• 제목/요약/키워드: Green energy

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Development of Visible-light Responsive $TiO_2$ Thin Film Photocatalysts by Magnetron Sputtering Method and Their Applications as Green Chemistry Materials

  • Matsuoka, Masaya
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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    • pp.3.1-3.1
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    • 2010
  • Water splitting reaction using photocatalysts is of great interest in the utilization of solar energy [1]. In the present work, visible light-responsive $TiO_2$ thin films (Vis-$TiO_2$) were prepared by a radio frequency magnetron sputtering (RF-MS) deposition method and applied for the separate evolution of $H_2$ and $O_2$ from water as well as the photofuel cell. Special attentions will be focused on the effect of HF treatment of Vis-$TiO_2$ thin films on their photocatalytic activities. Vis-$TiO_2$ thin films were prepared by an RF-MS method using a calcined $TiO_2$ plate and Ar as the sputtering gas. The Vis-$TiO_2$ thin films were then deposited on the Ti foil substrate with the substrate temperature at 873 K (Vis-$TiO_2$/Ti). Vis-$TiO_2$/Ti thin films were immersed in a 0.045 vol% HF solution at room temperature. The effect of HF treatments on the activity of Vis-$TiO_2$/Ti thin films for the photocatalytic water splitting reaction have been investigated. Vis-$TiO_2$/Ti thin films treated with HF solution (HF-Vis-$TiO_2$/Ti) exhibited remarkable enhancement in the photocatalytic activity for $H_2$ evolution from a methanol aqueous solution as well as in the photoelectrochemical performance under visible light irradiation as compared with the untreated Vis-$TiO_2$/Ti thin films. Moreover, Pt-loaded HF-Vis-$TiO_2$/Ti thin films act as efficient and stable photocatalysts for the separate evolution of $H_2$ and $O_2$ from water under visible light irradiation in the presence of chemical bias. Thus, HF treatment was found to be an effective way to improve the photocatalytic activity of Vis-$TiO_2$/Ti thin films. Furthermore, unique separate type photofuel cell was fabricated using a Vis-$TiO_2$ thin film as an electrode, which can generate electrical power under solar light irradiation by using various kinds of biomass derivatives as fuel. It was found that the introduction of an iodine ($I^-/{I_3}^-$) redox solution at the cathode side enables the development of a highly efficient photofuel cell which can utilize a cost-efficient carbon electrode as an alternative to the Pt cathode.

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에폭시 박막 절연형 버스웨이 시스템의 장기 수명 및 신뢰성 평가에 관한 연구 (Study on the Estimation of Long Life Cycle and Reliability Tests for Epoxy Insulation Busway System)

  • 장동욱;박성희;이강원
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권9호
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    • pp.261-268
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    • 2018
  • 전력수요와 부하용량이 증가 되어감에 따라 부하에 전력공급을 위한 간선으로서의 케이블은 설치 시간의 과다와 공간의 제약으로 사용이 제한적이다. 이런 문제를 해결하기 위한 간선 시스템으로 대전류를 효율적으로 공급해 줄 수 있는 버스웨이 시스템의 사용이 증가되고 있으나, 신뢰성의 검증을 위한 시험평가 방법과 그에 대한 결과 제시가 부족한 실정이다. 본 논문에서는 에폭시를 주절연으로 하는 버스웨이 시스템의 신뢰성 검증을 위해서 IEC 61439-6에서 제시된 시험항목이외에 장기 사용성과 신뢰성을 평가할 수 있는 시험항목을 선정하였다. 열 및 전기적 스트레스를 동시에 인가하여 최대한 실사용 상태를 반영한 복합가속열화시험을 실시하였으며, 50년 수명 조건을 충족하도록 열화 조건을 선정하여 버스웨이 시스템의 절연성능 확인시험을 통해 수명을 만족함을 확인하였다. 또한, 버스웨이가 설치되는 온도, 습도 및 부하전류 사용 환경에 대한 적합성 확인에 대한 신뢰성 평가 시험항목으로서 열적 과전류 시험, 침수시험, 냉충격시험, 온도 사이클 시험을 선정하여 실시하였으며, 확인 시험을 통해 시험 전후의 특성 변화와 이상 유무를 검토하였다. 이 결과들로부터 에폭시 절연형 버스웨이 시스템의 평가항목으로서 본 논문에서 제시한 시험항목이 적절하고, 그에 대한 제품의 성능도 우수함을 확인하였다.

PSCAD/EMTDC를 이용한 풍력발전의 배전계통 사고특성에 관한 연구 (A Study on Fault Characteristics of DFIG in Distribution Systems Based on the PSCAD/EMTDC)

  • 손준호;김병기;전진택;노대석
    • 한국융합학회논문지
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    • 제2권2호
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    • pp.47-56
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    • 2011
  • 2008년도 지식경제부의 전망에 의하면 신재생에너지전원 중 풍력발전의 보급전망은 2020년 37%, 2030년 42%에 달하고, 2012년부터 시행 예정인 신재생에너지 의무할당제(Renewable Portfolio Standard-RPS)의 도입으로 태양광 및 풍력 등의 신재생에너지가 향후 지속적으로 배전계통에 연계 운용될 것으로 예상된다. 현재 풍력은 배전계통에 전용선로로 연계되어 계통에 미치는 영향은 미미하지만, 3[MW] 이상의 대규모 풍력발전이 일반 배전선로로 확대 운용되면, 풍력발전 연계용 변압기 및 풍력발전기의 %임피던스에 의한 사고전류 변동으로 보호계전기(OCR, OCGR)의 오 부동작을 야기할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 대표적인 풍력발전기인 이중여자유도발전기(Double-Fed Induction Generator-DFIG)가 고압 배전선로에 연계되어 운전되는 경우, 3상단락, 2선단락 및 1선지락의 사고특성을 분석하기 위하여, 전력계통 상용소프트웨어인 PSCAD/EMTDC를 이용하여 풍력발전기의 모델링과 시뮬레이션을 수행하고, 대칭좌표법을 통한 이론적인 수치해석의 결과치를 비교/분석하여, 제안한 수법의 유용성을 확인하였다.

PMV 온열 환경과 조도가 시작업 성능에 미치는 영향에 대한 연구 (A Study on the Effects of PMV Thermal Environment and Illumination on Visual Performance)

  • 김형선;김형태;김형식;곽원택;김진호
    • 감성과학
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    • 제17권2호
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    • pp.55-62
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    • 2014
  • 본 연구에서는 PMV 온열환경이 변화함에 따라 LED광원의 조도가 시작업 성능에 미치는 영향을 분석하기 위해 오류검색수정작업 평가지를 개발하였고, 오류검색수정작업의 정확도 및 소요시간을 분석하였다. 또한 작업을 진행하면서 느끼는 시각피로도에 대한 설문을 실시하여 주관적인 평가도 병행하였다. 본 실험의 PMV 온열환경은 온도 $17{\pm}1{\sim}29{\pm}1^{\circ}C$, 습도 $50{\pm}5{\sim}60{\pm}5%$의 범위에서 PMV 값에 따라 4가지 형태를 구성하였으며, LED광원의 조도는 400lx, 700lx, 1000lx의 3가지 형태로 구성하여 실험을 진행하였다. 오류검색수정작업의 정확도(LED p 값=0.058, PMV*LED p값=0.083) 및 소요시간(LED p값=0.004, PMV p값=0.000)은 PMV 온열환경과 LED광원의 조도 변화에 모두 유의하였으나, 피로도는 PMV 온열환경(p값=0.003)과 유의한 차이를 보였다.

산화알루미늄 섬유와 니켈분말 후처리공정에서 입자의 노출특성 (Exposure Characteristics of Particles during the After-treatment Processes of Aluminum Oxide Fibers and Nickel Powders)

  • 김종범;김경환;류성희;윤성택;배귀남
    • 한국산업보건학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.225-236
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    • 2016
  • Objectives: Nanomaterials have been used in various fields. As use of nanoproducts is increasing, workers dealing with nanomaterials are also gradually increasing. Exposure assessments for nanomaterials have been carried out for protection of worker's health in workplace. Exposure studies were mainly focused on manufacturing processes, but these studies on after-treatment processes such as refinement, weighing, and packing were insufficient. So, we investigated exposure characteristics of particles during after-treatment processes of $Al_2O_3$ fibers and Ni powders. Methods: Mass-production of Ni powder process was carried out in enclosed capture-type canopy hood. In a developing stage, $Al_2O_3$ was handled with a local ventilation unit. Exposure characteristics of particles were investigated for $Al_2O_3$ fiber and Ni powder processes during the periods of 10:00 to 16:00, 20 May 2014 and 13:00 to 16:00, 21 May 2014, respectively. Three real-time aerosol instruments were utilized in exposure assessment. A scanning mobility particle sizer(SMPS, nanoscan, model 3910, TSI) and an optical particle counter(OPC, portable aerosol spectrometer, model 1.109, Grimm) were used to determine the particle size distribution in the size range of 10-420 nm and $0.25-32{\mu}m$, respectively. In addition, a nanoparticle aerosol monitor(NAM, model 9000, TSI) was used to measure lung-deposited nanoparticle surface area. Membrane filters(isopore membrane filter, pore size of 100 nm) were also used for air sampling for the FE-SEM(model S-5000H, Hitachi) analysis using a personal sampling pump(model GilAir Plus by 2.5 L/min, Gilian). Conclusions: For Ni powder after-treatment process, only 27% increase in particle concentration was found during the process. However, for $Al_2O_3$ fiber after-treatment process, significant exposure(1.56-3.34 times) was observed during the process.

공공 건설현장의 친환경성 제고를 위한 현장환경관리협의회 운영 모델 (Operation Model of On-site Environmental Management Council to Enhance Eco-friendliness in Public Construction Sites)

  • 손정락;박성식;전명훈;송상훈
    • 토지주택연구
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    • 제3권4호
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    • pp.423-431
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    • 2012
  • 저탄소 녹색성장 및 친환경 트렌드는 미래 지구환경 보존의 핵심 개발지표이며, 정부도 저탄소 녹색성장 및 친환경성 제고를 국가발전의 주요지표로 설정하고 강력한 정책을 추진하고 있는 상황이다. 국내 건설산업 관련분야에서도 탄소저감 및 친환경 자재와 제품 개발, 대체에너지 개발 등에 대해서는 집중적 투자가 이루어지고 있으나, 생산단계인 건설과정에서의 저탄소 및 친환경적 노력은 미흡한 실정이다. 이에 본 연구에서는 국내 대표적 발주기관 및 환경관리 선도업체 환경관련 업무담당자와의 의견조사를 통하여 현재의 현장환경관리 실태와 문제점을 분석하고, 향후 체계적인 현장 환경관리를 위한 방안을 조사하여, 공공건설 현장의 친환성성 제고를 위한 방안의 일환으로 현장의 체계적 환경관리 활동 전개를 위한 조직 구성 및 운영 모델을 제시하였다. 본 연구와 더불어 효율적 환경관리 활동을 정착시키기 위해서는 환경관리에 대한 수행주체들의 인식전환과 전담인력 배치, 환경관리비의 현실화, 그리고 효율적 업무처리를 위한 지침수립과 환경관리 활동에 대한 평가방법 등에 대한 검토도 추가적으로 필요한 시점이다.

결정질 실리콘 및 CuInxGa(1-x)Se2 모듈의 부분음영에 따른 태양전지 특성 변화 및 바이패스 다이오드의 작동 메커니즘 분석 (Analysis of Mechanism for Photovoltaic Properties and Bypass Diode of Crystalline Silicon and CuInxGa(1-x)Se2 Module in Partial Shading Effect)

  • 이지은;배수현;오원욱;강윤묵;김동환;이해석
    • 한국재료학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.196-201
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    • 2015
  • This paper presents the impact of partial shading on $CuIn_xGa_{(1-x)}Se_2(CIGS)$ photovoltaic(PV) modules with bypass diodes. When the CIGS PV modules were partially shaded, the modules were under conditions of partial reverse bias. We investigated the characterization of the bypass diode and solar cell properties of the CIGS PV modules when these was partially shaded, comparing the results with those for a crystalline silicon module. In crystalline silicon modules, the bypass diode was operated at a partial shade modules of 1.67 % shading. This protected the crystalline silicon module from hot spot damage. In CIGS thin film modules, on the other hand, the bypass diode was not operated before 20 % shading. This caused damage because of hotspots, which occurred as wormlike defects in the CIGS thin film module. Moreover, the bypass diode adapted to the CIGS thin film module was operated fully at 60% shading, while the CIGS thin film module was not operated under these conditions. It is known that the bypass diode adapted to the CIGS thin film module operated more slowly than that of the crystalline silicon module; this bypass diode also failed to protect the module from damage. This was because of the reverse saturation current of the CIGS thin film, $1.99{\times}10^{-5}A/cm^2$, which was higher than that of crystalline silicon, $8.11{\times}10^{-7}A/cm^2$.

수경재배용 실파 적품종 선발 (Selection of Desirable Varieties for the Year-round Water Culture of Young Welsh Onion)

  • 원재희;김상수;안수용;박권우
    • 생물환경조절학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.254-262
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    • 2005
  • 실파는 생육기간이 짧고 온도 적응성이 높아 주년생산이 가능한 작목으로, 국내에서는 양념채소 및 다양한 쌈 채소류의 일부로 최근부터 수경 재배되고 있으나 실파의 수경재배에 필요한 재배기술이 확립되어 있지 않았다. 따라서 고품질 실파의 안정적인 주년생산을 위한 수경재배에 적합한 실파 품종을 선발하고자 본 시험을 수행하였다. 국내 5품종과 일본 5품종 등 총 10품종을 공시하여 봄부터 겨울까지 작형별로 담액순환방식으로 재배하였다. 발아율과 발아세는 대부분의 품종이 $90\%$이상이었으며 발아속도는 '금장외대파', '구조파' 및 '후유네'가 가장 높았다. 봄 작형에서 외형적 생육은 '토쿄구로'와 '금장외대파'가 가장 우수하였다 여름 작형에서는 '금장외대파', '구조파', '새색시실파' 및 '토쿄구로', 가을 작형에서는 '금장외대파', '구조파' 및 '토쿄구로', 겨울 작형에서는 '금장외대파', '미도리가와', '토쿄구로'가 우수하였다. 종합하면, 연중 작형에 '금장외대파'와 '토쿄구로'가 적합하였고 또한 여름과 가을작형에는 '구조파'도 적합하였다. 내적 품질 측면에서 측정한 봄 작형의 vitamin C 함량은 '아쿠아그린', '미도리가와', '서울백파'가 높았으며, nitrate 함량은 '금장외대파', '후유네' 및 '토쿄구로'가 낮았고, pyruvic acid 함량은 '석창외대파', '금장외대파' 및 '구조파'가 높았다. 이상의 결과를 토대로 '금장외대파'와 '토쿄구로' 및 '구조파' 3품종을 담액순환식 수경재배용 실파 품종으로 선발하였다.

Pt-Sn/θ-Al2O3 촉매상에서 반응조건에 따른 n-부탄의 탈수소화 반응 (Effect of Reaction Conditions for n-Butane Dehydrogenation over Pt-Sn/θ-Al2O3 Catalyst)

  • 조경호;강성은;박정현;조준희;신채호
    • 청정기술
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    • 제18권2호
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    • pp.162-169
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    • 2012
  • n-부탄의 탈수소화 촉매로 Pt와 Sn을 알루미나 지지체에 담지하기 위하여 함침법을 이용하여 Pt-Sn/${\theta}-Al_2O_3$ 촉매를 제조하였다. 물리적화학적 특성을 알아보기 위해 XRD, $N_2$ 흡탈착, $NH_3$-TPD, $H_2$-TPR 분석을 실시하였다. 또한 Pt-Sn/${\theta}-Al_2O_3$ 촉매상에서 탈수소반응에 대한 활성에 대한 영향을 관찰하기 위해서 전처리 온도, 전처리 시간, 반응온도, 공간속도에 따른 촉매의 활성에 대한 영향과 더불어 탈수소 반응에 대한 온도 조건에 따른 반응속도의 변화를 관찰하였다. 5~55% 부탄의 전환율 변화에 따른 부텐의 선택도 합은 95% 정도로 일정하게 유지되었다. 아레니우스식을 이용하여 얻은 활성화 에너지 $82.4kJ\;mol^{-1}$이었고, 멱함수를 이용하여 얻은 n-부탄 및 수소의 반응차수는 각각 0.70과 -0.20차로 나타났다.

도시 환경이 온열질환 발생에 미치는 영향에 관한 연구 (A Study on the Influence of Urban Environment on the Generation of Thermal Diseases)

  • 이수미;권일;김용진
    • 한국콘텐츠학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.84-92
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    • 2019
  • 기후변화로 인한 도시열환경 악화, 온열질환자 발생은 중요한 사회 문제 중 하나로 대두되었다. 이에 폭염 등의 기후변화에 관한 연구가 활발해졌으나 주로 기후요소에 집중되고 있다. 그러나 도시열섬현상은 여름철 폭염을 가속화시키며, 도시지역에서의 온열질환자가 급증하는 추세로 미루어 도시의 환경의 영향을 짐작할 수 있다. 이에 본 연구는 서울시와 경기도를 대상으로 도시지역의 물리적·사회적 특성이 온열질환자에 미치는 영향을 분석하였다. 분석을 위해 본 연구에서는 음이항회귀분석을 활용하였다. 분석 결과, 토지이용현황 중 주요열에너지방출원인 주거·상업·공업시설 연면적의 비율은 통계적으로 유의하지 않은 것으로 나타났지만, 도로면적과 녹지면적은 각각 양과 음의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 사회적 특성 변수에 포함된 인구밀도와 65세 이상 인구 비율, 독거노인 비율, 기초생활수급자 비율은 모두 유의한 것으로 나타났는데, 독거노인 비율과 인구밀도 비율만 음의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 연구의 결과는 지역별 온열질환자와 관련한 도시 정책적 대안을 마련하는데 활용할 수 있다.