• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.394-401
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• 2022

Polyvinylidene chloride-resin(PVDC-resin)와 polyvinylidene fluoride(PVDF)의 두 폴리머 전구체는 열분해 과정을 통해 마이크로 다공성 탄소로 변환되어 되므로 이온 흡/탈착으로 전하를 저장하는 슈퍼커패시터용 전극재료로 유리하다. 더욱이, 두 전구체를 구성하는 여러가지 이종원소들은 탄화 후 작용기를 형성하여 추가적인 전하저장에 기여할 수 있으므로, 탄화 시 생성되는 작용기에 대한 분석은 에너지 저장용 탄소소재를 개발하는데 중요하다. 본 연구에서는 두 폴리머 전구체를 탄화시킨 후 생성된 작용기를 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 다양한 pH의 전해질에서 탄소 전극의 전기화학 거동 관찰을 통하여 확인하였다. 산성(1 M H₂SO₄) 전해질에서 측정된 두 탄소 전극의 비전기용량은 생성된 quinone 작용기의 패러데익 충/방전 반응 덕분에 중성 전해질(0.5 M Na₂SO₄)에서보다 증가하였다. 특히, PVDC-resin으로부터 합성된 탄소는 매우 작은 마이크로 기공이 표면에 형성되어 있어 전해질 이온의 흡착을 어렵게 하므로, PVDF로부터 합성된 탄소 전극에 비해 낮은 용량을 보인다. 염기성 전해질(6 M KOH)에서 두 탄소 전극 모두 3가지 전해질 중 가장 높은 비전기용량이 측정되었는데, 이는 구성하는 전해질 이온들(K⁺, OH^-)이 두 탄소에 형성된 마이크로 기공으로 흡/탈착이 용이하게 일어나는 동시에 패러데익 충/방전 반응으로 추가적인 전하가 저장되었기 때문이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.327-333
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• 2022

본 연구에서는 고용량 음극 소재로 활용되는 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위해 Si/CNT/C 음극 복합소재를 제조하였다. Si/CNT는 표면 개질에 의한 양전하 실리콘과 음전하 CNT의 정전기적 인력에 의해서 제조되었고, 수열합성에 의해서 구형의 Si/CNT/C 복합소재를 합성하였다. 전극 제조는 poly(vinylidene fluoride) (PVDF), polyacrylic acid (PAA) 및 styrene butadiene rubber (SBR) 바인더를 사용하였고, 1.0 M LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%) 전해액 및 fluoroethylene carbonate (FEC)가 첨가된 전해액을 사용하여 전지를 제조하였다. Si/CNT/C 음극 복합소재는 SEM, EDS, XRD 및 TGA를 사용하여 물리적 특성을 분석하였으며, 사이클, 율속, dQ/dV 및 임피던스 테스트를 통해 리튬이온 배터리의 성능을 조사하였다. 활물질로 Si/CNT/C 복합소재, 바인더로 PAA/SBR, 전해액으로 FEC 10 wt%가 첨가된 EC:DMC:EMC 용매를 사용했을 경우, 50 사이클 후 914 mAh/g의 높은 가역 용량과 83%의 용량 유지율 및 2 C/0.1 C에서 70%의 속도 특성을 보여주었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권11호
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• pp.4102-4110
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• 2022

Aiming at high-power and long-pulse operation up to 1000 s, some improvements have been made for both 2.45 GHz and 4.6 GHz lower hybrid (LH) systems during the recent 5 years. At first, the guard limiters of the LH antennas with graphite tiles were upgraded to tungsten, the most promising material for plasma facing components in nuclear fusion devices. These new guard limiters can operate at a peak power density of 12.9 MW/m². Strong hot spots were usually observed on the old graphite limiters when 4.6 GHz system operated with power >2.0 MW [B. N. Wan et al., Nucl. Fusion 57 (2017) 102019], leading to a reduction of the maximum power capability. With the new limiters, 4.6 GHz LH system, the main current drive (CD) and electron heating tool for EAST, can be operated with power >2.5 MW routinely. Long-pulse operation up to 100 s with 4.6 GHz LH power of 2.4 MW was achieved in 2021 and the maximal temperature on the guard limiters measured by an infrared (IR) camera was about 540 ℃, much below the permissible value of tungsten material (~1200 ℃). A discharge with a duration of 1056 s was achieved and the 4.6 GHz LH energy injected into the plasma was up to 1.05 GJ. Secondly, the fully-active-multijunction (FAM) launcher of 2.45 GHz system was upgraded to a passive-active-multijunction (PAM), for which the density of optimum coupling was relatively low (below the cut-off value). Good coupling with reflection coefficient ~3% has been achieved with plasma-antenna distance up to 11 cm for the new PAM. Finally, in order to eliminate the effect of ion cyclotron range of frequencies (ICRF) wave on 4.6 GHz LH wave coupling, the location of the ICRF launcher was changed to a port that is located 157.5° toroidally from the 4.6 GHz LH system and is not magnetically connected.

• 한국방사선학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.109-117
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• 2024

대상으로 온라인 설문을 실시하고, 총 201부의 설문을 분석하였다. 연구대상자의 특성에 따른 변수의 차이 검증을 위해 독립표본t-검정 및 일원배치분산분석을 실시하였으며, 변수 간 연관성 확인을 위해 상관관계분석을 실시하였다. 연구 결과 첫째, 여성이 남성보다 원자력발전과 후쿠시마 오염수에 대하여 더 부정적인 인식을 가지고 있는 것으로 나타났다. 연령에서는 40대 이상에서 부정적 인식이 높은 것으로 조사되었다. 정치 성향에서는 진보성향의 응답자가 원자력발전과 후쿠시마 오염수에 대해 부정적 인식이 더 높은 것으로 나타났다. 둘째, 원자력에 대한 정보 수집은 인터넷과 방송, SNS을 통하여 가장 많이 하는 것으로 나타났다. 셋째, 원자력발전에 대한 부정적인 인식이 높을수록 후쿠시마 원전 오염수 방류 이후 우려되는 문제에 부정적인 결과를 나타냈다. 원자력발전은 인간의 생활권에서 분리할 수 없다. 따라서 원자력발전에 대한 바른 인식을 가질 수 있도록 정확한 정보와 지식 전달 체계가 필요한 것으로 사료된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제57권6호
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• pp.409-419
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• 2024

기후변화는 이미 지속 가능한 수자원 관리에 영향을 미치고 있다. 기후변화가 댐 저수지의 물 공급에 미치는 영향은 일반적으로 지구 기후 모델 결과 기반으로 생성된 기후변화 시나리오를 사용하여 수행되고 있다. 그러나 기후변화를 추정하기 때문에 시나리오는 미래에 발생할 수도 있는 상황을 가정하는 한계로 인하여 본질적으로 불확실성을 내포하고 있다. 이러한 문제에 대한 대책으로 의사결정 스케일링 접근법을 본 연구에 적용하였다. 연구대상지는 충주, 용담, 합천, 섬진강 댐이다. 강우 유출 모형(IHACRES)과 HEC-ResSim기반 댐 운영 모형을 결합하여 댐 이수 안전도를 분석하였다. 이 수안전도 분석은 안정적인 댐 운영에 목적을 두고 그 결과에 따라 구조적 또는 비구조적 이수공급 계획을 수립하는데 활용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이수안전도 분석으로 댐이 안전하게 운영될 수 있는지를 평가하고 장래 댐 운영 중 발생할 수 있는 잠재적인 위험을 식별하기 위함이다. 1995년 부터 2014년까지 관측된 강수량과 온도를 기준으로 49개의 기후스트레스 시나리오(분위 수 기준 7개의 강수 시나리오와 0℃부터 6℃도까지 1℃ 간격의 7개의 온도 시나리오)를 적용하였다. 그 결과 홍수기 강우 변동이 비홍수기의 강우 증가보다 수위 상승에 더 큰 변화를 가져왔다. 따라서 이수 안전도는 1분위 강우 의존성이 매우 높은 것으로 평가되었다. 또한 강수 및 온도를 결합한 시나리오에서 댐 용수 공급 신뢰도는 개별 강수 및 온도 시나리오 신뢰도 변화의 합계보다 더 큰 변화가 모의되었다. 이러한 차이는 강수량의 감소와 증가가 각각 물과 에너지가 제한된 증발량의 발생으로 초래하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 수행한 의사결정 스케일링을 통한 이수안전도 평가는 댐 운영의 효율성 향상을 도모할 것으로 평가된다.

• 공업화학
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• 제27권1호
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• pp.92-100
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• 2016

플라즈마와 선택적 촉매환원법이 결합된 복합공정을 이용하여 저온에서의 질소산화물($NO_x$) 저감에 대해 조사하였다. 플라즈마와 촉매가 직접 상호작용을 할 수 있도록 촉매 충진층에서 플라즈마가 생성되도록 하였다. 반응온도, 촉매의 형태, 환원제인 n-헵테인의 농도, 산소함량, 수분함량 및 에너지밀도의 변화가 $NO_x$ 전환효율에 미치는 영향에 대해 살펴보았다. 반응온도 $250^{\circ}C$, 에너지밀도 $42J\;L^{-1}$ 조건에서, 복합공정의 $NO_x$ 전환효율은 선형의 Ag 촉매($Ag\;(nanowire)/{\gamma}-Al_2O_3$)와 구형의 Ag 촉매($Ag\;(sphere)/{\gamma}-Al_2O_3$)를 사용한 경우에 각각 83%와 69%로 나타났으며, 플라즈마를 결합하지 않았을 때는 같은 조건에서 선형의 Ag 촉매를 사용해도 약 30%의 낮은 $NO_x$ 전환효율을 보였다. 플라즈마에 의한 촉매의 성능 향상은 플라즈마의 산화작용에 의해 NO가 반응성이 우수한 $NO_2$로 전환되고, n-헵테인이 부분 산화되어 환원력이 우수한 중간생성물을 발생시켜 선택적 환원반응을 촉진시켰기 때문이다. 에너지밀도의 증가에 따라 $NO_x$ 전환효율이 증가하는 경향을 보였으며, n-헵테인의 농도를 증가시킬수록 $NO_x$ 전환효율이 높아졌으나 $C_1/NO_x$ 비가 5 이상이 되면 더 이상 $NO_x$ 전환효율이 증가되지는 않았다. 수분은 $NO_x$와 경쟁흡착 관계에 있으므로 $NO_x$ 전환효율에 큰 영향을 미치며, 수분함량이 높을 경우 $NO_x$ 전환효율이 감소하는 현상을 보였다. 산소농도가 3~15%로 증가할수록 $NO_2$ 및 부분 산화 탄화수소의 생성 촉진으로 $NO_x$ 전환효율이 향상되었으며, 특히 낮은 에너지 밀도에서 $NO_x$ 전환효율 차이가 큰 것으로 나타났다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제17권4호
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• pp.306-317
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• 2014

이 연구는 새만금 방조제가 조성된 이후 새만금호에서 영양염($NO_3$-N, $NO_2$-N, $NH_4$-N, TN, $PO_4$-P, TP, DISi)의 거동을 이해하기 위해 수행되었으며, 특히 2008년~2010년까지 새만금호의 표층과 저층에서 매월 관측된 환경인자(수온, 염분, 용존산소, 부유물질, Chl-a)와 상호 비교하여 특징을 논의하였다. 표층에서 $NO_3$-N, TP, $PO_4$-P, DISi는 제거현상을 보였고, $NO_2$-N, $NH_4$-N, Chl-a는 첨가현상을 보였다. 저층에서는 $NO_3$-N을 제외하고 모든 항목들이 첨가현상을 보였다. 따라서 $NO_3$-N을 제외한 나머지 영양염들은 저층수에서 지속적으로 공급되고 있음을 의미한다. 혼합모델을 이용하여 저층수에서 영양염의 거동을 분석한 결과, 생지화학적 과정에 의해 $NO_3$-N이 주로 하계에 감소되는 것으로 나타났고, $NH_4$-N과 $PO_4$-P는 하계에 증가되는 것으로 나타났다. 특히 $PO_4$-P와 $NH_4$-N의 증가는 강하구 쪽에서 더욱 뚜렷하게 나타났고, 표층과 저층 사이의 DO의 농도 차이와 강한 양의 상관성을 보였다. DISi도 저층수에서 지속적으로 공급되고 있음을 보였으나, $NH_4$-N과 $PO_4$-P와는 다르게 하계뿐만 아니라 춘계에도 공급되는 경향을 보였다. 또한 $NH_4$-N과 $PO_4$-P가 방조제 쪽보다 하구 쪽에서 더 많이 공급되는 것과는 다르게 DISi는 양쪽에서 유사하게 공급됨을 보였다. 이러한 DISi의 특징은 퇴적물로부터 분자확산에 의한 flux를 계산한 결과, 저층수에서 공급되는 영양염은 퇴적물로부터 용출되는 것 이외에 SGD 등 다른 유입기원이 있는 것을 암시한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제19권4호
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• pp.332-340
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• 2016

침몰선박은 선체 내에 적재되어 있는 잔존연료 및 유해 화물 등의 유출로 인하여 주변 환경과 선박의 안전 항해에 피해 요인으로 작용할 수 있다. 대부분의 침몰선박은 해저에 침수된 상태로 비교적 안정적인 상태로 놓여있지만 선체 자중, 화물창의 잔존화물에 의한 하중과 해저면과의 접촉상태, 조류 및 해류 등의 영향으로 침몰선박 잔존연료 유출에 영향을 줄 수 있다. 침몰선박은 침몰 이후 부식이 진행되어 선체 구조부재의 두께가 지속적으로 감소하고 있는 상황이다. 따라서 침몰선박의 붕괴 가능성에 대한 구조안전성 평가가 필요하며 그 결과는 침몰선박의 위해도 평가요소 중 '유출가능성' 평가 항목에 반영되어야 한다. 본 연구에서는 침몰선박의 구조 안전성 평가 방법에 대한 단계별 절차를 제시하고, 집중관리대상 침몰선박으로 분류된 '제7해성호'를 대상으로 선체구조의 붕괴 가능성을 추정하기 위한 구조 안전성 평가 방안을 제시한다. 침몰 당시 선체 손상 상태와 침몰 이후 선체구조 부재의 부식량 추정을 바탕으로 대상 침몰선박의 선체구조 붕괴 가능성을 산정한 결과, 현 상태에서는 전체적인 선체구조 붕괴가 일어날 가능성이 낮은 편으로 추정되지만, 향후 시간에 따른 부식량 증가로 인한 선체구조 붕괴가 일어날 가능성은 다소 높은 것으로 판단된다. 따라서 부식 및 해양환경 변화가 침몰선체 구조 안전성에 미치는 영향 등의 연구는 지속적으로 수행 되어져야 할 것으로 사료된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-8
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• 2005

2003년 4월부터 12월까지 광양만으로 유입되는 33개 하천과 공장에서 유입되는 질소와 인의 유입 부하랑을 조사하였다. 전체 담수 유입량 중 섬진강, 동천, 주교천, 서천 및 심금교천에서 96％ 이상을 차지하며, 섬진강이 51-76％나 차지하고 있었다. DIN유입부하는 7월에 311,173 kg/월로 최대였고, 4월에 61,131 kg/월로 최소로 유입되고 있었다. 하천별로는 DIN의 전체 유입량 중 섬진강이 46-66％를 차지하고 있었다. 다음으로 동천이 1-20％, 덕양천이 12％, 길호천이 4％, 주교천이 5-6％를 차지하고 있었다. 그 외 하천에서는 1％ 미만으로 유입되고 있었다. TN의 유입토 7월에 417,733 kg/월로 최대였고, 12월에 119.710 kg/월로 가장 낮게 유입되고 있었으며, 하천별로는 섬진강에서 36-64％로 동천과 함께 7, 8월에 높은 유입 율을 보였으며, 길호천과 덕양천에서는 4, 5월에 높은 유입 비율을 보였다. DIP의 유입은 7월에 」0,533 kg/월로 최대였고, 10월에 1,53 9kg/월로 최소를 보였다. 하천별 DIP의 유입비운은 섬진강이 2-55％로 강우기에 높은 비율을 보인 대신 비강우기에는 생활하수인 남수천에서 8-23 ％, 덕양천에서 1-23％, 길호천에서 5-33％로 높은 비율을 보였다. TP의 유입부하는 166,279 kg/월로 7월에 최대였고, 12월에 4,837 kg/월로 최소를 보였으며, 하천별로는 섬진강에서 12-67％로 강우기에 높은 비율을 보였고, 비강우기에는 덕양천과 남수천, 길호천에서 높은 비율을 보였다. 이상의 결과로부터 광양만의 질소와 인의 유입부하를 제어하기 위해서는 먼저 남수천, 덕양천, 길호천의 유입을 그리고 동천과 주교천 및 공장폐수를 제어하는 것이 효과적일 것으로 판단되었다. 유입 하천수 중의 DIN/DIP 원소비는 강우기인 7, 8월에 약 18정도로 낮았고, 비강우피에는 16보다 헐씬 높은 DIN/DIP비를 보였다. 한편, TN/TP 원소비도 7, 8월에 일시적으로 7정도로 낮았고, 비강우기에는 16를 헐씬 상회하는 값을 대부분 보여 질소 보다는 유입수중의 인이 광앙만 해역의 식물플랑크톤의 성장을 제한할 것으로 추정되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권3호
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• pp.131-140
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• 2006

만경강 하구역의 입자성 부유물질 및 유기탄소 거동에 관한 연구가 2003년 2월, 5월, 7월, 8월에 이루어졌다. 갈수기인 2, 5월과 풍수기인 7, 8월에 만경강을 통한 담수 유입량의 차이는 매우 컸으며, 용존유기탄소의 유입량은 갈수기와 풍수기에 각각 약 $8.16{\times}10^2tonC\;month^{-1}$와 $5.77{\times}10^3tonC\;month^{-1}$, 입자성유기탄소의 유입량은 갈수기와 풍수기 각각 약 $9.37{\times}10^2tonC\;month^{-1}$와 $3.14{\times}10^4tonC\;month^{-1}$로 나타났다. 특히 많은 강우가 집중되었던 풍수기에 방조제 내 북측 수역의 용존유기탄소 농도가 증가하는 경향을 보였다. 조사기간 중 만경강 히구역에서의 용존유기탄소 분포는 염분에 대해 비교적 보존적인 특성을 보이고 있어, 담수와 해수사이의 물리적 희석작용에 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 그러나 입자성유기탄소의 분포는 부유물질의 거동과 유사하게 60-90% 정도가 하구역에 침강, 제거되는 것으로 나타났다. 이러한 결과로 볼 때 새만금 방조제 완공 후 만경강 하구역이 외해와의 물질 교환이 차단 될 경우, 저층에 퇴적된 다량의 유기 탄소가 저층 용존 산소 고갈의 주요 원인이 될 수 있음을 시사하고 있다.