• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권2호
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• pp.109-115
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• 2007

Solar energy conversion to hydrogen was carried out via a two-step thermochemical water splitting using metal oxide redox pair. To simulate the solar radiation, a 7 kW short arc Xe-lamp was used. Partially reduced iron oxide and cerium oxide have the water splitting ability, respectively. So, $Fe_3O_4$ supported on $CeO_2$ was selected as the active material. $Fe_3O_4/CeO_2$(20 wt/80 wt%) was prepared by impregnation method, then the active material was washcoated on the ceramic honeycomb monolith made of mullite and cordierite. Oxygen was released at the reduction step($1673{\sim}1823\;K$) and hydrogen was produced from water at lower temperature($873{\sim}1273\;K$). The result demonstrate the possibility of the 2-step thermochemical water splitting hydrogen production by the active material washcoated monolith. And hydrogen and oxygen was produced separately without any separation process in a monolith installed reactor. But the SEM and EDX analysis results revealed that the support used in this experiment is not suitable due to the thermal instability and coating material migration.

• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.113-120
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• 2013

화학적으로 안정한 과불화합물을 처리하기 위해서는 많은 양의 에너지를 필요로 한다. 이러한 단점을 극복하기 위해서 저전력 아크 플라즈마 시스템을 개발하였다. 분해대상은 $CF_4$, $SF_6$, $NF_3$가 플라즈마 토치로 직접 주입되었으며, 아크 플라즈마 토치의 열효율을 측정하여 실출력을 계산하였다. 실출력과 폐기체 유량 변화 그리고 추가적인 반응가스에 의한 분해효율을 확인하였다. 또한 열역학적 평형조성 분석을 수행하여 실험 결과와 비교하였다. 토치의 열효율은 60~66%의 결과를 보였으며 폐가스 유량이 증가함에 따라 분해효율이 감소하였고 입력전력이 늘어남에 따라 분해효율이 상승되었다. 추가적인 반응 가스가 없이 $CF_4$, $SF_6$, $NF_3$의 분해효율은 입력전력이 3 kW, 폐가스 유량이 70 L/min인 조건에서 각각 4, 15, 90%를 보였다. 반응가스로 산소와 수소를 이용하여 분해효율을 급격하게 증가시킬 수 있었으며, 실험 결과 산소보다 수소를 사용하였을 경우가 분해효율 상승효과와 부산물 제어에 효과적인 것을 알 수 있었다. 수소의 경우, 발생되는 부산물은 불화수소산이었으며 이는 일반적인 습식 스크러버를 이용하여 처리가 용이한 물질이다. 수소를 이용한 화학반응에서 입력전력이 3 kW, 폐가스유량이 100 L/min인 조건에서 $CF_4$가 25%, $SF_6$가 39%, $NF_3$가 99%의 분해효율을 각각 나타냈다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.30-30
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• 2009

GTA 용접에서 용입, 용접부의 크기와 형상이 형성되는 아크 물리학적 현상을 이해함에 있어서 에너지 분포특성은 매우 중요한 인자이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 사용된 실드 가스 종류에 따라 음극인 텅스텐 전극 팁의 아크 루트 직경에 큰 변화를 주며, 양극인 모재 쪽의 에너지 분포에 영향을 미치며 된다. 기존의 연구자들은 저전류나 중전류 영역의 GTA 용접에서 텅스텐 전극의 선단각과 용입 형태와 의 관계를 plasma 기류 등에 의해 고찰하거나, 최대 아크압력에 미치는 전극형상의 영향에 대하여 연구하였다. 용접부에 작용하는 아크 압력의 분포는 결국 운동 에너지의 분포이다. 기존의 연구자들에 비하여 보다 간편한 실험을 통하여 양극 모재위의 아크 압력에 의한 에너지 분포특성을 규명하는 연구가 필요하다. 본 연구의 목적은 GTA 용접의 용접전류 100A~200A 영역에서 아크 길이 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합에 따른 측정된 아크 압력으로부터 기존연구자들의 아크 물리학적 결과들을 활용하여 양극 모재 위에 작용하는 전류밀도 분포를 유도하는 것이다. GTA 용접에서 아크 길이의 변화와 Ar 가스에 $H_2$ 혼합은 아크 압력분포에 큰 영향을 미치며, 이에 따라 에너지 분포특성에 많은 영향을 미친다. 아크 길이가 증가함에 따라 Ar가스와 $H_2$ 혼합가스의 에너지 분포는 감소하였고, Ar가스에 $H_2$ 혼합에 의해 아크 에너지가 증가하여 용입형상에 큰 영향을 미칠 것으로 판단된다. 이에 대한 연구는 향후 GTA 용접 응용분야 확대 적용될 것이며, 아크 물리학 연구에 기초적이고 아주 중요한 과학적인 자료가 될 것으로 판단된다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제4권1호
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• pp.33-40
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• 2006

한국원자력연구소 내의 연구용 원자로(TRIGA II, III) 해체 시 발생한 방사성 알루미늄 해체 폐기물의 감용 및 제염 특성을 평가하기 위해 아크로에서 알루미늄의 용융 특성 및 방사성 핵종의 분배 특성에 대한 연구를 수행하였다. 알루미늄 폐기물은 흑연전극(graphite electrode)을 이용한 전기아크로에서 4가지 종류의 플럭스$(A:NaCl-KCl-Na_3AlF_6,\;B:NaCl-NaF-KF,\;C:CaF_2,\;D:LiF-KCl-BaCl_2)$를 함께 첨가하여 용융시켰다. 또한 알루미늄의 용융 시 방사성 핵종의 분배 특성을 고찰하기 위해 알루미늄 시편에 방사성 모의 핵종인 코발트, 세슘, 스트론튬의 화합물을 오염시킨 후 혹연도가니에 넣어 알루미늄 용융실험을 수행하였다. 전기아크로에서 알루미늄의 용융실험을 수행한 결과 플럭스의 종류에 따라 다소 차이는 있으나 플럭스의 첨가에 의해 알루미늄 용융체의 유동성이 증가됨을 확인할 수 있었다. 아크 용융에 의해 생성된 슬래그의 발생량은 플럭스 A와 B를 첨가한 알루미늄 용융실험에 비해 플럭스 C와 D를 첨가한 실험에서 상대적으로 많은 양이 생성됨을 알 수 있었으며, 첨가된 플럭스의 양이 증가할수록 이에 비례하여 슬래그의 발생량이 증가함을 알 수 있었다. 슬래그(slag)의 XRD 분석을 통해 방사성 핵종이 주괴에서 슬래그 상으로 이동한 후 슬래그를 구성하고 있는 산화알루미늄과 결합하여 안정한 화합물로 슬래그 상에 포집됨을 알 수 있었다. 알루미늄 폐기물의 용융시 Co의 분배율은 플럭스를 첨가한 경우에 보다 높은 제염계수를 나타냈으며, 모든 플럭스에서 40% 이상의 제염 효과를 나타내었다. 반면에 휘발성 핵종인 Cs과 Sr은 주괴로부터 98% 이상이 제거되어 대부분이 슬래그상과 분진으로 이동되는 특성을 확인할 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제29권11호
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• pp.697-702
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• 2019

In this study, using a wet chemical process, we evaluate the effectiveness of different solution concentrations in removing layers from a solar cell, which is necessary for recovery of high-purity silicon. A 4-step wet etching process is applied to a 6-inch back surface field(BSF) solar cell. The metal electrode is removed in the first and second steps of the process, and the anti-reflection coating(ARC) is removed in the third step. In the fourth step, high purity silicon is recovered by simultaneously removing the emitter and the BSF layer from the solar cell. It is confirmed by inductively coupled plasma mass spectroscopy(ICP-MS) and secondary ion mass spectroscopy(SIMS) analyses that the effectiveness of layer removal increases with increasing chemical concentrations. The purity of silicon recovered through the process, using the optimal concentration for each process, is analyzed using inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy(ICP-AES). In addition, the silicon wafer is recovered through optimum etching conditions for silicon recovery, and the solar cell is remanufactured using this recovered silicon wafer. The efficiency of the remanufactured solar cell is very similar to that of a commercial wafer-based solar cell, and sufficient for use in the PV industry.

• 대한전기학회논문지:전기물성ㆍ응용부문C
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• 제49권12호
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• pp.673-678
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• 2000

The dielectric barrier discharge(DBD) is a common method to create a nonthermal plasma in which electrical energy is used to create electrons with a high average kinetic energy. The unique aspect of dielectric barrier discharges is the large array of short lifetime(10ns) silent discharges created over the surface of the dielectric. A silent discharge is generated when the applied voltage exceeds the breakdown voltage of the carrier gas creating a conduction path between the applied electrode and grounded electrode. As charge accumulates on the dielectric, the electric field is reduced below the breakdown field of the carrier gas and the silent discharge self terminates preventing the DBD cell from producing a thermal arc. In fact, the most significant application of dielectric barrier discharges is to generate ozone for contaminated water treatment. Therefore, experiments were perfomed at 1∼2[bar] pressure using a coaxial geometry single dielectric barrier discharge for ozone concentrations and energy densities. The main result show that the concentration and efficiency of ozone are influenced by gas nature, gas quantity, gas pressure, supplied voltage and frequency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.586-593
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• 2014

Limited sources of fossil fuels and also global climate changes caused by $CO_2$ emissions are currently discussed around the world. As a renewable, carbon neutral and widely available energy source, biogas is regarded as a promising alternative to fossil fuels. In this study, a plasma dump reformer was proposed to produce $H_2$-rich synthesis gas by a model biogas. The three-phase gliding arc plasma and dump combustor were combined. Screening studies were carried out with the parameter of a dump injector flow rate, water feeding flow rate, air ratio, biogas component ratio and input power. As the results, methane conversion rate, carbon dioxide conversion rate, hydrogen selectivity, carbon monoxide yield at the optimum conditions were achieved to 98%, 69%, 42%, 24.7%, respectively.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권1호
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• pp.39-45
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• 2004

Fine LaAlO$_3$ powders wore successfully synthesized from La$_2$O$_3$ and ${\gamma}$ $Al_2$O$_3$ powders milling for 10∼50 hours via the high energy milling technique (mechanochemical method) in room temperature and air. The particle size of LaAlO$_3$ powder were estimated from XRD patterns and SEM images to be 160∼180 nm. The LaAlO$_3$ ceramics arc derived for the synthesized powders (milling for 10, 30 and 50 hours) by sintering at 140$0^{\circ}C$ and 150$0^{\circ}C$. The micrographs of grains showed an agglomeration and the degree of agglomeration increased with the milling time. The LaAlO$_3$ made from synthesized powders milling for 50 hours can be sintered to 99.5％ of theoretical density at 150$0^{\circ}C$ for 1 hour. These ceramics exhibits a dielectric constant of 20, a dielectric loss of 0.0003 and a temperature coefficient of capacitance of 15 ppm/$^{\circ}C$ at 1 MHz.

• 자원리싸이클링
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• 제7권1호
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• pp.7-13
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• 1998

The electric arc furnace (EAF) dust used in this experiment showed the formation of an irregular agglomerate of small spherical particles and consisted of 27.5% Fe, 18% Zn, 4.83% Pb and 10.2% CaO, and it also contained 3.26% Cl and 0.15% F. IR spectra peaks of Pb(OH)Cl were observed at 1630 and 1377 ${cm}^{-1}$ regions and the intensity decreased using an acid treatment (1N ${H}_{2}{SO}_{4}$) and thermal treatment at above 600℃, but it was not affected by washing process. Those of ${Zn}_{5}{(OH)}_{8}{Cl}_{2}$ treated by oxidation showed broad absorption peak at 3600∼3200 ${cm}^{-1}$, main peaks at 1136 and 1040 ${cm}^{-1}$ and a splitting peak at 991 and 921 ${cm}^{-1}$ which were believed to be due to ZnO by oxidation at about 700∼. The IR spectra of the dust residues by a washing process show the same peaks at 3449, 1635, 1439, 875, 571 and 455 ${cm}^{-1}$ regions, but the peaks at 2942, 2862, 1136 and 1040 ${cm}^{-1}$ decreased and disappeared using an acid treatment and washing process, which is believed to be due to the dissolution of zinc hydroxyl chloride.

• 대한화학회지
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• 제7권1호
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• pp.51-57
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• 1963

It is well known that the graphite flakes become spherulite, when a suitable amount of nodulizing element, such as cerium or magnesium, is added to the cast iron. The change of graphite from flake to nodular shape improves not only the tensile strength but the ductility as well. However, the mechanism of spheroidization of graphite in cast iron has not yet been clearly understood, and various theories proposed by a number of investigators were such that it may be due to the special nucleation effect, prevention of flake formation by the adsorption of magnesium vapour on the graphite surface or file surface free energy difference between plain graphite and magnesium-adsorbed graphite. Regardless of the speculations of spheroidizing mechanism of the graphite in the cast iron, the final phenomenon comes to the conclusion that it may be due to the lack of wettability between graphite and iron matrix. In order to collaborate this fact through an experimental method, the authors have constructed a vacuum arc furnace for the wettability measurement as its first step. Our study and experiments were then directed to the comparison of the wettability between iron and graphite on the two cases (namely, the one where magnesium was preliminarily coated on the graphite surface and the other not coated), by means of contact angle measurements. The result was such that a significant difference of the contact angles has been shown between the above two cases. indicating the spheroidization of graphite which might have resulted from the lack of wettability between magnesium-adsorbed graphite and iron matrix.