• 공업화학
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• 제35권3호
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• pp.255-259
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• 2024

본 연구에서는 음극 활물질로 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate, POM)인 규소텅스텐산(tungstosilic acid, TSA)과 양극 활물질로 염화 철(iron chloride)을 사용하고, 지지 전해질 황산(H₂SO₄) 수용액을 이용한 수계 레독스 흐름 전지(redox flow battery, RFB)를 구성하였다. 운전 결과에 따르면 용량 저하와 낮은 에너지 효율을 보이는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제를 해결하기 위해서 양극 활물질에 유기화합물 첨가제인 말산(malic acid)를 첨가하여, 첨가제에 따른 전기화학적 특성과 셀 충방전 테스트를 진행하였다. 말산은 염화 철 수용액에서 킬레이트제로 작용하였으며, 말산내 두 개의 카르복실기가 철 이온과 효과적으로 배위결합을 형성한다. 이는, 양극 활물질인 염화 철의 전해질 저항을 줄어들게 하여 화학적으로 안정화되어 용량과 에너지 효율의 증가를 이끌어냈다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제62권5호
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• pp.605-613
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• 2020

This study was conducted to evaluate the effects of dietary supplementation of plant flavonoid (quercetin) on immune parameters, growth performance, and nutrient digestibility in growing pigs challenged with Escherichia coli lipopolysaccharide (LPS). A total of 40 crossbred ([Landrace × Yorkshire] × Duroc) growing pigs; initial body weight (BW) of 26.95 ± 1.26 kg were used in a six-week experimental trial. Pigs were randomly allocated into one of four treatment groups in a 2 × 2 factorial arrangement with the following factors; without LPS challenge and with LPS challenge (day 21) supplemented with or without 0.1% flavonoid according to BW (2 replicate pens per treatment with 2 gilts and 3 barrows per pen). The single-dose LPS (100 ug / kg BW) injection showed trends tended to be increased in interleukin-6 (IL-6) after 2 h and 6 h of challenge compared with unchallenged pigs. However, other measured immune indices (white blood cell, immunoglobulin G, lymphocyte, and tumor necrosis factor), growth performance, and nutrient digestibility were not significantly different between challenged and non-challenged animals. The supplementation of flavonoid significantly increased (p < 0.05) average daily gain (ADG) during day 0-21, tended to increase dry matter and nitrogen digestibility, significantly reduced IL-6, increased Ig-G and WBC concentrations and increased lymphocytes percentage regardless of LPS challenge.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.640-643
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• 2009

The effect of the kind of gas diffusion layers (GDLs) on the freeze/thaw condition durability in polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) were investigated. For this purpose, three kinds of GDLs, i.e., felt, paper and cloth types with different basic properties have been first prepared, then the changes in the properties and performance of cells was observed during the freeze/thaw cycles ranging from -30 to 70 $^{\circ}C$. The single cells consisting of different GDLs were evaluated for performance. The performance degradation and the cell resistance increase could be directly correlated. The physical destruction of electrode was shown by SEM analysis. It was presented that mechanical supporting force of interface between materials can help enhancing the durability of PEFCs in the freeze/thaw condition.

• Advances in Energy Research
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• 제4권4호
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• pp.285-297
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• 2016

Fundamental understanding of vanadium ion transport and the detrimental effects of cross-contamination on vanadium redox flow battery (VRFB) performance is critical for developing low-cost, robust, and highly selective proton-conducting membranes for VRFBs. The objective of this work is to examine the effect of conductivity and diffusivity, two key membrane parameters, on long-cycle performance of a VRFB at different operating conditions using a transient 2D multi-component model. This single-channel model combines the transport of vanadium ions, chemical reactions between permeated ions, and electrochemical reactions. It has been discovered that membrane selecting criterion for long cycles depends critically on current density and operating voltage range of the cell. The conducted simulation work is also designed to study the synergistic effects of the membrane properties on dynamics of VRFBs as well as to provide general guidelines for future membrane material development.

• 유체기계공업학회:학술대회논문집
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• 유체기계공업학회 2006년 제4회 한국유체공학학술대회 논문집
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• pp.383-386
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• 2006

In this study, we propose a new fast algorithm for calculating short range forces in molecular dynamics, This algorithm uses a new hierarchical tree data structure which has a high adaptiveness to the particle distribution. It can divide a parent cell into k daughter cells and the tree structure is independent of the coordinate system and particle distribution. We investigated the characteristics and the performance of the tree structure according to k. For parallel computation, we used orthogonal recursive bisection method for domain decomposition to distribute particles to each processor, and the numerical experiments were performed on a 32-node Linux cluster. We compared the performance of the oct-tree and developed new algorithm according to the particle distributions, problem sizes and the number of processors. The comparison was performed sing tree-independent method and the results are independent of computing platform, parallelization, or programming language. It was found that the new algorithm can reduce computing cost for a large problem which has a short search range compared to the computational domain. But there are only small differences in wall-clock time because the proposed algorithm requires much time to construct tree structure than the oct-tree and he performance gain is small compared to the time for single time step calculation.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.695-700
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 안트라퀴논(AQDS)와 템포(TEMPO)를 활물질로 사용하고 N 중성 전해질 기반 수계 유기레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 안트라퀴논과 템포 모두 중성 전해질인 염화칼륨(KCl) 전해질에 대해 높은 전자전달성(0.068 V의 산화 반응 및 환원 반응의 피크 전위차) 및 셀전압(1.17 V)을 얻을 수 있었다. 성능비교를 위해 사용한 멤브레인으로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 212를 사용하였을 때, 0.1 M 활물질을 1 M 염화칼륨 전해질에 용해해서 작동한 레독스 흐름전지 완전지 테스트를 통해, 전류효율 97%, 전압 효율 59%의 성능을 나타내었지만, 방전 용량(discharge capacity)은 4 사이클에서 $0.93Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 35%를 도달하였으며, 총 10사이클 동안 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.018Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 이다. 그 외에도 Nafion 117 멤브레인, SELEMION CSO 멤브레인을 사용하여 단전지 성능을 테스트하였을 때, 오히려 저항 증가 및 투과 유도로 인해 더 큰 용량 손실을 이끌었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제62권3호
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• pp.238-245
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• 2024

젖산 전극은 환자의 건강상태와 스트레스 수준, 및 운동선수의 피로도를 실시간으로 모니터링하는 젖산 센서 또는 젖산 연료전지 전극으로 활용될 수 있다. 본 연구에서는 젖산 산화효소, 카탈라아제, 미토콘드리아로 구성된 고성능 전극을 제작하고 전극의 표면분석 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 단일벽 탄소나노튜브로 개질된 탄소종이(CPSWCNT)는 개질 전보다 전기 전도성이 크게 향상되었다. 젖산 산화효소, 카탈라아제, 그리고 미토콘드리아가 부착된 전극(CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito)은 젖산 산화효소와 카탈라아제가 부착된 전극에 비하여 많은 전류를 생산하였다. 빌리루빈 산화효소(BOD)가 부착된 전극(CP-SWCNT-BOD)이 생산하는 환원전류량은 전해질의 산소 존재 유무에 따라 크게 영향을 받았다. CP-SWCNT-LOx-Cat-Mito (anode)와 CP-SWCNT-BOD (cathode)로 구성된 연료전지는 133 ㎂/cm²로 방전 시 0.2 V의 셀 전위를 유지하며 29 ㎼/cm²의 전력을 생산하였다. 본 연구결과는 미토콘드리아가 젖산 센서 및 연료전지 성능 향상에 필수적인 생체물질임을 시사한다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제26권9호
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• pp.1320-1328
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• 2013

Three experiments were conducted to evaluate the ME value, standardized ileal digestibility (SID) of amino acids (AA) of fish meal, and the effects of single cell protein (Prosin and Protide) replacing fish meal in diet on growth performance, nutrient digestibility and intestinal morphology in weaned piglets. In Exp. 1, twenty-four barrows with initial BW of $30.8{\times}2.6kg$ were allotted to one of four dietary treatments. Diet 1 contained corn as the only energy source. The other three diets replaced 20% of the corn in diet 1 with one of the three protein feeds (fish meal, Prosin and Protide), and the DE and ME contents were determined by difference. In Exp. 2, eight barrows (initial BW of $25.6{\pm}3.2kg$) were fitted with ileal T-cannulas and allotted to a replicated $4{\times}4$ Latin square design. Three cornstarch-based diets were formulated using each of the protein feeds as the sole source of AA. A nitrogen-free diet was also formulated to measure endogenous losses of AA. In Exp. 3, one hundred and eighty piglets (initial BW of $7.95{\pm}1.59kg$) weaned at $28{\times}2d$ were blocked by weight and assigned to one of five treatments for a 28-d growth performance study, each treatment was fed to six pens with six pigs (three barrows and three gilts) per pen. The five treatments consisted of the control group (CON), which was a corn-soybean meal diet containing 5% fish meal, and the other four treatments, which replaced a set amount of fish meal with either Prosin (2.5% or 5%) or Protide (2.5% or 5%). The diets were formulated to provide same nutrient levels. The results showed that on a DM basis, both of the DE and ME contents were lower in Prosin and Protide than that of fish meal (p<0.05). The SID of CP and all essential AA were greater in fish meal than in Prosin and Protide (p<0.05). The pigs fed CON diet had greater weight gain and lower feed conversion rate (FCR) than pigs fed 5% Prosin and 5% Protide diets (p<0.05). The digestibility of CP was greater in pigs fed CON, 2.5% Prosin and 2.5% Protide diets than the pigs fed 5% Prosin and 5% Protide diets (p<0.05). Villus height in jejunum and ileum, and villus height to crypt depth ratio in the jejunum were higher (p<0.05) in pigs fed CON, 2.5% Prosin and 2.5% Protide diets compared with the 5% Prosin and 5% Protide diets. Pigs fed CON diet had greater villus height to crypt depth ratio in the ileum than the pigs fed 5% Prosin and 5% Protide diets (p<0.05). In conclusion, although Prosin and Protide contained lower ME content and SID of AA than fish meal, Prosin and Protide replacing 50% of fish meal in diet with identical nutrient levels could obtain similar performance, nutrient digestibility and intestinal morphology in weaned pigs.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.550-556
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• 2022

당, 알코올, 유기산 및 아미노산 등과 같은 다양한 유기물에 포함된 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 효소 연료전지의 성능은 anode 뿐만 아니라 cathode에도 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 laccase 기반의 고성능 cathode 전극을 개발하는데 있다. 효소, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 효소 복합체를 제조하고 이를 전극 표면에 다층으로 부착하며 층수 및 탄소나노튜브의 첨가 유무가 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 전극 표면에 효소-전자전달체(Lac-(PVI-Os-dCl))의 층수가 증가할수록 전극에서 발생되는 환원 전류량이 증가하였다. 탄소나노튜브가 첨가된 효소-전자전달체 복합체 전극(Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl))이 Lac-(PVI-Os-dCl) 전극에 비하여 1.7배 많은 환원 전류를 생성하였다. Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)과 Lac-(PVI-Os-dCl)의 비율을 변화시키며 적층한 전극들에서 2층의 Lac-(PVI-Os-dCl)과 2층의 Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)으로 구성된 전극이 가장 많은 양의 환원 전류(10.1±0.1 µA)를 생성하였다. 단일 층의 Lac-(PVI-Os-dCl)로 구성된 cathode를 사용하는 셀과 최적화된 cathode를 사용하는 셀의 최대 생산 전력밀도는 각각 0.46±0.05와 1.23±0.04 µW/cm²였다. 본 연구 결과는 전극 표면에 laccase, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 복합체의 적층 최적화를 통해 cathode 및 이를 이용하는 효소 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• 한국식품과학회지
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• 제25권4호
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• pp.391-394
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• 1993

탁주발효의 자동화를 위하여 발효 중 발생하는 기체를 측정할 수 있는 bubble counter와 제어장치를 개발하였다. 동 장치를 활용하여 pilot 규모의 탁주발효에 적용하였다. 탁주발효중 발생하는 기체를 계측하는 bubble counter는 photo-interruptor와 acryl관으로 구성하였으며, 계측되는 기체용적은 기포당 0.018ml였다. 그리고 탁주발효의 제어장치는 single chip microcomputer(MC68705R3)로 제작하였으며, 발효액의 온도를 측정, 제어하기 위하여 온도계측회로를 제작하였고, 냉각수 순환을 결정하는 solenoid valve의 작동으로 온도제어를 하였다. 동 장치를 운영하기 위하여 software를 작성하여 ROM에 구조화하였다. 동 장치로 $CO_2$ 발생량과 속도를 자동적으로 추정한 결과 알코올 농도곡선과 형태가 서로 유사함을 보여주었으며, $30^{\circ}C$ 발효조건에서 24시간때에 최대 발생량을 보였다. 알코올농도와 $CO_2$ 발생량은 뛰어난 상관관계를 보였으며, 이로부터 제어알고리듬을 작성할 수 있었다.