• 한국세라믹학회지
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• 제39권6호
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• pp.558-565
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• 2002

국내화력발전소의 비산재를 재활용하고자 결정화유리를 제조하여 그 물리적 특성을 평가하였다. 용융석탄재의 융점을 낮게 하기 위하여 CaO와 유리의 결정화를 유도하기 위하여 TiO$_2$를 첨가하였다. 저융점의 유리를 제조 후, 일단계 열처리 (950~105$0^{\circ}C$에서 30~240분)에 의하여 결정화유리를 제조하였다. 그 결과로, 제조된 결정화유리는 새로운 미세한 결정상(a=7.4480, b=10.2381, c=4.3940 A, $\alpha$=94.9, $\beta$=98.6, ${\gamma}$=108.5$^{\circ}$)을 갖고, 높은 경도(7.1~7.6 GPa)와 고 내마모성을 나타냈다. 이처럼 화력발전소의 비산재와 CaO의 공급원인 조개껍질로 제조된 결정화유리는 자원 재활용, 건축자재로 사용될 수 있는 새로운 응용성을 보여주었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권1호
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• pp.57-65
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• 2005

본 연구는 사용 후 핵연료의 금속전환 공정에서 발생되는 폐용융염을 고형화하는 방법으로 GRSS(Gel-Route Slabilization/Solidifcation)개념을 이용한 전처 리법을 제안하였다. Sodium silicate와 H3p04로 구성된 물질계에서는 SiO$_2$에 의해 형성되는 반응모듈 내에서 휘발성 핵종은 열적으로 안정한 화합물로 전환된다. 얻어진 생성물은 붕규산 유리매질과의 반응을 통하여 Li는 Li$_{3}$PO$\_4$ 형태로 유지되며 Cs 및 Sr은 유리매질내에 포용될 수 있다. 또한 sodium silicate, H$_{3}$PO$_4$ 및 ZrCl$_4$로 이루어진 물질계를 이용하여 내구성이 우수한 WZP 세라믹 고화매질을 합성하였다. $700^{circ}C$이상에서 NZP구조가 형성되며, Cs가 Li보다 우선하여 NZP구조를 형성하였다. 이상의 결과로부터, GRSS를 이용한 폐용융염의 전처리는 단순한 공정과 열적 안정성을 통하여 검증된 고화매질로 고형화가 가능토록하는 유효한 접근법이라 할 수 있으며, 수화학적 안정성의 검증을 통하여 ANL의 제올라이트를 이용한 고화법에 대한 대안이 될 것으로 기대된다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권5호
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• pp.421-428
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• 2016

본 연구에서는 전기전도도 시험방법을 이용하여 다양한 산업부산물재료의 포졸란 반응성을 평가할 수 있는 대안을 제안하고자 하였다. 실험에 사용된 재료는 일반적으로 포졸란 재료로 활용되고 있는 산업부산물 플라이애시(class F, C) 2종, 실리카퓸(densified, undensified) 2종, 메타카올린과 포졸란 반응성이 정량적으로 증명되지 않은 산업부산물인 벤토나이트, 그라스울, 세라믹을 활용하여 포졸란 반응성을 측정 하였다. 각 재료가 $40^{\circ}C$ 포화수산화칼슘 수용액에 침지된 이후의 전기전도도의 변화를 관찰하였으며, $450{\sim}500^{\circ}C$에서 관찰된 수산화칼슘의 분해량을 통해 포졸란 반응성을 교차 검증하였다. 28일 압축강도 또한 포졸란 반응에 의한 역학적 성능의 개선여부를 검증하기 위해 활용되었다. 실험결과에 따르면, 전기전도도 최대값과 4시간후의 전기전도도의 차이를 활용하여 포졸란 반응성을 평가하는 것이 적절하다고 나타났다. 이러한 방법을 활용할 경우 수산화칼슘 함유량에 근거한 포졸란 반응성 평가와 매우 유사한 결과를 얻을 수 있었으며, 28일 압축강도 측정을 통해 얻은 결과와도 큰 차이를 보이지 않아, 전기전도도 시험법이 포졸란 반응성이 증명되지 않은 재료의 포졸란 반응성평가에도 충분히 활용될 수 있는 것으로 나타났다.

• Computers and Concrete
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• 제19권4호
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• pp.419-427
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• 2017

With the rising global environmental awareness on energy saving and carbon reduction, as well as the environmental transition and natural disasters resulted from the greenhouse effect, waste resources should be efficiently used to save environmental space and achieve environmental protection principle of "sustainable development and recycling". This study used recycled cement mortar and adopted the volumetric method for experimental design, which replaced cement (0%, 10%, 20%, 30%) with recycled materials (fly ash, slag, glass powder) to test compressive strength and ultrasonic pulse velocity (UPV). The hyperbolic function for nonlinear multivariate regression analysis was used to build prediction models, in order to study the effect of different recycled material addition levels (the function of $R_m$(F, S, G) was used and be a representative of the content of recycled materials, such as fly ash, slag and glass) on the compressive strength and UPV of cement mortar. The calculated results are in accordance with laboratory-measured data, which are the mortar compressive strength and UPV of various mix proportions. From the comparison between the prediction analysis values and test results, the coefficient of determination $R^2$ and MAPE (mean absolute percentage error) value of compressive strength are 0.970-0.988 and 5.57-8.84%, respectively. Furthermore, the $R^2$ and MAPE values for UPV are 0.960-0.987 and 1.52-1.74%, respectively. All of the $R^2$ and MAPE values are closely to 1.0 and less than 10%, respectively. Thus, the prediction models established in this study have excellent predictive ability of compressive strength and UPV for recycled materials applied in cement mortar.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.5-12
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• 2018

본 연구에서는 연소재와 식품폐기물의 산업부산물을 이용하여 비점오염 수처리 여과재로 활용 가능한 여과재를 개발하였다. 첨가제 주입에 따른 공극 형성은 강도가 유지되는 전제하에 알루미늄 파우더 3%, $Ca(OH)_2$ 2%일 경우 기포형성이 가장 많이 발생하는 것으로 나타났다. 결합재의 적정 혼합비로서 (연소재+식품 폐기물+점토):(물유리+콜로이드성 실리카)는 7:3 이상에서 가장 효과적인 것으로 나타났으며, 온도에 따른 강도반응은 $1,000^{\circ}C$일 경우가 효과적이다. 최적의 혼합비율은 연소재 30%, 점토 30%, 식품 폐기물 10%에서 가장 높은 강도를 보여 비점오염 수처리로 활용도가 가장 높을 것이라 판단된다. 최적 배합조건에서 제조된 여과재는 $SiO_2$ 65.8%, 밀도 $1.4g/cm^3$, 공극률 25.6%, pH 9.8로 분석되었으며, 유해물질은 검출되지 않았다. 수처리에 대한 여과능을 알아본 결과 여과된 SS의 평균농도는 $14.06mg/{\ell}$로서 SS의 제거효율은 90.63%로 나타났으며, 역세척 회복률도 97.1%로 나타났다. 이는 폐자원의 활용뿐만 아니라 경제성 및 효율성을 고려한 수처리 여과재 제조가 가능함에 따라 폐자원의 높은 부가가치화가 가능하다.

• 한국환경보건학회지
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• 제29권1호
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• pp.51-61
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• 2003

Pollution purification using titanium dioxide (TiO$_2$) photocatalyst has attracted a great deal of attention with increasing number of relent environmental problems. Currently, the application of TiO$_2$ photocatalyst has been focused on purification and treatment of waste water. However. the use of conventional TiO$_2$ powder photocatalyst results in disadvantage of stirring during the reaction and of separation after the reaction. And the usage of artificial UV lamp has made the cost of photocatalyst treatment system high. Consequently, we herein studied the pilot-scale design to aid in optimization of the energy-saving process for more through development and reactor design by solar light/UV lamp/ TiO$_2$system. In this study, we manufactured the TiO$_2$sol by sol-gel method. According to analysis by XRD, SEM and TEM, characterization of TiO$_2$ sol were nano-size (5-6 nm) and anatase type. Inorganic binder (SiO$_2$) was added to TiO$_2$ lot to be coated for support strongly, and support of ceramic bead was used to lower separation rate that of glass bead The influences were studied of various experimental parameters such as TiO$_2$ quantity, pH, flow rate. additives, pollutants concentration, climate condition and reflection plate by means of reaction time of the main chararteristics of the obtained materials. In water treatment system, variable realtor as solar light/ or UV lamp according to climate condition such as sunny and cloudy days treated the phenol and E-coli(Escherichia coli) effectively.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.42-45
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• 2008

FRP 선박에서 발생하는 폐FRP를 처리하는 방법으로 분쇄하지 않고 판상으로 박리(剝離)하는 것을 제시한 바 있다. 폐 FRP에서 분리한 층상의 로빙층으로부터 얻은 F섬유는 FRP제조시 사용하였던 수지를 포함하여 원 유리섬유에 비해 그 인장강도가 우수하다(90% 이상). F섬유의 SEM 이미지로 많은 수지의 존재를 확인하였다. F섬유의 활용성을 건축자재에서의 대체물로 가정하고 염기성 용액(NaOH+KOH)에서의 강도를 측정하였다. 이 때 일어날 수 있는 반응 메카니즘은 유리섬유의 Si-O-Si결합 조직을 수산기 이온($OH^-$)이 공격하는 것으로 보았다. 측정된 인장강도 변화에 대해 $r^2$=96%로 맞추어 얻은 시뮬레이션 그래프로 반응 메카니즘을 추정할 수 있었다. 반응 초기에는 속도적인 반응에 의해 급격한 강도저하를 보이나 30일 이후에는 수산기 이온의 확산에 의존하는 패턴으로 강도가 저하되었다. 이는 앞서 보고된 AR유리에 대한 강도저하와 유사한 결과이며, 그래프를 외연하여 F섬유의 수명을 예측할 수 있다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.