• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권6호
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• pp.720-726
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• 2014

PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 차량은 미래 청정수송기관으로 각광받고 있지만 수소스테이션의 인프라부족으로 현재는 수소를 공급해주는 연료개질기를 함께 장착하여 구동하여야 한다. 탄화수소연료로부터 수소를 생산하는 연료개질기를 대상으로 다양한 연구가 진행되어왔는데 기존연구에서는 열적중립 조건의 ATR(Auto-Thermal Reformer) 반응기에 대해 집중적으로 분석하거나 공정최적화부문에서 최대수소생산을 목표로 주로 열효율을 목적함수로 설정하여 평가해 왔다. 본 연구에서는 100 kW PEMFC용 연료개질기를 대상으로 간단한 소형시스템을 얻기 위해 외부 유틸리티가 필요없는 단열열교환망으로 구성된 조건에서 기존 열효율이 아닌 수소효율을 새로이 정의하여 가솔린, LPG, 디젤 각 연료에 대해 최적운전조건을 도출하였다. 가솔린의 경우 기존 비교문헌보다 9.43% 연료절감효과를 얻음으로써 제안한 목적함수의 타당성을 입증하였고, 추가적으로 수소효율 및 열교환량, 열교환면적에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 마지막으로 제안한 시스템을 한국시장에 적용할 경우 LPG 연료를 사용하는 연료개질기가 가장 경제적임을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제41권3호
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• pp.208-215
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• 2005

본 연구는 농업과 어업, 그리고 생태체험과 같은 인간들의 활동으로 인하여 상당히 영향을 받는 갯벌환경 중의 하나인 순천만을 모델장소로 갈대의 환경정화 기능에 있어 근권에 분포하는 미생물의 역할에 대한 기초 자료를 얻고자 수행하였다. 우선, 순천만의 갈대근권 토양을 시료로하고 anthracene, naphthalene, phenanthrene, pyrene 등이 첨가된 다환성 방향족 화합물(polycyclic aromatic hydrocarbons; PAH)을 탄소원 및 에너지원으로 하는 농화 배양을 통하여 두 개의 consortium을 획득하였다. 두 consortium으로부터 순수 분리된 우수한 PAH분해능을 갖는 4개의 균주(SCB1, SCB2, SCB6,그리고 SCB7)를 형태 및 생리학적 특성과 16S rRNA유전자서열을 기초로 분석한 결과 각 균주는 $99{\%}$ 이상의 신뢰도로 Burkholderia sp., Aicaligenes sp., Achromobacter sp., and Pseudomonas sp.로 동정되었다. 주목할 만한 점은 Burkholderia sp. SCB1과 Alcaligenes sp. SCB2는 naphthalene이나 phenanthrene보다 훨씬 안정되어 있는 구조의 anthracene이나 pyrene에서 더 빠른 성장률과 기질 분해율을 나타내는 것으로 밝혀졌다. 반면,Achromobacter sp. SCB6와 Pseudomonas sp. SCB7은 pyrene을 제외한 다른 시험기질에 대하여 유사한 성장 및 분해패턴을 나타내었다. 이러한 결과는 주요한 염습지 식물중의 하나인 갈대의 근권에서 살아가는 이들 PAH 분해 균주들이 PAH와 같은 물질로 오염된 근권 환경의 정화작용에 중요한 역할을 할 수 있음을 제시해 주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.531-536
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• 2005

포토리지스트 마스크로 패턴된 CoTb 및 CoZrNb 자성 박막에 대한 유도 결합 플라즈마 반응성 이온 식각이 $Cl_2/Ar$와 $C_2F_6/Ar$ 가스를 이용하여 진행되었고 식각 속도와 식각 프로파일 측면에서 조사되었다. $Cl_2$와 $C_2F_6$ 가스의 농도가 증가함에 따라서 자성 박막들의 식각 속도는 감소하였고 식각 경사는 낮아졌다. 자성 박막들의 식각 가스로서 $Cl_2/Ar$이 빠른 식각 속도와 가파른 식각 경사를 얻는데 있어서 $C_2F_6/Ar$ 보다 더 효과적이었다. Coil rf power의 증가는 플라즈마 내의 Ar 이온과 라디칼의 밀도를 증가시키고 dc bias voltage의 증가는 기판으로 스퍼터되는 Ar 이온의 에너지를 증가시키기 때문에 coil rf power와 dc bias voltage가 증가할수록 식각 속도와 식각 경사는 증가하였지만 패턴의 측면에서 재증착이 일어났다. 자성 박막들의 적층으로 형성된 magnetic tunnel junction stack에 고밀도 플라즈마 반응성 이온 식각을 적용하여, 높은 식각 경사와 재증착이 없는 깨끗한 식각 프로파일을 얻었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권8호
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• pp.683-691
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• 2015

순환유동층연소기술은 적용 연료의 다양화, 설비의 경제성 그리고 환경성이 우수하여 최근 전력생산기술로 관심이 증대되고 있으며 최근 전력생산을 위한 재생에너지 사용 의무규정에 따라 재생에너지의 연소특성을 파악하는 것이 중요하다. 따라서 본 연구에서는 순환유동층반응기에서의 석탄과 우드펠릿을 혼소하여 혼소율에 따른 배기배출물 특성과 반응기 내부 가스온도특성의 환경성과 연소성을 실험적으로 분석하여 나타내었다. 총 공급 발열량을 기준으로 각 연료의 공급량을 변경하여 혼소율을 결정하였다. 베드물질로 강모래(7호사)를 적용하였다. 순환유동층반응기에서 우드펠릿 혼소율 증가에 따라 후단부에서의 가스온도가 감소하였고, CO, NOx, HC 및 SOx의 발생량은 우드펠릿의 혼소비가 30% 이하의 경우 혼소비 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었지만 30% 이상의 경우 CO, HC 및 SOx 발생량은 오히려 증가하는 경향을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.99-110
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• 2007

21세기의 새로운 청정 에너지원으로 각광받고 있는 수소의 성공적인 활용을 위해 높은 저장 용량을 갖는 수소 저장체와 효과적인 수소 저장기술의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 다양한 수소 저장 방법에 대해 간략히 요약하고 그 가운데 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착에 의한 수소 저장기술의 현황에 대해 살펴보았다. 기존에 알려져 있는 고압의 압축 저장기술과 상온 고압의 수소저장 물질의 개발 이외에도 최근에는 높은 표면적과 큰 세공 부피를 갖는 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착 방식이 개발 가능한 수소의 저장 기술의 하나로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 높은 수소 저장 용량을 위해 필요한 나노세공체의 특성을 요약하였으며 높은 표면적 및 미세 세공부피, 작은 세공 크기, 큰 정전기장 및 불포화 배위자리가 필요함을 알 수 있었다. 최근까지 보고된 나노세공체 흡착제에 의한 수소 저장 능력을 정리하였는데 현재까지 보고된 최고의 결과로는 액체 질소 온도($-196^{\circ}C$)의 약 80 기압에서 약 7.5wt%의 수소를 저장할 수 있다고 알려져 있다. 향후 지속적이고 새로운 나노세공체의 설계, 합성, 제조 및 수식에 대한 노력을 통해 수소에너지 저장에 활용될 수 있는 효과적인 수소 저장체 개발을 기대한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.417-423
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• 2007

Oxy-gasification or oxygen-blown gasification, enables a clean and efficient use of coal and opens a promising way to CO2 capture. The coal gasification process of a slurry feed type, entrained-flow coal gasifier was numerically predicted in this paper. The purposes of this study are to develop an evaluation technique for design and performance optimization of coal gasifiers using a numerical simulation technique, and to confirm the validity of the model. By dividing the complicated coal gasification process into several simplified stages such as slurry evaporation, coal devolatilization, mixture fraction model and two-phase reactions coupled with turbulent flow and two-phase heat transfer, a comprehensive numerical model was constructed to simulate the coal gasification process. The influence of turbulence on the gas properties was taken into account by the PDF (Probability Density Function) model. A numerical simulation with the coal gasification model is performed on the Conoco-Philips type gasifier for IGCC plant. Gas temperature distribution and product gas composition are also presented. Numerical computations were performed to assess the effect of variation in oxygen to coal ratio and steam to coal ratio on reactive flow field. The concentration of major products, CO and H2 were calculated with varying oxygen to coal ratio (0.2-1.5) and steam to coal ratio(0.3-0.7). To verify the validity of predictions, predicted values of CO and H2 concentrations at the exit of the gasifier were compared with previous work of the same geometry and operating points. Predictions showed that the CO and H2 concentration increased gradually to its maximum value with increasing oxygen-coal and hydrogen-coal ratio and decreased. When the oxygen-coal ratio was between 0.8 and 1.2, and the steam-coal ratio was between 0.4 and 0.5, high values of CO and H2 were obtained. This study also deals with the comparison of CFD (Computational Flow Dynamics) and STATNJAN results which consider the objective gasifier as chemical equilibrium to know the effect of flow on objective gasifier compared to equilibrium. This study makes objective gasifier divided into a few ranges to study the evolution of the gasification locally. By this method, we can find that there are characteristics in the each scope divided.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제39권9호
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• pp.876-880
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• 2015

IMO의 규제인 신조 선박에 대한 NOx 80% 감축의 2016년 발효를 앞두고, 청정에너지인 LNG연료 선박 및 벙커링 선박의 보급이 유럽 선진국들을 중심으로 추진되고 있다. LNG 저장탱크는 LNG 벙커링의 필수 설비로 현재의 액체질소 등을 저장하는 극저온 액체 저장탱크와 동일한 구조이며, IMO의 "C"형 가압탱크인 내외 용기로 구성된 2중 탱크에 진공펄라이트 단열재가 충전되는 형식이다. 그러나 이 단열방식은 진공작업이 어렵고 일 LNG 기화량이 2.0 % 내외가 되어 보다 고효율의 탱크가 요구되어 진다. 본 연구에서는 진공과 단열재를 분리하여 내외탱크에 고진공을 적용하고 외부 탱크에 우레탄폼을 가설시킨 탱크 단열 방식을 새로이 고안하여 열해석을 수행하였다. 해석결과 본 개발 탱크는 진공도가 $10^{-3}Torr$ 이하일 때 일 기화량이 0.03 % 이하로 매우 적게 유지될 수 있고, $10^{-4}Torr$ 이하가 되면 일 기화량이 0.11 %가 되었다. 진공이 파괴되는 경우에도 현재 진공펄라이트 단열은 일 4.9 %의 증발이 발생하나, 새 고안 탱크는 일 증발율이 4.12 %가 되는 매우 효율이 높고 안전한 LNG 탱크 단열방식이 되었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제38권6호
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• pp.658-665
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• 2014

선박용 디젤엔진에서 천연가스의 사용기술은 NOx, SOx 및 GHG의 배출을 단독으로 크게 삭감할 수 있는 기술이다. 특히 셰일가스의 등장으로 가스의 공급이 확대될 것으로 예상되는 가운데 추진기관용 2행정기관에의 이용이 적극적으로 개발 검토되고 있다. 가스엔진의 출력성능은 디젤기관과 비교하여 큰 차이를 보이지 않았으며 연료소비율은 약간 개선되는 것으로 보고되고 있다. 그러나 배기특성에 있어서는 연소기술에 따라서 다른 성능을 나타내고 있으며 희박연소기술에 의하여 NOx 배출량은 85%정도의 감축이 가능한 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 가스엔진의 연소생성물의 발생량을 시뮬레이션 할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 개발된 프로그램은 희박연소의 영향은 물론 예혼합연소와 확산연소에 의한 영향도 시뮬레이션 할 수 있는 기능을 가지고 있다. 이를 위해서 실린더 내 상태변화는 2영역모델(Two-zone model)을 이용하고 열발생율 패턴은 Wiebe 함수를 이용하며, 공연비를 입력데이터로 하여 다양한 연소조건에서의 배기생성물의 발생량 예측을 가능하게 하였다.

• 보존과학회지
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• 제30권1호
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• pp.95-101
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• 2014

은제품은 대기의 아황산가스나 황화수소 등과 반응하여 검게 변색된다. 검은 변색은 표면에 황화은이 형성되는 것으로 보존처리시 제거하는 것이 일반적이다. 황화은을 제거하는 방법은 화학적, 전기화학적, 미세마모법 등을 사용하지만 모두 은의 손실을 초래한다. 따라서 본 연구는 표면 오염물만을 선택적으로 제거할 수 있는 레이저클리닝을 은시편에 실험하여 안전하고 효율적인 레이저 조건을 알아보고자 하였다. 먼저 부식되지 않은 순수한 은에 레이저를 조사하여 안전한 레이저에너지밀도 범위를 확인하였다. 실험 결과 은은 1064nm $4.00J/cm^2$ 이하, 532nm $2.39J/cm^2$ 이하 레이저에너지밀도 범위에서 안전하였다. 인공적으로 부식시킨 은판의 부식층(황화은)은 레이저조건 1064nm $2.39J/cm^2$로 약 5~10회, 532nm $1.19J/cm^2$로 5~10회 조사하였을 때 제거되었다. AES를 이용하여 레이저 펄스당 제거되는 부식층 두께를 확인한 결과 약 13 ~ 25nm이다. 은 시편의 레이저클리닝 조건을 은제품에 적용한 결과 표면의 검은 부식층이 제거되었으며 은 광택도 유지되었다. 이를 통해 은제품의 레이저클리닝 적용 가능성을 확인하였다.

• 한국컴퓨터산업학회논문지
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• 제8권2호
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• pp.97-102
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• 2007

[ $CO_2$ ] 레이저는 최소한 조직손상으로 이러한 효과를 얻는데 최적이라고 보며 0.1mm의 최소한의 세포조직 깊이에서 일어나는 효과의 근본적인 장점은 생체조직이나 내장기관에 안정적이다. 열에 의한 조직손상은 조직의 종류나 에너지밀도, 증발시간의 장단에 관계될 수가 있다 증발시간을 짧게 하면 주위세포의 열적손상은 $200\sim400um$이내에 일어나므로 레이저 빔은 비초점 영역에서 주위세포조직을 손상함이 없이 증발에 의한 제거나, 아주 얇은 층의 포를 깨끗하게 증발시킬 수 가 있다. $CO_2$레이저는 산부인과 응용에 표준이 되는 레이저시스템으로 외음부 상피내종양, 자궁암, 상피 종양에도 적용이 가능하다. 슈퍼펄스 출력은 거의 동일하나 펄스지속시간이 짧으면 레이저의 열적인 효과가 감소가 되므로 무엇보다도 산부인과용 펄스형 $CO_2$ 레이저의 펄스모듈 특성은 모드안정화가 매우 중요함으로, 본 연구에서는 짧은 펄스지속시간과 고출력밀도 되도록, DC-DC Converter에서 고주파로 스위칭 할수록 출력 DC의 ripple은 고주파화 되는데, 고주파화된 전류 리플은 출력 필터용 콘덴서의 량을 크게 줄일 수 있다. 출력의 ripple을 근사적으로 Zero까지 실현이 가능한 인덕터를 적용하여 특성실험을 통하여 실현하였다.