• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.1-12
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• 2019

암모니아 생산은 이전부터 비료, 식량과 관련되어 많은 연구가 이루어져 왔는데, 최근 신재생 에너지에 대한 관심이 커짐에 따라 암모니아 또한 에너지로서 내연기관이나 연료전지로 활용이 기대되어 더 많은 연구가 활발히 이루어 지고 있다. 하지만 암모니아를 생성하기 위해서 하버-보쉬법을 사용하는데, 150-300기압과 $350-550^{\circ}C$ 이상의 높은 압력과 온도가 필요하므로 지구 에너지의 1-2%를 사용할 만큼 암모니아 생산에 많은 에너지가 소모되며, 주로 화석연료가 사용된다. 위와 같은 반응에 사용되는 에너지를 줄임으로 이산화탄소 배출량을 줄여 환경문제에도 대응할 수 있기 때문에 반응온도 및 압력을 줄이는 노력이 필요하다. 본 총설에서는 암모니아를 생산하기 위한 방법 중 특히 상온, 상압에서의 전기화학적 질소환원반응 결과들을 소개한다. 실험 결과뿐만 아니라 밀도범함수 계산을 통하여 전기화학적 질소환원반응 메커니즘 연구가 많이 되었으며, 더 많이 전기화학반응에 참여할 수 있도록 하는, 나노 와이어, 다공성 전극과 같은 나노구조화 전극설계에 대한 다양한 연구 결과들 또한 제시한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.508-513
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• 2021

고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 내구성을 향상시키기 위해서는 필수적으로 고분자막의 내구성이 향상되어야한다. 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 e-PTFE 지지체와 라디칼 제거제(Radical Scavenger)가 첨가된다. 본 연구에서는 e-PTFE 지지체가 들어간 강화막(Reinforced Membrane)과 비강화막(Non-reinforced Membrane)의 화학적 내구성을 Fenton 반응에 의해 비교하고자 하였다. 라디칼 제거제가 첨가되지 않은 고분자막의 Fenton 실험에서는 작게 절단한 시편의 단면을 통한 과산화수소 용액과 철이온의 흡수율이 강화막에서 더 높아 불소유출농도가 더 높게 나타났다. 라디칼 제거제의 종류와 첨가량에 따라 강화막의 불소유출농도가 3배 이상의 큰 차이가 발생해서 라디칼 제거제의 영향이 지지체의 영향보다 강한 것을 알 수 있었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권3호
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• pp.175-181
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• 2009

Mechanical properties and precipitation behavior of backward extruded 6061 Al alloy for pressure vessel were investigated using tensile test, transmission electron microscopy (TEM) and differential scanning calorimeter (DSC). In this study, solution heat treatment (SHT) was performed at $535^{\circ}C$ for 30~90 min and aging treatment was conducted at 177 and $190^{\circ}C$ for 1~7 h. Maximum tensile strength of $36.6kgf/mm^2$ and yield strength of $33.29kgf/mm^2$ were achieved at the aging time of 5 h at $190^{\circ}C$. TEM observation showed that fine needle-like ${\beta}^{{\prime}{\prime}}$ phase which has 35~45 nm of length was uniformly distributed in the aged 6061 Al alloy specimen. From tensile test, TEM and DSC analysis, it is expected that aging time of 2~5 h at $190^{\circ}C$ is suitable for the extruded A6061 used as pressure vessels.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권8호
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• pp.508-515
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• 2009

Ti-6Al-4V biomaterial is widely used as a bone alternative. However, Ti-6Al-4V ELI alloy suffers from numerous problems such as a high elastic modulus and high toxicity. Therefore, non-toxic biomaterials with low elastic moduli need to be developed. Ti-HA(hydroxyapatite) composites were fabricated in the present work by pulsed current activated sintering (PCAS) at $1000^{\circ}C$ under 60 MPa using mixed Ti and HA powders. The effects of HA content on the physical and mechanical properties of the sintered Ti-HA composites have been investigated. X-ray diffraction(XRD) analysis of the Ti-HA composites, including Ti-40 wt%HA in particular, revealed new phases, $Ti_{2}O$, CaO, $CaTiO_3$, and TixPy, formed by chemical reactions between Ti and HA during sintering. The hardness of the Ti-HA composites decreased with an increase in HA content. The corrosion resistance of these composites was observed to be an excellent candidate as a commercial Ti-6Al-4 V ELI alloy. A Ti-5 wt%HA composite fabricated by PCAS is recommended as a new biomaterial, because it offers good corrosion resistance, compressive strength, wear resistance, and biocompatibility, and a low Young's modulus.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권3호
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• pp.323-329
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• 2021

This work presents a contrasting behavior of formic acid oxidation (FAO) on the Pt and Bi deposits on different Pt substrates. Using irreversible adsorption method, Bi and Pt were sequentially deposited on Pt electrodes of nanoparticle (Pt NP) and disk (Pt disk). The deposited layers of Bi and Pt on the Pt substrates were characterized with X-ray photoelectron spectroscopy, transmission microscopy and scanning tunneling microscopy. The electrochemical behaviors and FAO enhancements of Pt NP and Pt disk with deposited Bi only (i.e., Bi/Pt NP and Bi/Pt disk), were similar to each other. However, additional deposition of Pt on Bi/Pt NP and Bi/Pt disk (i.e., Pt/Bi/Pt NP and Pt/Bi/Pt disk) changed the electrochemical behavior and FAO activity in different ways depending on the shapes of the Pt substrates. With Pt/Bi/Pt NP, the hydrogen adsorption was suppressed and the surface oxidation of Pt was enhanced; while with Pt/Bi/Pt disk, the opposite behavior was observed. This difference was interpreted as a stronger interaction between the deposited Bi and Pt on Pt NP than that on Pt disk. The FAO performance on Pt/Bi/Pt NP is much better than that on Pt/Bi/Pt disk, most likely due to the difference in the interaction between the deposited Pt and Bi depending on the shapes of Pt substrates. In designing FAO electrochemical catalysts using Pt and Bi, the shape of a Pt substrate was concluded to be critically considered.

• 항공우주시스템공학회지
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• 제17권1호
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• pp.51-58
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• 2023

별도의 점화원 없이 스스로 점화가 가능한 접촉점화 추진제는 부식성과 독성으로 인하여 취급의 어려움이 있다. 따라서 독성이 적거나 없는 친환경 접촉점화 추진제의 개발이 필요하며, 본 연구에는 친환경 접촉점화 추진제의 기초 연구를 수행하였다. 산화제로 95%의 과산화수소, 연료로 CNU_HGFv1를 사용하였으며 액적 낙하 시험, 점화 시험 및 연소 시험을 통하여 추진제의 점화 및 연소 특성을 확인하였다. 액적 낙하 시험 결과 점화지연 시간은 9.7ms 이며, 점화시험에서는 약 27ms로 추진제로 사용하기에 충분히 빠른 것을 확인하였다. 연소시험 결과 약 11.7bar에서 연소 효율 95.4~98.1%를 달성하였으며, 하드스타트 및 연소 불안정 없이 빠르고 안정적인 연소가 가능함을 확인하였다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권5호
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• pp.1644-1650
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• 2023

In spent fuel reprocessing, UO₂(DBP)₂ (U-DBP) can be deposited in stainless steel equipment. U-DBP must be removed by dissolution and the process must not cause corrosion to stainless steel. This study was conducted to find the best scheme for dissolution. U-DBP was manufactured by the titrimetric sedimentation method. The effects of different factors on the dissolution of U-DBP were investigated. For example, solid-liquid ratio, hydrazine carbonate solutions with different mass components, mixed solutions containing different concentrations of H₂O₂, and different carbonates. The results indicated that U-DBP does not have a regular crystal morphology. With the increase of the solid-liquid ratio and the mass fraction of hydrazine carbonate, the concentration of U(VI) at the dissolution equilibrium increases gradually. The addition of H₂O₂ has a great promotion effect on the dissolution. However, when the concentration of H₂O₂ is greater than 0.5 M, the dissolution solution may have an erosive effect on the stainless steel. (NH₄)₂CO₃ can increase the dissolution capacity of dissolved U-DBP, but it may also accelerate the corrosion of stainless steel.

• 반도체디스플레이기술학회지
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• 제22권4호
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• pp.32-37
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• 2023

For the potential applications in large-area OLED lightings, hydrogen fuel cells, and secondary batteries, we have performed an intermittent coating of high-viscosity polydimethylsiloxane using roll-to-roll slot die coater. During intermittent coating, dead zones inevitably appear where the thickness of PDMS patch films becomes non-uniform, especially at the leading/trailing edge. To reduce it, we have coated the PDMS patches by varying the process parameters such as the installation angle of the slot die head, coating speed, and patch interval. It is observed that the PDMS solution flows down and thus the thickness profile is non-uniform for horizonal intermittent coating, whereas the PDMS solution remaining on the head lip causes an increase in the PDMS thickness at the leading/trailing edges for vertical intermittent coating when the coating velocity is low. As the coating speed increases, however, the dead zone is shown to be reduced. It is addressed that the overall dead zone (the dead zone at the leading edge + the dead zone at the trailing edge) is smaller with horizontal intermittent coating than with vertical intermittent coating.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.487-495
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• 2023

암모니아는 인류의 식량문제를 해결할 수 있는 비료 생산의 주요 원료임과 동시에 무탄소 연료이면서 친환경적인 수소 운반자로서 중요한 에너지원으로 알려져 있다. 그래서 지금까지도 암모니아를 합성하거나 분해하는 기술들이 각광을 받고 있다. 암모니아 합성 및 분해 반응을 촉진시키기 위해서는 반드시 촉매 재료가 필요하다. 고성능 및 값싼 암모니아 합성 및 분해용 신촉매를 설계하기 위해서는 무수히 많은 합성 가능한 촉매 후보군들을 다루어야만 하는데 전통적인 접근법만으로 탐색 및 분석을 하기엔 시간적, 경제적인 비용이 많이 들 수밖에 없다. 최근에 4차 산업혁명의 핵심기술에 속하는 머신러닝을 이용하여 이용하여 고성능 촉매를 빠르고 정확하게 찾을 수 있는 탐색 모델이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 암모니아 합성 및 분해용 반응 메커니즘에 대해서 알아보고, 고성능 및 경제적인 암모니아 합성 및 분해 촉매를 효율적으로 탐색할 수 있는 머신러닝 기반 방법에 대한 최신 연구 및 전망을 기술하였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제29권1호
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• pp.31-48
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• 2024

글로벌 자동차 산업은 연결, 자율주행, 공유, 전동화 등의 주요 방향 아래 지속적으로 발전하고 있으며, 국내 자동차 산업 또한 기존의 전통적인 자동차 부품 제조로부터 미래 트렌드에 부합하는 전략적인 업의 전환을 꾀하고 있다. 본 연구에서는 2013년부터 2021년까지 산업통상자원부에서 지원한 미래 자동차 분야 연구개발 과제를 대상으로 토픽 모델링을 수행하였다. 해당 기간을 3개 기간으로 구분하여 주요 토픽의 변화를 분석하였다. 센서와 통신, 운전자 보조 기술, 배터리 및 전력 기술은 전 기간 동안 지속적인 주요 토픽으로 나타났으며, 고강도 경량 차체와 같은 주제는 1기에서만 관찰되었다. 한편, AI, 빅데이터, 수소 연료전지와 같은 주제는 2기와 3기에 점점 더 중요한 토픽으로 부상하였다. 또한, 토픽별 정부 투자액과 투자 증가율을 기준으로 각 기수별 집중 투자 분야를 분석하였다. 이러한 연구 결과는 향후 자동차 분야의 정책 수립 및 연구개발 전략 마련 시 기초 자료로 활용될 것으로 예상되며, 증거 기반의 정책 수립과 결정에 기여할 것으로 기대된다.