• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권4호
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• pp.293-299
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• 2012

The serpentine flow channel is widely used in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) to prevent flooding phenomena because it effectively removes liquid water in the flow channel. The pressure drop between inlet and outlet increases as compared with straight channels due to minor losses associated with the corners of the turning configurations. This results in a strong pressure gradient between adjacent channels in specific regions, where some amount of reactant gas can be delivered to catalyst layers by convection through a gas diffusion layer (GDL). The enhancement of the convective flow in the GDL, so-called bypass flow, affects fuel cell performance since the bypass flow influences the reactant transport and thus its concentration over the active area. In the present paper, for the bipolar plate design, a simple analytic model has been proposed to predict the bypass flow in the serpentine type flow channels and validated with three-dimensional numerical simulation results.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권1호
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• pp.1-6
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• 2022

The regulations of the International Maritime Organization (IMO) have been steadily strengthened in ship emissions. Accordingly, there is a growing need for development of related technologies for the removal of contaminants that may occur during the treatment of SOx and NOx using a wet scrubber. However, this system also leads to wastewater production when the exhaust gas is scrubbed. In this research, we evaluated the performance of an ion selective resin process in accordance with scrubber wastewater discharge regulations, specifically nitrate discharge, by the IMO. Accelerated real and synthetic wastewater of wet scrubbers, contained high amounts of TDS with high nitrate, is used as feed water in lab scale systems. Furthermore, a pilot scale dissolved air flotation (DAF) using microbubble generator with ion exchange resin process was combined and developed in order to apply for the treatment of wet scrubber wastewater. The results of the present study revealed that operating conditions, such as resin property, bed volume (BV), and inlet wastewater flow rate, significantly affect the removal performance. Finally, through a pilot test, DAF with ion exchange resin process showed a noticeable improvement of the nitrate removal rate compared to the single DAF process.

• Design & Manufacturing
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• 제15권2호
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• pp.11-16
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• 2021

Recently, three-dimensional (3D) cell culture systems, which are superior to conventional two-dimensional (2D) vascular systems that mimic the in vivo environment, are being actively studied to reproduce drug responses and cell differentiation in organisms. Conventional two-dimensional cell culture methods (scaffold-based and non-scaffold-based) have a limited cell growth rate because the culture cannot supply the culture medium as consistently as microvessels. To solve this problem, we would like to propose a 3D culture system with an environment similar to living cells by continuously supplying the culture medium to the bottom of the 3D cell support. The 3D culture system is a structure in which microvascular structures are combined under a scaffold (agar, collagen, etc.) where cells can settle and grow. First, we have manufactured molds for the formation of four types of microvessel-mimicking chips: width / height ①100 ㎛ / 100 ㎛, ②100 ㎛ / 50 ㎛, ③ 150 ㎛ / 100 ㎛, and ④ 200 ㎛ / 100 ㎛. By injection molding, four types of microfluidic chips were made with GPPS (general purpose polystyrene), and a 100㎛-thick PDMS (polydimethylsiloxane) film was attached to the top of each microfluidic chip. As a result of observing the flow of the culture medium in the microchannel, it was confirmed that when the aspect ratio (height/width) of the microchannel is 1.5 or more, the fluid flows from the inlet to the outlet without a backflow phenomenon. In addition, the culture efficiency experiments of colorectal cancer cells (SW490) were performed in a 3D culture system in which PDMS films with different pore diameters (1/25/45 ㎛) were combined on a microfluidic chip. As a result, it was found that the cell growth rate increased up to 1.3 times and the cell death rate decreased by 71% as a result of the 3D culture system having a hole membrane with a diameter of 10 ㎛ or more compared to the conventional commercial. Based on the results of this study, it is possible to expand and build various 3D cell culture systems that can maximize cell culture efficiency by cell type by adjusting the shape of the microchannel, the size of the film hole, and the flow rate of the inlet.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.185-189
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• 2010

본 연구에서는 진동자를 이용하여 채널 내 공기 중 산소의 확산을 증대시키는 방법을 고안하였다. 왕복 유동 시 물질 전달을 지배하는 두 가지 요소인 왕복 유동 주파수와 왕복 유동 거리가 채널 내의 길이방향 확산에 어떤 영향을 미치는지에 대해 선행연구 결과를 이용한 이론적 해석을 통하여 보여주었으며, 이러한 채널내의 길이방향 확산 량의 증가가 스택 성능에 미치는 영향에 대해 알 수 있었다. 스택의 채널 내의 길이방향 확산량은 연료전지가 반응하는 반응량에 비례하게 되며, 따라서 스택내의 길이방향 확산 량을 늘려주는 만큼 연료전지의 최고 파워 밀도가 늘어나게 된다. 이러한 길이방향 확산 량을 증가시키기 위해서는 왕복 유동이 좋은 방법이 되며, 연료전지 운전 시 왕복 유동의 주파수를 증가시키게 되거나 왕복 유동의 거리를 증가시킬수록 채널 내의 길이방향으로 확산 량이 증대되게 된다.

• KSBB Journal
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• 제10권1호
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• pp.63-70
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• 1995

실험실에서 자체 제작한 자유유통 전기이동 장치 에서 등전집속법을 이용한 대두 단백질의 분리를 통 해 운전 조건들이 분리에 미치는 영향을 조사하였 다. 매 실험마다 pH, 전기전도도, uv 흉광도 (280nm) 등을 측정하였고 시료의 순도는 SDS­P PAGE 분석을 통해 점검하였다. Tris와 boric acid로 처리한 대두단백질 추출액에 g glutamic acid, histidine, argmme, glycine 등 아 미노산 각 ImM과 dipeptide로 glycyl-glycine 2mM, 배경 전해액으로서 KCI ImM로 구성된 시료 의 완충액을 혼합하여 시료로 사용하였다. 분리막을 셀룰로오스 아세테이트를 사용할 경우 pH는 양극쪽에서 3, 음극쪽에서 8 정도의 값을 보였으며 2개의 변곡점을 나타내었다. 가해준 전압은 3 300V에서 lOOOV의 범위였으며 전압이 높을수록 더 나은 분리도를 얻었으나 전압을 더 높일 경우 과도한 Joule열의 발생으로 인해 한계가 있었다. 시간이 지남에 따라 단백질들은 분리조 중앙 부근에서 집속이 일어났으며 pH와 전기전도도의 변화로부터 분리 조내의 이온들이 막을 통해 전극쪽으로 이통해 가고 있음을 알 수 있었다. 완충용액의 농도를 5배로 증 가시킬 경우 300V에서 좋은 집속을 얻었으냐 10배 이상으로 농도를 높일 경우에는 분리조 입구와 출구 의 유체 온도차가 $25^{\circ}C$ 이상이 되어 단백질의 변성 이 일어날 수 있어 더 높일 수 없었다. 이온교환막을 사용할 경우 이온의 분극화현상을 일으켜 U자 형태 의 전기전도도 분포를 나타내었다. 아미노산 혼합물 대신 상용의 ampholyte를 사용하더라도 분리도에 있어 큰 차이가 없었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권3호
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• pp.311-315
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• 2010

공기 오염에 의해 $SO_2$가 포함된 공기가 PEMFC cathode에 유입되어 전극 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 오염된 공기 접촉 후 저하된 성능회복을 위해 청정공기 유입, 순환전압측정법(cycle voltammetry, CV), 고전압 체류법(high voltage holding)을 사용하였다. 공기에 혼합된 $SO_2$농도 범위는 20 ppb~1.3 ppm이었다. 성능 감소 및 회복 측정은 일정전류에서 전압변화를 측정하는 방법, I-V 분극곡선 측정법, 임피던스측정법을 이용하였다. 20 ppb 농도로 $SO_2$를 200시간 주입 후 전지 전압은 주입 전보다 17 mV 감소하였다. 청정공기 주입, CV, 고전압체류방법에 의해 S가 Pt로부터 탈착되어 전지성능은 일부 회복되었다.

• Ocean and Polar Research
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• 제31권2호
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• pp.213-218
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• 2009

We examined the intracellular antioxidative effects of 20 Arctic seaweed extracts in Raw 264.7 cells. Each seaweed species was subjected to extraction using acetone/dichloromethane and methanol, respectively, after which the extracts were combined and used as the test sample. The antioxidant ability of all 20 seaweeds extracts was evaluated using four different activity tests, including the degree of occurrence of intracellular reactive oxygen species (ROS), $ONOO^-$, and lipid peroxidation in Raw 264.7 cells, as well as the extent of oxidative damage of genomic DNA purified from Raw 264.7 cells. Crude extracts from Monostroma obscurum, Alaria esculnta, Laminaria digitata, Desmarestia aculeata, Chorda filum, Ptilota seriata, Phycidrys rubens, Devaleraea ramentacea and Palmaria palmata exhibited significant scavenging effects on the generation of intracellular ROS. Among them, Monostroma obscurum and Phycidrys rubens significantly inhibited membrane lipid peroxidation and DNA oxidation. Moreover, Phycidrys rubens exhibited scavenging effects on peroxynitrite generated from SIN-1.

• 플랜트 저널
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• 제10권3호
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• pp.45-51
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• 2014

본 연구에서는 기존 가정용연료전지에서 활용이 미약한 중저온의 배열을 건물난방부하에 적용할 수 있도록 온도 안정화 장치를 개발하였으며 이 장치가 기존 난방설비와 연계가 가능하도록 제어시스템을 구축하였다. 연료전지 시스템의 정상작동을 위해서는 연료전지로부터 배출되는 온수의 공급온도가 $60^{\circ}C$이어야 하고 다시 연료전지로 회수되는 작동 유체의 환수온도는 항상 $55^{\circ}C$로 유지하여야 한다. 본고에서는 먼저 스택배열 활용을 극대화하기 위해 CFD 분석을 통해 소형열교환기와 기존 난방설비배관과의 최적 연계장치시스템을 구성하였다. 또한 계절별 난방 수온의 불규칙한 온도변화에 대응하기 위해서 연료전지 스택의 열원과 아파트세대 난방용 환수관을 연결한 온도자동조절 밸브를 사용하여 온도안정화 장치를 개발하였다. 소형열교환기와 통합 활용할 수 있도록 설정된 온수의 온도가 편차 ${\pm}0.5^{\circ}C$ 이내에서 유지되도록 하였다. 이 연구결과를 통해 연료전지인 PEMFC의 배열을 건물난방부하에 활용이 추후 가능할 것으로 예상된다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제9권4호
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• pp.273-278
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• 2018

Due to the lack of water in arid and semi-arid areas, reuse of wastewater can be a suitable way to compensate for water scarcity. Therefore, in this research, evaluation of the quality of wastewater of Kashan Treatment Plant to use for irrigation was studied. This descriptive cross-sectional study was conducted in 2016. pH, TSS, TDS, turbidity, COD, BOD5, Total Kjeldahl Nitrogen, Total Phosphorus, Total Coliform, fecal coliform, nematode eggs of inlet and outlet of wastewater treatment plant in Kashan were studied. Mean and standard deviation and wastewater quality parameters before and after treatment were tested with SPSS 22 (2014) software. The mean wastewater output of COD, BOD5, TSS, TDS and turbidity were respectively 86.6, 41.2, 11.11, 1095 mgL-1 and 17.5 NTU and the pH was equal to 7.22. Also, the average of Total Kjeldahl Nitrogen and phosphorus were 22.4 and 2.2 mgL-1 respectively. The mean of Total Coliform and fecal coliform were 225, 161 MPN / 100 ml respectively. In addition, no nematode eggs were found in final effluent. The results indicated that the treatment plants had a significant role in the control of microbial and organic pollution load of wastewater. Also, it is concluded that all parameters were in accordance with the standards of Iran's Department of Environment, so, it can be used for unrestricted irrigation.

• 한국항공우주학회지
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• 제32권5호
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• pp.41-49
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• 2004

연료전지의 박막면은 공기판에 비해 변형이 쉬운 재질로 이루어져 있다. 박막면의 구조적 변형에 따라 채널 단면의 형상이 바뀔 수 있고, 채널의 형상이 변하면 유통특성은 크게 달라질 수 있다. 연료전지의 공기판을 설계할 때에 유동 특성은 성능을 좌우하는 중요한 요소이다. 설계된 공기판의 검증을 위해서는 유동 특성을 파악하고, 유동 특성이 효율적인 성능을 갖기 위한 조건을 만족시키는가를 알아보아야 한다. 본 연구에서는 공기판의 유동 특성을 파악하기 위해 유동해석을 수행하였고, 동일한 조건에서의 실험을 수행하여 해석결과를 검증하였다. 그리고 박막면의 구조적 변형에 의한 유동 특성의 변화를 알아보기 위하여 박막면과 공기판의 구조해석을 수행한 결과를 이용하여 박막면의 구조적 변형을 고려한 유동해석을 수행하여 박막면의 구조적 변형을 고려하지 않은 유동해석의 결과와 그 특성을 비교하였다. 그 결과 상당한 차이가 발생함을 알 수 있었다. 연료전지의 설계를 위해 해석 및 실험시 구조변형이 고려되어야 함을 규명할 수 있다.