pp.501-507
• /
• 2011

친환경 복합단열재를 개발하기 위하여 천연섬유질과 다공성 세라믹볼을 심재로, 활성황토를 결합재로 사용하였다. 물/결합재비 및 심재/결합재비를 다양하게 변화시켜 공시체를 제작하였으며, 공시체의 제 물성을 조사하기 위하여 압축강도, 휨강도, 흡수성, 내열수성, 세공분석, 열전도율 및 SEM에 의한 미세조직 관찰을 실시하였다. 그 결과 최대 압축강도는 물/결합재비와 심재/결합재비에 따라 다양하게 나타났으나 휨강도는 심재/결합재비가 증가될수록 물/결합재비에 관계없이 높게 나타났다. 내열수성시험 후에 측정한 압축 및 휨강도는 내열수성시험 전에 측정한 값에 비하여 압축 및 휨강도 모두 현저하게 저하되었다. 내열수성시험 후에 측정한 세공분석에서 결합재의 수화반응이 촉진됨으로서 세공의 평균직경, 총세공량 및 공극률은 감소되었으나 밀도는 증가되었다. 열전도율은 심재/결합재비가 증가될수록 낮아졌다. 복합단열재의 단열성과 기계적강도가 우수하여 실용화에 문제가 없는 것으로 평가되었다.

• 한국측량학회지
• /
• 제38권6호
• /
• pp.561-571
• /
• 2020

본 연구에서는 공간정보의 측지기준체계 변환에 사용하는 3차원 변환기법 Helmert, Molodensky-Badekas, Standard Molodensky 그리고 2차원 변환기법 Abridged Molodensky, Conformal, Affine, NTv2 (National Transformation version 2)의 적용 가능 좌표 형식, 변환계수 등 이론적 특징을 조사·비교하였다. 이들 기법을 4가지 각기 다른 특징을 갖는 공간정보 좌표 집단에 적용하는 변환 실험을 실시해 잔차 분포, 정확도, Student-T 분포에 대한 가설검정 결과를 분석하였다. 동일 측지기준체계를 달리 구현한 측지기준프레임 사이 변환 시 지각변동을 고려한다면, 그 범위가 아시아-오세아니아로 넓어지더라도 3차원 변환기법들의 적용 결과에 통계적 차이가 나타나지 않았다. 반면, 2차원 변환기법 중에서는 NTv2 기법이 지역적으로 불균질한 공통점의 상대정확도를 반영할 수 있어 가장 높은 변환 정확도를 나타냈다. 본 연구에서의 공간정보의 측지기준체계 변환 이론과 실험적 고찰을 통해 향후 신규 측지기준프레임 도입에 따른 통합기준점 등 측량기준점 변환은 Helmert 기법 그리고 수치지형도·지적공부 등 2차원 공간정보 변환에는 NTv2 변환기법을 적용하는 방안을 제안하고자 하였다.

• 청정기술
• /
• 제27권2호
• /
• pp.132-138
• /
• 2021

우수한 물리적, 전기적 특성과 독특한 물성의 특성을 갖고 있는 그래핀의 연구가 활발히 진행되면서, 대표적인 화학적 박리방법인 Hummer's 방법을 응용하여 고품질의 산화 그래핀의 대량생산 가능성을 검토하였다. 본 연구에서는 산화 그래핀의 제조에 있어서 천연흑연, 결정성 흑연, 팽창흑연을 사용하였으며, 과망간산칼륨의 첨가량, 반응온도, 반응시간을 달리하였다. 또한, 제조된 산화 그래핀의 품질을 알기위해 푸리에 변환 적외선 분광분석(fourier transform infrared spectroscopy, FT-IR), 라만분광기(raman spectroscopy), 투과 전자 현미경(transmission electron microscopy, TEM)을 이용하였으며, 결정성 흑연이 가장 좋은 품질을 나타내었다. 제조된 산화 그래핀 정제를 위해 유기용매를 사용하였으며, 에너지분산형 분광분석법(energy-dispersive X-ray spectroscopy, EDS)를 이용하여 분석한 결과 사이클로헥세인을 이용한 정제가 산 폐액과 폐수의 잔류가 거의 없었다. 본 연구에서 제시한 산화 그래핀 제조방법과 유기용매를 이용한 정제는 보다 친환경적인 방법으로 필름, 방열, 코팅제 등 다양한 산업분야에 응용이 가능할 것으로 예상된다.

• 유기물자원화
• /
• 제29권4호
• /
• pp.15-24
• /
• 2021

본 연구는 친환경농업에서 미생물비료(MF)의 작물 생육 증진 여부를 평가하기 위해 Bacillus amyloliquefaciens가 함유된 미생물비료의 처리, 유기질비료(OF)의 혼용 처리 및 미생물비료 제형별 처리에 따른 상추의 생육 특성을 조사하였다. 미생물비료의 유효 균주인 B. amyloliquefaciens는 전분 분해 효소와 단백질 분해 효소의 활성을 나타내었다. 미생물비료를 유기물의 공급없이 상추에 처리하는 경우 작물의 생육은 무처리구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았다. 대조구와 비교할 때, 유기질비료와 미생물비료를 함께 처리한 MOF2 처리구(2,500 kg OF/ha + 50 kg MF/ha)의 건물중이 약 30% 증가하였다. 미생물비료 제형별 상추 생육 조사 결과, 수용제는 대조구와 통계적으로 유의적인 차이를 나타내지 않았으나 수화제 처리구의 건물중은 약 43% 증대되었다. 미생물비료의 제형별 작물 생육 비교 시 수용제보다 수화제 처리구에서 37% 정도 증가하여 수화제 처리 상추의 생육과 생산량이 증대되었다. 상기 결과들을 종합할 때, 미생물비료를 유기질비료와 혼용하는 경우 상추의 생육과 생산량이 증대되며, 수화제의 처리 시 작물의 생육 개선 효과가 나타남을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제42권4호
• /
• pp.537-548
• /
• 2022

중하중의 교통하중은 포장체에 과도한 응력과 변형을 발생시키므로 이에 대응할 수 있는 포장 단면 설계가 중요하다. 항만 배후도로와 산업도로는 일반도로에 비해 중하중 교통의 비율이 높아 포장의 조기 파손으로 인한 문제가 다수 발생되고 있다. 국외의 경우 중차량의 통행이 많은 도로의 포장설계는 복합포장을 많이 적용하고 있다. 복합포장은 기존 포장의 설계수명을 2배 이상 증대시켜 보수비용 및 사용자 비용을 절감할 수 있는 경제적 포장 형식으로 인식되고 있다. 본 연구에서는 중하중 교통의 비율이 높은 산업도로와 항만 배후도로의 포장 장기 공용성을 확보할 수 있도록 롤러전압콘크리트 기층을 활용한 복합포장의 두께 설계 방안을 제안하고자 한다. 3차원 유한요소해석을 이용하여 포장의 재료물성 변화에 따른 역학적 거동과 장기 공용성을 검토하였으며, 계절별 컨테이너 트레일러에 의해 발생되는 롤러전압콘크리트 기층의 누적피로손상도을 고려하여 사용자가 쉽게 사용할 수 있는 카탈로그 설계를 제안하였다.