• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.698-698
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• 2009

화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.343-347
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• 2011

온실가스로 인한 지구 온난화는 엘니뇨, 라니냐와 같은 심각한 기상이변을 초래하고 있으며, 매년 그 피해가 심각하게 증가하고 있는 실정이다. 따라서 온실가스의 80% 이상을 차지하고 있는 $CO_2$ 배출량을 감축하는 것이 매우 시급한 현안으로 부상되고 있다. 다공성 탄소는 고비표면적, 다양한 세공구조, 열 및 화학적 안정성, 재사용성과 같은 높은 유용성으로 인하여 carbon capture and storage (CCS) 기술에서 다른 여러 재료와 함께 중요한 위치를 차지하고 있는 재료이다. 본고에서는 주로 많이 연구되고 있는 CCS 기술 및 연구 동향에 대하여 살펴보았으며, 그 중 경제성과 실용성 흡착제로 각광을 받고 있는 다공성 탄소를 중심으로 배가스 중 $CO_2$ 흡착과 에너지 활용이 가능한 바이오 가스 분리에 대한 특성을 고찰하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제1권1호
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• pp.73-79
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• 2003

가압경수형 원자력발전소 일차계통에서 발생되는 방사성 부식생성물(크러드)은 원자력발전소 작업종사자 피폭의 주요원인이다. 또한, 최근 원자력발전소의 장주기운전 추세에 따라 장기간 노심에 침적된 방사성 부식생성물은 hideout 현상으로 노심의 출력에 영향을 주는 축방향이상출력 (AOA) 현상의 원인이 되고 있다. 크러드의 주요 성분은 마그네타이트, 니켈 페라이트, 코발트 페라이트가 주를 이루며, 이러한 산화물 형태는 강자성의 자기적 성질을 가지고 있다. 따라서, 전자석과 영구자석의 적절한 배치를 통하여 자기장을 발생시켜 크러드를 제거하는 필터 개발을 위해 개념 설계를 하였다. 기존의 필터와 달리 유체의 흐름을 방해하지 않아 압력저하 현상이 발생하지 않고, 연속적으로 사용할 수 있는 장점이 있다. 크러드 제거 기술의 하나로써 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제22권3호
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• pp.191-200
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• 2012

불소관능기인 perfluorocyclobutane (PFCB)기를 포함하는 후술폰화 poly (arylene ether sulfone) 랜덤 공중합체를 다공성 Polytetrafluoroethylene (PTFE) 막에 함침시켜 새로운 복합막을 제조하였다. 후술폰화 랜덤 공중합체는 trifluorovinyloxy 그룹을 양말단에 포함하는 biphenyl계와 sulfonyl계 단량체로부터 제조되었는데, biphenyl계와 sulfonyl계의 비율을 6 : 4와 4 : 6으로 조절 후 중부가반응 형태의 열중합과 chlorosulfonic acid (CSA)를 이용한 후술폰화 반응을 통하여 얻어졌다. 이렇게 제조된 랜덤 공중합체의 농도를 달리하면서(5~20 wt%) 다공성 PTFE 막에 함침시켜 복합막을 제조하였고, 이온 교환 능력(IEC), 함수율, 이온전도도를 측정하여 강화되지 않은 랜덤공중합체 및 Nafion과 비교하였다. 제조된 단량체 및 고분자의 구조와 순도는 각각 $^1H$-NMR, $^{19}F$-NMR와 FT-IR를 통하여 확인하였으며, 제조된 복합막의 형태는 SEM으로 관찰하였다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제6권5호
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• pp.423-437
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• 2015

Polyvinylidene fluoride/fullerene nanoparticle (PVDF/$C_{60}$) composite microfiltration (MF) membranes were fabricated by a non-solvent induced phase separation (NIPS) using N, N-dimethylacetamide (DMAc) as solvent and deionized water (DI) as coagulation solution. Polyvinylpyrrolidone (PVP) was added to the casting solution to form membrane pores. $C_{60}$ was added in increments of 0.2% from 0.0% to 1.0% to produce six different membrane types: one pristine PVDF membrane type with no $C_{60}$ added as control, and five composite membrane types with varying $C_{60}$ concentrations of 0.2, 0.4, 0.6, 0.8 and 1.0%, respectively. The mechanical strength, morphology, pore size and distribution, hydrophilicity, surface property, permeation performance, and fouling resistance of the six membranes types were characterized using respective analytical methods. The results indicate that membranes containing $C_{60}$ have higher surface porosity and pore density than the pristine membrane. The presence of numerous pores on the membrane caused weaker mechanical strength, but the water flux of the composite membranes increased in spite of their smaller size. Initial flux and surface roughness reached the maximum point among the composite membranes when the $C_{60}$ concentration was 0.6 wt.%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.407-410
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• 2006

Selection of flow channel in the separation plate of PEMFC is very important parameter to improve its performance and reduce parasite loss. Flow patterns in the channel have great influence on the transport of hydrogen and all and water generated from electrochemical reaction in diffusion layer In this study, fluid flow in flow channel with parallel and interdigitated patterns are simulated three dimensionally on full flow domain including anode and cathode electrode together. The numerical results show that the fuel cell with interdigitated flow channel represents better performance than that with parallel flow channel due to its strong convective transport across the gas diffusion layer. But the pressure drop in parallel flow channel is much more than that in nterdigitated flow channel. The effect of temperature and stoichiometric number on performance can be calculated and analyzed as well.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제44권7호
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• pp.767-772
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• 2012

In support of optimizing electrorefining technology for treating spent nuclear fuel, lithium drawdown has been investigated for separating actinides from molten salt electrolyte. Drawdown reaction selectivity is a major issue that requires investigation, since the goal is to remove actinides while leaving the fission products and other components in the salt. A series of lithium drawdown tests with surrogate fission product chlorides was run to obtain selectivity data with non-radioactive salts, develop a predictive model, and draw conclusions about the viability of using this process with actinide-loaded salt. Results of tests with CsCl, $LaCl_3$, $CeCl_3$, and $NdCl_3$ are reported here. Equilibrium was typically achieved in less than 10 hours of contact between lithium metal and molten salt under well-stirred conditions. Maintaining low oxygen and water impurity concentrations (<10 ppm) in the atmosphere was observed to be critical to minimize side reactions and maintain stable salt compositions. An equilibrium model has been formulated and fit to the experimental data. Good fits to the data were achieved. Based on analysis and results obtained to date, it is concluded that clean separation between minor actinides and lanthanides will be difficult to achieve using lithium drawdown.

• 신재생에너지
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• 제2권4호
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• pp.78-85
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• 2006

Selection of flow channel in the separation plate of PEMFC is very important parameter to improve its performance and reduce parasite loss. Flow patterns in the channel have great influence on the transport of hydrogen and air and removal of water generated from electrochemical reaction in diffusion layer. In this study. fluid flow in flow channel with parallel and interdigitated patterns are simulated three dimensionally on full flow domain including anode and cathode channel together. The numerical results show that the fuel cell with interdigitated flow channel represents better performance than that with parallel flow channel due to its strong convective transport across the gas diffusion layer. But the pressure drop in parallel flow channel is much more than that in interdigitated flow channel. And effects of temperature and stoichiometric number on performance can be calculated and analyzed as well. Nomenclature.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제36권6호
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• pp.549-558
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• 2004

TTo comply with increasingly strict regulations for protection against radiation exposure, many nuclear power plants have been working ceaselessly to reduce and control both the radiation sources within power plants and the radiation exposure experienced by operational and maintenance personnel. Many research studies have shown that deposits of irradiated corrosion products on the surfaces of coolant systems are the main cause of occupational radiation exposure in nuclear power plant. These corrosion product deposits on the fuel-clad surface are also known to be main factors in the onset of axial offset anomaly (AOA). Hence, there is a great deal of ongoing research on water chermistry and corrosion processes. In this study, a magnetic filter with permanent magnets was devised to remove the corrosion products in the coolant stream by taking advantage of the magnetic properties of the corrosion products demonstrated a removal efficiency of over 90% for particles above 5${\mu}m$. This finding led to the construction of an electromagnetic device that causes the metallic particulates to flocculate into larger aggregates of about 5${\mu}m$ in diameter by using a novel application of electromagnetic flocculation on radioactive corrosion products.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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• pp.43-47
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• 1999

Pd-ceramic composite membranes and catalytic membrane reactors(CMR) have been studied for hydrogen purification and recovery in th fusion reactor fuel cycle. The development of techniques for coating microporous ceramic tubes with Pd and Pd/Ag layers is described: composite membranes have been produced by electroless deposition (Pd/Ag film of 10-20${\mu}{\textrm}{m}$) and rolling of thin metal sheet (Pd and Pd/ Ag membranes of 50-70 ${\mu}{\textrm}{m}$). Experimental results on electroless membranes showed that the metallic film presented some defects and the membranes had not complete hydrogen selectivity . Then the catalytic membrane reactors with electroless membranes can be applied for some industrial processes that do not require a complete separation of the hydrogen (i.e. in the dehydrogenation of hydrocarbons). The rolled thin Pd/Ag membranes separated the hydrogen from the other gas with a complete selectivity and exhibited a slightly larger (about a factor 1.7) mass transfer resistance with respect to the electroless membranes. Experimental tests confirmed the good performances in terms of durability.