• Water Engineering Research
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• 제1권3호
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• pp.171-185
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• 2000

A mathematical model to adequately predict complex mixing characteristics of sorptive polluants in natural streams with pools-and-riffes has been developed. In this model, sorption of pollutants onto the bed sediment as well as mass storage and exchange in the storage zones were incorporated into one-dimensional mass balance equatins. The geometric and hydraulic characteristics of the pool-riffle sequences were properly conceptualized. Simulations with parameters of pool-and-riffle streams better fit the measured data in overall shape and peak concentration than simulations with parameters for uniform channels. The analyses on the characteristics of the storage zone model parameters reveal that a linear relationship between the logrithm of the storage zone volume ratio and a function of the friction factor exists. A linear relatiohship might also be tenatively assumed between the logarithm of the dimensionless mass exchange coefficient and the logarithm of the aspect ratio of the storage zone if some of the high values of the dimensionless mass exchange coefficient collected on the successive bed forms are excluded.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권3호
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• pp.358-364
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• 2021

In this study, an anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE) cell was operated for ~1000 h at a voltage bias of 1.95 V. Impedance spectra were regularly measured every ~ 100 h, and changes in the ohmic and non-ohmic resistance were traced as a function of time. While there was relatively little change in the I-V curves and the total cell resistance during the long-term test, we observed various electrochemical phenomena in the cell: 1) initial activation with a decrease in both ohmic and non-ohmic resistance; 2) momentary and non-permanent bubble resistance (non-ohmic resistance) depending on the voltage bias, and 3) membrane degradation with a slight increase in the ohmic resistance. Thus, the regular test protocol used in this study provided clear insights into the performance degradation (or improvement) mechanism of AEMWE cells.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권3호
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• pp.369-376
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• 2022

In this study, the stability of an anion exchange membrane water electrolyzer (AEMWE) cell was evaluated in an on-off cycling operation with respect to an applied electric bias, i.e., a current density of 500 mA cm^-2, and an open circuit. The ohmic and polarization resistances of the system were monitored during operation (~800 h) using electrochemical impedance spectra. Specific consideration was given to the ohmic resistance of the cell, especially that of the membrane under on-off cycling conditions, by consistently feeding the cell with KOH solution. Owing to an excess feed solution, a momentary increase in the polarization resistance was observed immediately after the open-circuit. The excess feed solution was mostly recovered by subjecting the cell to the applied electric bias. Stability tests on the AEMWE cell under on-off cycling with continuous feeding even under an open circuit can guarantee long-term stability by avoiding an irreversible increase in ohmic and polarization resistances.

• 공업화학
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• 제28권4호
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• pp.410-419
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• 2017

지구온난화, 환경오염, 가뭄 등의 재해현상으로 인한 물 부족 현상이 진행됨에 따라 수자원의 활용성을 증가시키기 위한 원천기술의 개발과 연구들이 진행되고 있다. 그중 수처리 분리막 기술은 기존 물리화학적 및 생물학적 공정보다 수질 개선 효과가 우수하고 약품 사용이 배제된 환경친화적인 공정이다. 수처리 분리막은 오폐수처리, 정수처리, 해수담수처리, 이온교환 공정, 초순수 제조, 유기용매 분리 등 다양한 분야에 적용되며 분리막을 이용한 수처리 기술은 점차 응용 범위가 넓어지고 있는 추세이다. 수처리 분리막의 핵심 기술은 분리성능을 조절하기 위한 기공 사이즈를 조절하는 것으로써 더 나은 성능을 나타내는 분리막을 개발하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 수처리용 분리막의 특허 및 논문의 기술경쟁력 평가를 통하여 국가별, 기관별 발표 빈도수를 정리하였으며, 오폐수처리용 분리막, 정수처리용 분리막, 해수담수화용 분리막, 그리고 이온교환공정용 분리막에 대한 평가를 진행하고, 향후 연구 방향에 대하여 제시해 보고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권3호
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• pp.361-369
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• 2018

A manufacturing method has been devised to prepare novel heterogeneous cation exchange membranes by mixing ethylene vinyl acetate (EVA) copolymers with a commercial cation exchange resin. Optimum material characteristics, mixture ratios and manufacturing conditions have been worked out for achieving favorable membrane performance. Ion exchange capacity, electrical resistance, water uptake, swelling ratio and tensile strength properties were measured. SEM analysis was used to monitor morphology. Effects of vinyl acetate (VA) content, melt index (MI) and ion exchange resin content on properties of heterogeneous cation exchange membranes have been discussed. An application test was carried out by mounting a selected membrane in a membrane capacitive deionization (MCDI) system to investigate its desalination capability. 0.92 meq/g of ion exchange capacity, $8.7{\Omega}.cm^2$ of electrical resistance, $40kgf/cm^2$ of tensile strength, 19% of swelling ratio, 42% of water uptake, and 56.4% salt removal rate were achieved at best. VA content plays a leading role on the extent of physical properties and performance; however, MI is important for having uniform distribution of resin grains and achieving better ionic conductivity. Overall, manufacturing cost has been suppressed to 5-10% of that of homogeneous ion exchange membranes.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권6호
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• pp.562-575
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• 2023

새만금 호의 수질 개선을 위하여 국가에서 해수 유통을 증가시킴에 따라 해수 유통 빈도 증가로 인한 새만금 호 내 염분과 저층수 교환 변화를 알아보기 위하여, EFDC(Environmental Fluid Dynamics Code) 모델을 이용하였다. 갑문 개폐 횟수를 하루 1회에서 2회로 증가했을 때, 새만금 호 내부 수위는 최대 약 0.7 m 상승하였다. 염분은 서측 방조제 근방에서 2.12 psu 증가하였으며, 담수 유입 부근에서는 1.18 psu 감소하였다. 입자추적을 이용하여 저층수 교환 정도 분석한 결과, 수심 5m 이하 입자 잔류율은 Case 2(1일 2회 개방)에서 Case 1(1일 1회 개방)에 비해 2.52% 감소한 것으로 나타났다. 이는 수문 개폐 횟수를 증가시켰을 때, 저층수 교환이 더 활발해 질 수 있다는 것을 알 수 있다. 따라서 해수 유통 증가에 따른 염분 및 저층수 교환 증가로 새만금 호의 수질 개선이 될 수 있다고 판단된다.

• 한국작물학회지
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• 제57권3호
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• pp.203-208
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• 2012

서남부간척지에서 벼 재배시 질소시비량 절감을 위한 물관리방법을 구명하기 위하여 세사양토(문포통, 염농도 0.3% 내외)에서 청호벼를 공시하여 시험한 결과를 요약하면 다음과 같다. 토양염농도 변화는 이앙후 3일과 6일 간격 환수에서 활착기에 각각 0.10~0.24%, 0.24~0.32%로 경과되었으나, 9일 간격 환수에서는 0.36~0.52%로 경과되었고 그 이후 영화분화기 까지도 활착기와 같은 염분농도로 경과하였다. 생육 및 수량구성요소는 환수간격 3일과 6일에서는 환수간격과 질소시비량별 차이가 크지 않았으나 환수간격 9일에서는 질소시비량에 관계없이 생육이 저조하였으며 또한 백미품위 및 미질 특성변화는 환수간격보다는 질소시비량간 차이가 컸다. 쌀 수량은 환수간격 3일과 6일에서 각각 평균 497, 492 kg/10a로 질소시비량별 환수간격에 따른 통계적 유의성이 인정되지 않았으나 환수간격 9일에서는 질소시비량에 관계없이 수량이 현저히 감소하였다. 따라서 환수간격과 질소시비량에 따른 쌀 수량, 미질과 염해 등을 고려해 볼때 이앙 후 6일 간격 환수와 질소시비량 17 kg/10a로 시용해도 생육 및 수량에 큰 차이를 보여주지 않아 생산비 절감 및 물 절약 측면에서 적당하다고 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.369-375
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• 2008

생태산업단지의 주요 목표인 무배출(zero-emission)을 달성하기 위해서는, 기업간의 효과적인 용수 재이용망의 구축이 요구된다. 다양한 서브시스템과 의사결정과정을 포함한 복잡한 망 구조를 이루기 때문에 생기는 모델링 부분에서의 문제점을 해결하기 위하여, 본 연구에서는 새로운 모델링 기법인 에이전트기반 모델링(agent based modeling, ABM)을 도입하였다. 에이전트기반 모델링 기법을 이용해 물질교환망 내의 기업을 에이전트화 하고 이를 토대로 전체 시스템을 모사하는 방법론을 제시하였으며, 이를 이용해 실제 산업단지 내 기업에 대한 간단한 용수교환망 설계 모델을 구축하였다. 에이전트기반 모델에 기초한 용수재이용망은 용수공급에서 35% 감소를 보이며 폐수 배출량은 약 50%가 감소하였다. 실제 산업단지 모델링 결과 에이전트기반 모델은 시스템 변동시에도 전체 시스템을 수정할 필요가 없으며, 시스템이 확장하는 경우에도 그 적용이 용이하기 때문에 생태산업단지와 같은 복잡한 시스템의 모델링과 설계시 유용한 기술로 사용될 수 있음을 보였다.

• Journal of the korean society of oceanography
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• 제37권3호
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• pp.169-177
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• 2002

An eddy-resolving free-surface primitive-equation model with nonlinear terrain-following coordinates is established to study the exchange of water masses among the Asian marginal seas and their adjacent waters. A curvilinear coordinate system is used to generate the horizontal grid with a variable resolution for the regional oceans from $5^{\circ}$S to $45^{\circ}$N and $100^{\circ}$E to $155^{\circ}$E. The higher resolution region has about a 10 km by 10 km grid covering the complex geometry of the coastal marginal seas, while the lower resolution region has about a 30 km by 30 km grid covering the eastern Pacific. The model is initialized by the Levitus annual climitology and forced by the monthly mean air-sea fluxes of momentum, heat, and freshwater derived from the Comprehensive Ocean-Atmosphere Data Set. High-resolution and low-viscosity are identified as the key factors for a better representation of the exchange of waters through narrow straits and passages between the marginal seas and their adjacent waters. The dynamics of the loop currents and eddies in the South China Sea and Celebes Sea are examined in detail. It has found that the anticyclonic loop and detached eddies from the Kuroshio through the Luzon Strait play an important role in transporting warm and salty water into the South China Sea, while the cyclonic circulation of the Mindanao Current in the Celebes Sea plays a role in contributing cold water to the Indonesian throughflow. The deep undercurrent of the western Pacific is shown to provide fresher water to the South China Sea and Celebes Sea. These modeling results suggest that the exchange processes via the narrow straits and passages are of fundamental importance to the maintenance of water masses for the marginal sea region.

• 전기화학회지
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• 제25권2호
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• pp.69-80
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• 2022

고순도 수소생산을 위한 음이온 교환막 수전해는 양성자 교환막 수전해 시스템에서 사용되는 기존 귀금속 촉매 대신 저렴한 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 차세대 녹색 수소 생산 기술로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 음이온 교환막 수전해 기술은 개발 초기 단계이기 때문에 음이온 교환막 수전해의 핵심 요소인 음이온 교환막, 이오노머, 전극지지체 및 촉매에 관한 연구 수행이 필요하다. 그 중, 현재 촉매 분야에서 진행되고 있는 연구들은 기개발된 알칼리용 반쪽전지 촉매를 음이온 교환막 시스템에 적용하는 방향의 연구가 진행되고 있으며 적용된 촉매는 낮은 활성도와 내구성의 문제점을 가진다. 이에 본 총설은 알칼리성 매질에서 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 산소발생반응 및 수소발생반응을 촉진시킨 촉매 합성 기술을 제시하였다.