Ion-exchange membranes which consist of polymer backbones attached with fixed charge groups have been widely used in various electrochemical water treatment and energy processes. A pore-filled ion-exchange membranes (PFIEMs), composed of an inert and tough porous substrate and an ionomer that fills the pores, is considered as a promising candidate for various commercial applications because they can be manufactured via a cheap process and also provide both high ion conductivity and excellent mechanical properties. We will introduce the recent results on the development of high performance PFIEMs for various electrochemical applications such as direct fuel alkaline fuel cells, reverse electrodialysis, and capacitive deionization etc. (Acknowledgements: NRF-2015H1C1A1034436 and MOTIE-10047796)

본 연구에서는 다공성 폴리에틸렌 지지체를 기반으로 세 가지 가교제를 혼합 도입한 세공충진 이온교환막을 제조 하고 역 전기투석에서 멤브레인의 특성이 발전성능에 미치는 영향을 고찰하였다. 실험 결과, 분자 크기가 다른 가교제를 혼합 함으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적이 효과적으로 조절됨을 확인하였으며 상관 분석을 통해 멤브레인의 전기화학적 특성 및 이를 적용한 역 전기투석의 발전성능에 복합적인 영향을 미침을 알 수 있었다. 특히 세공충진 양이온 교환막은 최적 가교조건에서 상용막 대비 동등 이상의 발전 성능을 나타내었으며 음이온 교환막 또한 상용막에 근접하는 우수한 성능을 나 타내었다.

본 연구에서는 얇은 폴리에틸렌 계 다공성 필름(두께 = 25 μm)에 이오노머를 충진시킨 세공충진 이온교환막을 개발하였으며 이를 적용한 전 바나듐 레독스 흐름전지의 충방전 특성을 고찰하였다. 특히 분자 크기가 다른 가교제를 혼합함 으로써 이온교환막의 가교도 및 자유체적을 적절히 제어하여 저저항 및 저 바나듐 투과도를 나타내는 이온교환막을 제조하 고자 하였다. 실험 결과, 제조된 세공충진 이온교환막은 상용막 대비하여 동등 수준의 우수한 전기화학적 특성을 나타내었다. 또한 바나듐 이온 투과도 및 전 바나듐 레독스 흐름전지 성능 평가 실험을 통해 얇은 막 두께에도 불구하고 상용막 대비하여 낮은 바나듐 이온 투과도와 높은 충방전 효율을 나타냄을 확인하였다.

The acidity of soy curd fermented by lactic acid bacteria is a major factor degrading the sensory properties of soy curd. For preparation of soy curd with low sour taste, lactic acid bacteria were separated from kimchi. The lactic acid bacteria which showed yellow-clear zone around the colonies on BCP plate and formed soy curd with low level of acidity were selected. The selected strain was analyzed by 16S rDNA sequence and named as Pediococcus inopinatus Y2. The maximum viable cell number of the soy curd fermented by P. inopinatus Y2 was obtained at 10.73 log CFU/mL at 25°C for 24 h of fermentation. By the results of panel test, the overall sensory quality of the soy curd produced by P. inopinatus Y2 was higher than that of Leuconostoc mesenteroides No. 4395 and Lactobacillus sakei strain No. 383.

본 연구는 팽이버섯 수확 후 배지를 첨가하여 호밀 사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지를 에너 지원으로서 사용하기 위하여 in vitro 반추위 발효실험이 수행되었다. 공시 사일리지는 출수기의 호밀 에 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율(0%, 20%, 40%, 60%)에 따라 제조하여 6주일간 발효시켰다. In vitro 배양액 제조를 위한 반추위액은 농후사료와 볏짚을 40:60의 비율로 급여한 반추위 cannula가 시 술된 Holstein 수소 2두로 부터 채취하였다. In vitro 실험은 발효시간대를 3, 6, 9, 12, 24 및 48시간 으로 설정하고, 각 처리구별로 3반복으로 발효특성과 건물소화율을 측정하였다. In vitro 배양액의 pH 는 발효시간이 길어짐에 따라 낮아지는 경향이었으며, 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 60% 첨가 구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으로 낮았다. 미생물 성장율은 배양시간이 경과함에 따라 증가 하는 경향이었으며, 발효 48시간 경과 시에는 버섯수확 후 배지 20% 첨가구가 타 처리구에 비해 유의 적으로(p<0.05) 높았다. Gas발생량은 48시간 발효 시에 대조구가 타 처리구에 비해 유의적(p<0.05)으 로 높았다. 건물소화율은 버섯수확 후 배지의 첨가비율이 높을수록 높았는데, 발효 24시간 및 48시간에 는 R-60구가 처리구 중에서 가장 높았으며(p<0.05), 대조구에서는 전 발효기간 동안 건물소화율이 현 저히 낮은(p<0.05) 상태에 있었다. In vitro 반추위내 발효실험의 결과와 버섯수확 후 배지의 활용성을 고려할 때, 호밀사일리지 제조 시 팽이버섯 수확 후 배지 첨가비율을 원물기준으로 60%수준이 가장 긍 정적인 것으로 나타났다. 향후 대사시험이나 사양시험을 통하여 가축사료로써의 최적 대체 비율을 규명 해야 할 것으로 사료되는 바다.

목 적 : Synthetic MR을 기반으로 한 MAGiC은 수학적 연산 기법을 이용하여 각 픽셀의 T1, T2 relaxation map을 얻는 검사기법이다. 이를 이용해 한 번에 획득한 data로 다양한 대조도의 영상을 나타낼 수 있다. 하지만 아직까지 MAGiC의 이완 시간(relaxation time) 측정에 있어서 정확한 기준이 확립되어 있지 않다. 이에 본 연구에서는 자체 제작한 조영제 팬텀을 이 용해 MAGiC과 conventional spin echo(CSE) sequence로 T1, T2 이완시간과 이완율을 측정하고, 이를 기준으로 MAGiC 과 CSE를 비교 평가하였다. 대상 및 방법 : Gadolinium-based contrast agent(GBCA)팬텀을 제작하였으며 MAGiC과 CSE sequence를 사용하였다. T1 이완시간의 측정은 총 15개의 TR(20~10000msec)을 설정하였으며, TR을 제외한 다른 변수는 고정하였다. T2 이완시간 측정은 총 13개의 TE(10~560msec)를 설정하였으며, 마찬가지로 TE를 제외한 다른 변수는 모두 고정하였다. MAGiC과 CSE의 T1,T2 이완 시간을 측정하였으며 이완율의 오차율(error rate)을 통해 각 농도의 구간별 차이를 비교하였다. 결 과 : CSE와 MAGiC의 T1과 T2 이완시간 측정 결과 CSE T1이 MAGiC T1보다 평균 114.92 더 높게 측정되었으며 CSE T2 역시 MAGiC T2보다 평균 244.66 더 높게 측정되었다. 하지만 통계 분석 결과 T1 이완시간의 차이는 p>0.05로 통계적 유의함이 없었다. 반면 T2 이완시간의 차이는 p<0.05로 유의한 차이를 보였다. 각 몰농도별 relaxivity를 측정한 결 과 CSE의 r1은 평균 3.49±0.28, MAGiC의 r1은 평균 3.27±1.09로 측정되었으며, 몰농도 2mM과 4mM 구간에서 CSE의 r1이 각각 3.15, 3.47을 보여 MAGiC의 r1값인 1.48, 0.74와는 매우 큰 차이가 있었다. CSE의 r2는 3.97±0.63, MAGiC의 r2는 8.42±3.16으로 측정되었으며, 특히 몰농도가 낮은 0.025, 0.05, 0.1mM에서 CSE의 r2는 각각 2.38, 3.60, 3.55인 반 면 MAGiC의 r2는 각각 10.33, 14.26, 15.02로 약 5배의 차이가 나타났다. 결 론 : MAGiC은 CSE와 비교하여 T1이완시간의 측정은 CSE를 대변할 만큼 구현되었지만 T2 이완시간의 측정은 CSE에 비해 잘 표현하지 못함을 알 수 있었다. 따라서 향후 MAGiC은 T2 이완시간을 통한 영상의 표현에 있어서 CSE와의 차이를 보완 할 수 있는 많은 연구가 진행되어야 할 것으로 사료된다

Proton-exchange membrane (PEM) water electrolysis is a promising technology for hydrogen production. Meanwhile, recently, hydrogen water production has attracted great attention owing to the increasing demand in healthcare market. Therefore, hydrogen water production via PEM water electrolysis has also gained much interest. The PEM is the key component dominating the hydrogen production efficiency in the system. Although a Nafion meets the criteria for a number of key physical properties required for the operation in PEM water electrolysis, it is too expensive for commercial applications. In this work, therefore, we have developed the membrane electrode assembly (MEA) prepared with cost-effective pore-filled PEMs via a nonequilibrium impregnation-reduction (I-R) method.

Ionomer membranes which consist of polymer backbones attached with fixed charge groups have been traditionally used in various water treatment processes. Recently, they have also gained increased industrial importance in the applications to electrochemical energy processes such as reverse electrodialysis, fuel cells, redox flow batteries etc. A pore-filled ionomer membrane (PFIM), composed of an inert and tough porous substrate and an ionomer that fills the pores, is considered as a promising candidate for various commercial applications because they can be manufactured via a cheap process and also provide both high ion conductivity and excellent mechanical properties. We will introduce the results on the development of high performance PFIMs for various electrochemical applications.

본 연구에서는 수계 내 포함된 양이온들 중 특히 중금속 이온을 효율적으로 분리할 수 있는 양이온 교환막을 개 발하였다. 기저 고분자로는 sulfonated polyetheretherketone (SPEEK)를 사용하였으며 이에 중금속 이온에 결합력이 강한 킬 레이팅 수지를 파우더링하여 첨가하였다. 또한 양이온 교환막의 성능을 최적화시키기 위해 킬레이팅 수지의 함량 및 SPEEK 의 이온교환용량을 제어하였다. 결과적으로 제조된 양이온 교환막을 막 축전식 탈염 공정(membrane capacitive deionization, MCDI)에 적용한 결과 중금속 이온 제거 효율이 20% 이상 향상됨을 확인할 수 있었다.

위암의 전이는 주로 혈행성 전파, 림프절을 통한 전이, 주위 장기를 통한 직접 침윤과 복강내 파종을 통해 이루어지며 장 기로는 주로 간, 폐, 뼈로 전이가 된다고 알려져 있다. 위암의 담낭 전이는 흔하지 않고 예후가 좋지 않으며 담낭염으로 발현한 경우 더 예후가 나쁘다고 알려져 있다. 본 저자들은 위암 의 담낭으로의 전이와 담낭염이 동반된 증례를 경험하여 보고 하는 바이다.

본 논문에서는 전기화학발광 소재로 널리 이용되는 Ruthenium 착화합물을 함유한 전기화학발광 소자의 활 성층 제작시, 인쇄성 및 공정성을 향상시키기 위해 Poly(methyl methacrylate) (PMMA)를 첨가하였을 때, PMMA의 함유량이 전기화학발광소자의 발광층 내 이온들의 이동 현상에 미치는 영향에 대하여 살펴보았다. 이를 위해, Ruthenium 착화합물과 이온성 액체가 9:1 비율로 섞인 용질이 Acetonitrile에 20 mg/ml 농도로 녹여진 용액과 Dichloromethane에 PMMA가 25 mg/ml의 농도로 용해된 용액을 세 가지 (10:0.14, 10:1 그리고, 10:3) 중량비로 섞어 서 준비한 용액으로부터 발광층을 형성하여 전기화학발광소자를 제작하고, 소자의 전기적 특성을 평가하였다. 그 결 과, 발광층 내의 PMMA 함유량이 증가할수록 Ruthenium 착화합물 기반 전기화학발광소자의 구동 전압은 점차 증가 하였고, PMMA의 양이 줄어들면 순방향 전압하의 전류와 역방향 전압하의 전류 차에 따라 나타나는 이력곡선 (hysteresis)이 점차 사라지는 것을 확인할 수 있었다.

In this study, a hot water pipe and a blowing fan were combined for developing zone heating technology for cherry tomato. The concept of this system was that hot air was firstly made by hot water pipe in one layer plastic duct and then a blowing fan made the hot air formed in a duct discharge through a duct hole to a shoot apex or a flower cluster which was temperature-sensitive part of cherry tomato. This system mainly consisted of hot water boiler, thermal tank, heat radiation plastic duct with the function of moving up and down electrically depending on the height of shoot apex. Developed system was applied to the cherry tomato greenhouse located in Jangam Chungcheongnamdo from Dec. 28, 2015 to Feb. 16, 2016 and compared with conventional entire space heating system of cherry tomato greenhouse and looked into cumulative yield for the estimate of growing state and energy saving rate from the conventional consumed energy. The result showed that cumulative yield was 3% higher and consumed energy was 32% lower than those of control greenhouse. The average temperature of shoot apex zone was 0.4~1.1℃ higher and the average relative humidity of shoot apex zone was 2,2~2.3% lower than those of entire space during night time in a shoot apex zone heating greenhouse and the average temperature of shoot apex zone was 0.7~1.4℃ lower and the relative humidity of shoot apex zone was 2.9~8.3% higher than those of entire space during night time in a entire space heating greenhouse.

연구에서는 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 전해질막의 성능향상을 위하여 sulfonated graphene oxide (sGO)와 Nafion을 이용하여 복합막을 개발하였다. sGO/Nafion 복합막 안의 sGO의 균일한 분산을 위해 각기 다른 용매를 사 용한 sGO 분산액과 Nafion 현탁액을 혼합하여 복합막들을 제조하였다. 제조된 복합막들의 물성 및 전기화학적 특성을 평가 하기 위해 SEM, FT-IR, 이온 전도도, 이온 교환 용량, 함수율, 열안정성 등을 수행하였다. 연구 결과 ODB와 DMAc 혼합 용 매로 sGO를 분산하여 고분자 용액 내에서의 분산도를 향상시켰으며, 이 결과 11 wt%의 낮은 함수율에도 불구하고, 0.06 S cm-1의 기존 연구와 유사한 이온 전도도를 나타내었다.

Magnesium alloy is becoming known for the lightest material in the metallic materials. Recently the automotive industry has a variety application to the light weight parts replacement. This study focuses on the mechanical property improving through a tiny amount’s CNT addition into the magnesium alloy as AM60. The CNT material is an arduous combination of the metallic materials. Therefore this study is concentrating on the contact force growth for the CNT material. Consequently, the made CNT is produced by the CVD process using the magnesium catalyst. The CNT material has dispersive with mechanical process into the molten AM60 alloy. The mechanical experiment result that hardness is 18% increasing and tensile strength is 13% increasing, better than the raw AM60 alloy on this investigation.

본 연구는 폭 7m, 길이 25m, 동고 3.2m의 토마토를 재배하는 온실에 공기순환팬을 설치하고 순환팬이 온실 내 온도 및 습도 분포에 미치는 영향을 조사하였다. 기존의 순환팬 설치 기준(ASAE, 1997)을 참고하여 시험 온실에 순환팬 10대를 2열 및 다른 방향으로 설치하여 18시부터 다음날 8시까지 온실 내 온습도를 측정하였다. 온실 내 온습도는 온실을 9개의 격자망으로 나눈 후 온실 중앙부에서는 0.7m, 1.7m 및 2.7m 높이, 온실 좌우 측에는 0.7m, 1.7m 높이에 센서를 설치하였다. 공기순환 팬을 사용하지 않았을 때 온실 상하부의 온도 및 습도의 평균값은 14.7oC, 74.8%와 13.0oC, 85.6%로 온습도 차는 평균적으로 1.7oC, 10.8% 발생하였다. 공기순환팬 10대를 2열 및 다른 방향으로 설치하여 운용했을 때 온실 상하부의 온습도는 14.6oC, 75.9%와 14.5oC, 79.1% 로 온습도 차는 각각 0.1oC, 3.2%였으며 순환팬을 사용 하지 않았을 때와 비교하여 온실 상하부의 온도 및 습도 차가 감소하였다. 순환팬을 6대 및 5대로 줄여서 운용했을 때 온실 상하부의 온습도 차는 각각 0.3oC, 3.4%와 0.3oC, 4.0%로 나타나 순환팬 10대를 사용했을 때와 비슷한 효과를 보였다. 순환팬 10대를 2열 및 같은 방향으로 설치했을 때의 온실 상하부의 온습도 차는 0.5oC, 4.9%로 팬을 다른 방향으로 설치했을 때보다 온습도 차가 크게 나타났다. 온실 좌우측면, 전후면의 온습도 차를 살펴보면 순환팬을 사용하지 않았을 때 좌우 측면의 온습도 차는 0.3oC, 1.7%로 작아 팬을 사용했을 때와 큰 차이가 없었으나 순환팬을 사용하지 않았을 때 1.0oC, 4.2%로 나타났던 전후면의 온습도 차는 순환팬을 사용함으로써 감소하였다. 이는 공기순환팬이 온실 내 공기를 순환시켜 온풍난방 시 상부에 정체된 더운 공기나 열손실로 인해 온도가 다른 공기를 교반시킴으로써 온도 및 습도 차가 감소한 것이다. 폭 7m, 길이 25m, 동고 3.2m인 단동온실에서 날개 크기 230mm, 풍량 11m3/min의 공기순환팬을 사용하고자 할 때는 순환팬 5대를 2열로 설치하되 각 열을 방향을 다르게 하고 9m 간격으로 설치하여 운용하는 것이 가장 경제적이고 효과적일 것이다.

Capacitive deionization (CDI) is one of the promising desalination processes. It consumes relatively small energy for operation compared with other competing processes such as reverse osmosis. Additionally, it does not produce any secondary wastes for a re-use. Comparing to the conventional CDI, membrane-CDI (MCDI) which uses porous carbon electrodes together with ion-exchange membranes (IEMs) has gained great interests due to the higher ion selectivity and removal efficiency. In this work, we have developed a pore-filled IEMs (PFIEMs) for the applications to cost and energy efficient CDI processes. As a result, they were shown to possess excellent electrochemical and mechanical properties. Their electrochemical characteristics have also been optimized for the successful applications to MCDI processes. (NRF-2015H1C1A1034436)(MOTIE-No. 10047796)