• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.21-28
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (ReSOC) system was integrated with waste steam for electrical energy storage in distributed energy storage application. Waste steam was utilized as external heat in SOEC mode for higher hydrogen production efficiency. Three system configurations were analyzed to evaluate techno-economic performance. The first system is a simple configuration to minimize the cost of balance of plant. The second system is the more complicated configuration with heat recovery steam generator (HRSG). The third system is featured with HRSG and fuel recirculation by blower. Lumped models were used for system performance analyses. The ReSOC stack was characterized by applying area specific resistance value at fixed operating pressure and temperature. In economical assessment, the levelized costs of energy storage (LCOS) were calculated for three system configurations based on capital investment. The system lifetime was assumed 20 years with ReSOC stack replaced every 5 years, inflation rate of 2%, and capacity factor of 80%. The results showed that the exergy round-trip efficiency of system 1, 2, 3 were 47.9%, 48.8%, and 52.8% respectively. The high round-trip efficiency of third system compared to others is attributed to the remarkable reduction in steam requirement and hydrogen compression power owning to fuel recirculation. The result from economic calculation showed that the LCOS values of system 1, 2, 3 were 3.46 ¢/kWh, 3.43 ¢/kWh, and 3.14 ¢/kWh, respectively. Even though the systems 2 and 3 have expensive HRSG, they showed higher round-trip efficiencies and significant reduction in boiler and hydrogen compressor cost.

• 벤처창업연구
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• 제14권3호
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• pp.185-199
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• 2019

한국의 시설원예는 짧은 기간에 주목할 만큼 발전하였지만, 높은 경영비와 시장개방 등 불리한 주변 여건에 대응하여 국제경쟁력을 확보하기 위해서는 시설원예의 문제점 진단과 분석을 통하여 대응책을 마련하여야 한다. 본 연구는 스마트 팜을 2세대 지능형 스마트 팜으로 발전시키기 위한 목적을 가지고 있다. 이를 위하여 선도사례와 실증사례 연구를 통해 작물 생육 정보의 활용 및 분석 능력이 생산성에 어떠한 영향을 미치는지 실증사례를 통하여 고찰한다. 정보통신기술(ICT)을 도입한 시설원예 스마트 팜과 빅데이터를 활용한 농업기술이 농가의 생산성에 어떤 기여를 하고 있는지에 대하여 선도농가의 사례를 분석하였다. 이와 함께 작물 생육 정보 수집 및 분석 솔루션을 개발하여 수경재배 토마토 농가에서 산출된 생산성 변화 요인을 분석하였다. 본 연구의 결과는 첫째, 작물 생육 정보 엽온의 활용 필요성이다. 엽온의 활용 범위는 시설 내 하우스 환기, 보온 커튼의 열고 닫음, 최초 관수 시점과 종료 시점 결정 등 다양하게 활용할 수 있다는 것을 확인하였다. 둘째, 작물 생육 정보 함수율의 활용 필요성이다. 작물 생육 함수율 정보는 작물의 현재 상태가 영양 생장인지, 생식 생장인지를 확인 가능하게 하며, 광합성 능력에 따라 함수율을 인위적으로 조절할 수 있다는 것이 확인되었다. 셋째, 작물의 EC, pH 정보를 활용하는 것이다. 작물에 따라 기후조건에 따라 EC 값을 달리해야 한다. 공급되는 EC, pH와 배액에서 측정되는 EC, pH를 비교하여 현재 작물의 생육 상태를 확인할 수 있다는 것이 확인되었다. 본 연구의 결과를 토대로 스마트 팜의 측정 생육 정보를 어떻게 활용하는가에 따라 생산성에 영향을 미칠 수 있다는 것을 확인할 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권4호
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• pp.44-50
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• 2019

국내 전기로 공정에서 산화 반응열 및 탄소 연소열 등으로 인한 화학에너지는 전체 투입 에너지 대비 30%정도로 알려져 있다. 전기로에서 $CO_2$를 저감하기 위해서는 전기로 용해 구간 중에 사용되는 전력에너지를 줄이고 화학에너지 사용을 높여야 한다. 일반적으로 용강 중 탄소를 단독으로 투입할 경우, 탄소가 용강에 용해되기 전 낮은 밀도로 인해 슬래그 층으로 부유한다. 용강 중 탄소 농도가 높을 시 취입하는 산소와 용강 중 탄소의 연소반응으로 인해 전력에너지를 낮추며 화학에너지 사용량을 높일 수 있다. 따라서 탄소 연소열의 효율을 높이기 위해서는 용강 중 새로운 탄재 장입 조건이 필요하다. 한편, Al 제련 후의 부산물로 알려져 있는 Al 드로스는 금속성 Al을 25 mass% 이상 함유하고 있으며 Al은 탄소와 비교하여 높은 산화열을 가지고 있다. 그러나 Al 드로스는 재활용이 어려워 거의 매립하고 있으며, Al 드로스 내 Al의 산화열을 효과적으로 활용하기 위해서는 철강 공정 적용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 화학 에너지의 활용 증대를 위한 기반연구로서, 분코크스와 Al 드로스를 화학에너지 연료로서 활용하여 다양한 배합비 및 반응 온도에서 용강 중 탄소 및 알루미늄의 용해 농도와 용해효율을 조사하였다.

• 한국농촌건축학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.9-17
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• 2022

Rural spaces are increasingly valuable as areas for introducing renewable energy infrastructure to achieve carbon neutrality. Rural areas are the living grounds of rural residents, and the balance of conservation and development for rural areas is important for the introduction of reasonable facilities. In order to maintain a balance between development and preservation and to introduce reasonable renewable energy facilities, it is necessary to develop a current status survey and an effective survey method to utilize a space capable of introducing renewable energy facilities such as idle land and vacant houses. Therefore, this study was conducted to verify the readability using an unmanned aerial vehicle, and the main results are as follows. The detection of photovoltaic power generation facilities using unmanned aerial vehicles was effective in analyzing the location and area of photovoltaic panels located on the roofs of buildings, and it was possible to calculate the expected power generation by region through the area calculation of photovoltaic panels. The vacant house detection can be used to select an investigation target for an vacant house condition survey as it can identify damage to buildings that are expected to be empty houses, management status, and electricity supply facilities through aerial photos. It is judged that the unmanned aerial vehicle detection capability can be utilized as a method to improve the efficiency of investigation and supplement the data related to solar power generation facilities and vacant houses provided by public institutions. Although this study detected the status of solar power generation facilities and vacant houses through high-resolution aerial image analysis, as a follow-up study, automatic measurement methods using the temperature difference of solar power generation facilities and general characteristics of vacant houses that can be read from the air were investigated. If the deriving research is carried out, it is judged that it will be possible to contribute to the improvement of the accuracy of the detection result using the unmanned aerial vehicle and the expansion of the application range.

• 한국버섯학회지
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• 제21권3호
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• pp.118-125
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• 2023

현물 상태의 느타리 수확후배지를 사용하여 기존 가축분퇴비에서 수분조절제로 사용되는 톱밥을 대체하는 연구를 수행한 결과는 다음과 같다. 느타리 수확후배지 40%+ 가축분 60% 혼합후 1차, 2차 발효 및 50일 이상 후숙하면 기존 톱밥 혼합 가축분퇴비에 비해 퇴비 제조기간이 동일하였으며 부숙과정동안 온도가 70℃ 이상 높아져 충분히 부숙이 되었으며 발효 및 후숙과정을 거치면서 가축분퇴비의 수분함량이 55% 이하로 비료공정규격에 적합하였다. 또한 퇴비 부숙기간 및 비료성분 등에 차이가 없었으며, 유기물 함량, 수분, OM/N, 부숙도, 중금속 등 비료공정규격에도 적합하게 나타났다. 톱밥을 혼합한 가축분퇴비에 비해 퇴비 제조기간중 암모니아 가스 발생은 적은 것으로 나타났다. 느타리 수확후배지를 혼합한 가축분퇴비의 미생물 밀도를 조사한 결과 세균, 방선균 밀도가 톱밥을 혼합한 퇴비에 비해 높게 나타났으며 공정화된 퇴비 제조 과정을 통해 충분한 부숙기간을 거치면 느타리 종균은 퇴비내에 존재하지 않는 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제33권2호
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• pp.77-86
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• 2023

본 연구에서는 낮은 막 저항과 높은 수산화 이온 전도성을 가지는 세공 충진 이온교환막 제조법으로 연구하였다. 알칼리 내구성을 향상하기 위해 폴리 테트라 플로오 에틸렌 소재인 다공성 지지체를 사용하였고 세공에는 단량체 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), vinylbenzyl chloride (VBC)를 이용하여 copolymer를 제조했다. 가교제는 divinylbenzene (DVB)를 사용하였고 가교제 함량별로 이온교환막을 제조하여 DMAEMA-DVB와 VBC-DMAEMA-DVB copolymer에서 가교제 함량이 미치는 영향에 관해 연구하였다. 그 결과, PTFE 소재 지지체를 이용하여 화학적 안정성이 향상했고 저압 UV 램프를 사용하여 낮은 온도에서 빠른 광중합이 가능하여 생산성을 높일 수 있는 장점이 있다. 음이온교환 막 연료전지에 요구되는 이온교환막의 물리적 및 화학적 안정성을 확인하기 위해서 인장강도와 내알칼리성 테스트를 진행하였다. 그 결과, 가교도가 증가할수록 인장강도 대략 40 MPa가 증가하였고, 최종적으로 이온전도도와 내알칼리성 테스트를 통해 가교제 함량이 증가할수록 알칼리 안정성이 증가하는 것을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제56권5호
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• pp.515-532
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• 2023

벤토나이트는 고준위 방사성폐기물 처분을 위한 심층처분 시스템에서 처분용기와 암반 사이를 메우는 완충재로 고려되는 팽창성 점토이다. 벤토나이트는 높은 양이온교환능과 비표면적을 가지고 있기 때문에, 처분용기로부터 핵종이 누출될 경우, 수착하여 암반으로의 유출을 지연시키는 역할을 한다. 본 연구에서는 여러 선행연구에서 8종류의 벤토나이트를 사용하여 수행된 U, Am, Se, Eu 핵종의 수착실험 및 모델 자료를 취합하고, 각 연구에서 설정된 실험 조건들을 기반으로 열역학적 수착모델의 특성을 평가하였다. 핵종과 벤토나이트 간의 수착 거동 해석에 중요한 역할을 하는 열역학적 수착모델은 벤토나이트의 광물학적 특성뿐만 아니라 핵종 농도, 용액의 이온강도, 주 양이온, 온도, 고액비, 용존 탄산 농도 등 세부적인 실험 조건과 밀접하게 연관되어 있는 것으로 확인되었다. 이러한 결과는 특정 실험 조건에서 수행된 수착실험 및 모델의 최적화로 제안되는 수착 반응식과 반응상수가 다양한 환경 조건에 적용하기에 불확실성이 크다는 것을 의미한다. 따라서, 심층처분 시스템에 적용가능한 열역학적 수착모델을 구축하기 위해서는 현장 조사 및 실험이 함께 수행되어야 한다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.590-595
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• 2023

이미지 센서 컬러 필터에 사용하기 위해 새로운 황색 방향족 이민 유도체가 설계되고 합성되었다. 합성된 화합물은 방향족 이민 그룹을 기반으로 한 화학 구조를 가지고 있다. 새로운 재료는 상업용 장치 제조 공정을 모방한 조건에서 광학적 및 열적 특성을 기반으로 평가되었다. 이들의 관련 성능을 비교한 결과, ((E)-3-methyl-4-((3-methyl-5-oxo-1-phenyl-1H-pyrazol-4(5H)-ylidene) methyl)-1-phenyl-1H-pyrazol-5(4H)-one (MOPMPO)은 industry에 중점적으로 사용되는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 용매에 대한 용해도가 0.5 wt%이고, 290 ℃의 높은 분해 온도를 갖는 이미지 센서 컬러 필터 소재로서 우수한 성능을 나타내었다. MOPMPO가 이미지 센서 색재의 황색 염료 첨가제로 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 핵의학기술
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• 제21권1호
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• pp.39-43
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• 2017

Thyroglobulin (Tg)은 갑상선에서 특이적으로 생성되는 요오드단백질로써 분화갑상선 암(Differentiate Thyroid Carcinoma, DTC) 의 생물학적 표지자이다. 본 검사실의 Tg 검사법은 반응시간이 길어 진료과와 환자들의 결과보고 요청사항을 만족시키지 못하고 있는 상황이다. 이를 만족시키기 위해 Tg 검사의 반응시간을 단축하고자 현재 사용중인 B사 Kit와 타 병원에서 사용중인 C사 Kit의 반응시간을 단축시켜 실험을 진행하였다. 본원에 의뢰된 Tg 약 65명의 환자 검체를 대상으로 B사 Kit의 반응시간을 $37^{\circ}C$ shaking 2hr/2hr, 실온 shaking 3hr/2hr, $37^{\circ}C$ shaking 1hr/1hr으로, C사 Kit의 원법인 실온 shaking 3hr법과 반응시간을 단축한 실온 shaking 2hr, $37^{\circ}C$ shaking 2hr 방법으로 단축하여 기존에 시행하던 overnight법과 상관성검사를 실시하여 비교하였다. 그 결과 여섯가지 방법 모두 1.0 ng/mL 이상의 값에서는 높은 상관관계를 보였으나 1.0 ng/mL 이하의 값에서는 다소 흔들리는 경향이 있었다. 하지만 그 중 상대적으로 안정적이었던 B사 Kit $37^{\circ}C$ shaking 1hr/1hr 법과 C사 Kit 실온 shaking 2hr 법에 대해 다른 조건들을 재설정하여 적합한 방법을 찾는다면 진료과와 환자들의 요구 사항 충족은 물론, EIA법과의 경쟁력 면에서도 유용할 것이다.

• 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.