• 한국분말재료학회지
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• 제25권3호
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• pp.213-219
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• 2018

We report a method for preparing rare earth oxides ($Re_xO_y$) from the recycling process for spent Ni-metal hydride (Ni-MH) batteries. This process first involves a leaching of spent Ni-MH powders with sulfuric acid at $90^{\circ}C$, resulting in rare earth precipitates (i.e., $NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O$, RE = La, Ce, Nd), which are converted into rare earth oxides via two different approaches: i) simple heat treatment in air, and ii) metathesis reaction with NaOH at $70^{\circ}C$. Not only the morphological features but also the crystallographic structures of all products are systematically investigated using field-emission scanning electron microscopy (FESEM) and X-ray diffraction (XRD); their thermal behaviors are also analyzed. In particular, XRD results show that some of the rare earth precipitates are converted into oxide form (such as $La_2O_3$, $Ce_2O_3$, and $Nd_2O_3$) with heat treatment at $1200^{\circ}C$; however, secondary peaks are also observed. On the other hand, rare earth oxides, RExOy can be successfully obtained after metathesis of rare earth precipitates, followed by heat treatment at $1000^{\circ}C$ in air, along with a change of crystallographic structures, i.e., $NaRE(SO_4)_2{\cdot}H_2O{\rightarrow}RE(OH)_3{\rightarrow}RE_xO_y$.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권3호
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• pp.315-320
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• 2020

목재 부산물 등을 활용하여 제조되는 목재펠릿(pellet)은 가공되는 방식과 추가되는 부산물의 종류, 목재펠릿난로의 종류에 따라 완전연소가 아닌 불완전연소가 일어나는 경우가 있다. 이에 본 연구에서는 불완전연소로 인한 환경오염과 에너지 낭비를 줄이기 위해 목재펠릿난로 연소 작용의 핵심부인 연소기를 개발하였다. 현재 시중에서 유통되고 있는 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하고 있는 연소기의 한계점을 넘기 위해 다층구조(Multi Layer)방식이라 명명하는 새로운 구조의 연소기 방식을 창안하고, CAD (Computer Aided Design) program으로 설계 후 3D 프린터를 활용하여 실현 가능성을 검증하였다. 검증된 데이터를 바탕으로 다층구조(Mulit Layer)방식의 목재펠릿난로의 연소 작용을 담당하는 연소기의 시제품(Prototype)을 설계, 제작하여 실험을 진행하였다. 실험의 신뢰도를 위해 동일한 날짜, 장소, 연료를 사용하여 현재 시중에서 유통되어 판매되고 있는 목재펠릿난로의 연소기와 본 연구에서 개발한 목재펠릿난로의 연소기를 비교실험하였다. 실험의 결과로 환경적인 측면에서 일산화탄소(Carbon Monoxide) 배출량의 감소를 확인하였고, 에너지 효율면에서 상대적으로 높은 열효율 결과를 도출하여 긍정적인 결과를 나타냈다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2003년도 추계정기총회 및 국제심포지엄
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• pp.134-138
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• 2003

이 논문의 목적은 산업부산물인 플라이애쉬의 재활용을 높이기 위해 플라이애쉬를 대량으로 사용한 플라이애쉬 경화체를 제작 하였다. 단위시멘트량의 90%를 플라이애쉬로 대체하여 제작한 이 경화체의 압축강도, 탄성계수 등 기초적인 물성을 파악하여 구조용 건설재료로 실용화하기 위한 기초적 자료를 제시하고자 한다. 물-시멘트비를 변수로 하여 플라이애쉬 경화체의 휨강도를 측정한 결과 물-결합재비, 잔골재율이 증가할수록 파괴에너지가 감소하였다. 이러한 이유는 파괴에너지가 강도의 영향을 크게 받기 때문으로 판단된다. 이번 실험으로 플라이애쉬 경화체의 기초물성은 기존 콘크리트에 많이 접근했음을 알 수 있었다. 하지만 구조용 건설자재로 도입되기 위해서는 건조수축, 크리프, 동결융해 등의 내구성 실험도 계속 수행되어야 할 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.503-512
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• 2012

There is a new power generation system such as direct coal fuel cell (DCFC) with a solid oxide electrolyte operated at relatively high temperature. In the system, it is of great importance to feed coal continuously into anodic electrode surface for its better contact, otherwise it would reduce electrochemical conversion of coal. For that purpose, it is required to improve the electrochemical conversion efficiency by using either rigorous mixing condition such as fluidized bed condition or just by recirculating coal particle itself successively into the reaction zone of the system. In this preliminary study, we followed the second approach to investigate how significantly particle recycle would affect the coal conversion efficiency. As a first phase, coal conversion was analyzed and evaluated from the thermochemical reaction of carbon with air under particle recirculating condition. The coal conversion efficiency was obtained from raw data measured by two different techniques. Effects of temperature and fuel properties on the coal conversion are specifically examined from the thermochemical reaction.

• 한국염색가공학회지
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• 제35권1호
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• pp.20-28
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• 2023

In this study, TPU resin for coating was prepared by varying the mixing ratio of antistatic TPU and recycled TPU to manufacture permanent antistatic materials. The coated yarn was prepared by coating on the nylon yarn, and then the thermal, rheological, mechanical properties and antistatic properties were analyzed. In addition, antistatic properties and durability were confirmed after manufacturing UD fabrics using coated yarns. The mixing ratio of antistatic TPU and recycled TPU was most appropriate at 4:6, and the antistatic property had a surface resistance of 2.20 × 10⁹ Ω and a static charge of 398 V. In the coating process, the coating speed was most appropriate at 0.21 m/s, and the surface resistance of the UD fabric manufactured with the coated yarn manufactured under this condition was 6.80 × 10⁹ Ω and the static charge was 484 V. The UD fabric had a surface resistance of 7.21 × 10⁹ Ω and a static charge of 517 V after washing 10 times, and it was confirmed that the permanent antistatic property was excellent.

• Elastomers and Composites
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• 제58권1호
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• pp.32-43
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• 2023

The worldwide use of polyurethane foam products generates large amounts of waste, which in turn has detrimental effects on the surroundings. Hence, finding an economical and environmentally friendly way to dispose of or recycle foam waste is an utmost priority for researchers to overcome this problem. In that sense, the glycolysis of waste flexible polyurethane foam (WFPF) from automotive seat cushions using different industrial-grade glycols and potassium hydroxide as a catalyst to produce recovered polyol was investigated. The effect of different molecular weight polyols, catalyst concentration, and material ratio (PU foam: Glycols) on the reaction conversion and viscosity of the recovered polyols was determined. The obtained recovered polyols are obtained as single or split-phase reaction products. Besides, the foaming characteristics and physical properties such as cell morphology, thermal stability, and compressive stress-strain nature of the regenerated flexible foams based on the recovered polyols were discussed. It was observed that the regenerated flexible foams displayed good seating comfort properties as a function of hardness, sag factor, and hysteresis loss compared to the reference virgin foam. With the growing demand for a sustainable and circular economy, a global valorization of glycolysis products from polyurethane scraps can be realized by transforming them into profitable substances.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제30권3호
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• pp.35-39
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• 2023

ESG는 많은 기업에게 기업 가치를 향상시키고, 지속 경영이 가능하게 하는 큰 지침이 되고 있다. 그 중에서도 환경(Environment)은 기술적 관점의 접근이 필요하다. 환경 오염을 줄이거나 방지하고, 에너지를 절감하는 것은 기술적인 해법이 필요하기 때문이다. 반도체 패키지 기술은 반도체 패키지의 본연의 역할인 칩의 보호, 전기/기계적 연결, 열 방출 등을 잘 하기 위해 개발 및 발전해 왔는데, 이에 따라 열 방출 효과 향상, 전기적/기계적 특성 향상, 칩을 보호하는 신뢰성 향상, 적층 및 소형화, 그러면서 비용절감을 위한 기술들이 개발되고 발전해 왔다. 그 중에서도 열 방출 기술은 열효율을 높이고, 냉각을 위한 에너지 소모를 작게 하며, 전기적 특성 향상 기술도 저전력 사용과 에너지 소모를 줄이는 효과를 만들어서 환경에도 영향을 주었다. 또한 재사용이나 재료 소모를 줄이는 기술은 환경 오염을 줄이게 되며, 특히 환경에 유해한 물질들에 대해 대체하는 기술들은 환경 개선에 기여하게 된다. 본 논문에서는 이러한 환경 오염 방지 및 개선을 위한 반도체 패키지 기술들의 트렌드를 정리하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제18권5호
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• pp.687-693
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• 2006

8mm 이하의 석분으로부터 잔골재를 생산하기 위한 공정에서 부산되는 공정부산물인 석분슬러지는 평균 입자 크기 $7{\mu}m$, 함수율 $20{\sim}60%,\;SiO_2$ 함량 60% 이상의 케익상 슬러지이다. 석분슬러지는 수분을 많이 함유하고 있어 취급, 운반을 어렵게 할 뿐만 아니라 건조공정에 투입해야 하는 높은 에너지 비용 때문에 재활용할 때의 경제성이 낮기 때문에 그동안 실용화되지 못하고 있는 산업부산물이다. 본 연구는 건조하지 않고 석분슬러지가 배출되는 상태 그대로 재활용하기 위한 것으로, 적용 대상은 기포 콘크리트이며, 무기 분말 및 기포를 혼합한 슬러리를 제조한 후 CaO와 $SiO_2$의 수열반응을 유도하여 토버모라이트(tobermorite) 수화물을 형성시켜 경화시키는 방법을 사용하였다. 일반적인 기포 콘크리트는 CaO원으로 시멘트, $SiO_2$원으로 실리카 함량 90%의 고순도 규사를 사용하고 있으나 본 연구에서는 고순도 규사의 대체재료로 석분슬러지를 사용하였다. 기포 첨가율과, 석분슬러지 대체율을 실험 요인으로 하여 제조한 기포 콘크리트의 밀도 및 강도 특성을 검토 한 결과 석분슬러지를 사용한 경우에도 기포첨가율의 감소에 따라 기포 콘크리트의 밀도 및 강도가 증대하는 일반적인 경향은 동일하게 나타났으나, 석분슬러지를 사용한 경우는 규사를 사용한 것에 비하여 동일한 조건에서 높은 강도 및 밀도를 발현하며, 그 경향은 석분슬러지의 대체율의 증가에 따라 뚜렷한 것으로 나타났다. 또한 XRD 분석결과 석분슬러지는 수열반응을 통하여 tobermorite를 아주 잘 형성하고 있는 것을 확인할 수 있었다. 석분슬러지의 $SiO_2$ 함량이 낮음에도 불구하고 이와 같은 현상을 보이는 것은 그 입도가 매우 작기 때문에 시멘트계 재료와의 수열반응이 좀 더 원활하게 이루어지기 때문에 나타난 것으로 사료되며, 본 연구 결과 실험 실적으로는 기포 콘크리트의 원료로 규사를 석분슬러지로 대체하여 사용하는 것이 가능할 것으로 나타났다.

• 접착 및 계면
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• 제21권3호
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• pp.81-85
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• 2020

Shaving dust는 천연 피혁 제조 공정 중 두께 조절을 위해 발생하는 피혁 폐기물인 콜라겐 섬유로 크롬을 함유하고 있어 매립 시 환경오염 문제를 야기시킨다. 현재 유럽을 중심으로 다양한 국가에서 피혁 폐기물인 Shaving dust를 활용한 다양한 연구가 진행되고 있으며, 그 중 재생피혁(Bonded leather)은 천연 피혁 대체가능한 소재로 주목받고 있다. 재생 피혁은 바인더로 라텍스를 사용하여 다른 합성 피혁에 비해 내부 조직이 치밀하여 중량감이 높고 통기성이 저하되는 단점이 있어 열팽창성 Microsphere를 도입하여 내부 조직을 완화시켜 통기성 및 경량성 등 기능성을 개선하고자 하였다. 본 연구에서는 Shaving dust를 활용한 경량 재생피혁 제조에 관한 연구로, 열팽창성 Microsphere를 적용한 후 콜라겐 섬유의 내열성을 감안하여 100~120℃에서 발포시켜 그 경향성을 분석한 결과 120℃에서 8분간 처리하였을 때 가장 우수한 발포율을 나타내었고, 재생 피혁 단면의 SEM 분석을 통해 발포에 따른 내부 조직의 변화를 관찰하였다.

• 공업화학
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• 제7권6호
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• pp.1164-1173
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• 1996

현재 국내에서 가동중인 원자력발전소 공급용 핵연료 분말제조 공정에서 발생되는 폐액의 물성과 처리방법에 대한 연구가 수행되었다. 중수로형과 경수로형 발생 폐액에 함유된 우라늄을 회수/처리하기 위하여, 공히 폐액 속의 탄산이온의 제거가 필수적이다. 중수로형은 ADU 형태로 경수로형의 경우 $UO_4$ 화합물 형태로 처리하는 것이, 최종 폐액의 우라늄 농도를 최소화할 수 있었다. 처리후 폐액의 우라늄 농도는 중수로형 폐액의 경우, 폐액을 가열하여 ADU를 제조한 후 여액에 lime을 처리하는 방법으로 1ppm까지, 경수로형 폐액의 경우 $UO_4{\cdot}2NH_4F$형태로 우라늄을 침전시킬 경우 0.8ppm까지 여액중의 우라늄 농도를 낮출 수 있었다. 최적 처리조건은 중수로형 폐액의 경우 $101^{\circ}C$까지 단순 가열방법이, 경수로형 폐액의 경우 가열한 후 $60^{\circ}C$에서 암모니아로 pH를 9.5로 조절한 후 과산화수소 용액을 첨가하여 1시간 반응시키는 경우로 나타났다. 폐액으로부터 회수된 우라늄 화합물은, 중수로형 폐액인 경우 pH가 낮을수록 회수된 ADU 입자의 크기가 증가하였으며, 경수로형 폐액인 경우 회수된 uranium peroxide 화합물을 공기분위기에서 열분해시킨 결과 기존의 AUC 분말이 열분해되어 나타내는 특성과 동일한 특성을 보임에 따라 핵연료분말 제조공정으로 recycle이 가능한 것으로 판단되었다.