본 연구에서는 “이온젤” 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전 해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전 고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작 하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특 성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었 다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료 되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다

Zn-ion supercapacitors (ZICs) show high energy densities with long cycling life for use in electronic devices. Porous Zn electrodes as anodes for ZICs are fabricated by chemical etching process using optimized conditions. The structures, morphologies, chemical bonding states, porous structure, and electrochemical behavior are examined. The optimized porous Zn electrode shows a root mean square of roughness of 173 nm and high surface area of 153 μm2. As a result, ZIC using the optimized porous Zn electrode presents excellent electrochemical performance with high specific capacitance of 399 F g−1 at current density of 0.5 A g−1, high-rate performance (79 F g−1 at a current density of 10.0 A g−1), and outstanding cycling stability (99 % after 1,500 cycles). The development of energy storage performance using synergistic effects of high roughness and high surface area is due to increased electroactive sites by surface functionalization of Zn electrode. Thus, our strategy will lead to a rational design and contribute to next-generation supercapacitors in the near future.

Chlor-alkali (CA) membranes as key materials to generate chlorine gas and sodium hydroxide are composed of sulfonic acid layer (S-layer) and carboxylic acid layer (C-layer) to provide fast sodium ion transport and slow hydroxide ion diffusion, respectively. Aciplex F, a representative CA membrane is made in a double layer form via thermal adhesion of both layers after each single layer film is independently fabricated. Unfortunately, the membrane fabrication induces delamination particularly in their interface as a result of hydroxide ion diffusion occurring during CA operation, leading to rapid increase in electrochemical overpotential. In this study, selective chemical conversion technique was developed to solve the delamination issue. Their effectiveness was proved by applying the same concept to a wide range of PFSA membrane.

The slow diffusion of pollutants to the surface of electrodes has limited the contact between OH radicals and micropollutants in electro-oxidation processes. In this study, conductive hollow fiber membrane (CHF) made with multi-walled carbon nanotube (CHF) was fabricated and operated with flow-through system. During the electro-oxidation of three micropollutants, a conventional flow-by reactor showed less than 60% of removals at the hydraulic retention time (HRT) of 30 minutes, while flow-through operation could achieve complete removal for all tested micropollutants at the same HRT. Moreover, the flow-through system exhibited complete removals even at the HRT of 1 minutes, while that of flow-by system were less than 10 %.

Most of steam power plant in Korea are heating the feed water system to prevent freezing water flowing in the pipe in winter time. The heating system is operated whenever the ambient temperature around the power plant area below 5 degree Centigrade. But this kind of heat supplying system cause a lot of energy consuming. If we think about the method that the temperature of the each pipe is controled by attaching the temperature measuring sensor like RTD sensor and heat is supplied only when the outer surface temperature of the pipe is under 5 degree Centigrade, then we can save a plenty of energy. In this study, the computer program package for simulation is used to compare the energy consumption load of both systems. Energy saving rate is calculated for the location of Youngweol area using the data of weather station in winter season, especially the January' severe weather data is analyzed for comparison. Various convection heat transfer coefficients for the ambient air and the flowing water inside the pipe was used for the accurate calculation. And also the various initial flowing water temperature was used for the system. Steady state analysis is done previously to approximate the result before the simulation. The result shows that the temperature control system using RTD sensor represents the high energy saving effect which is more than 90% of energy saving rate. Even in the severe January weather condition, the energy saving rate is almost 60%.

Marine caused pollution occurs mostly near coastal area and its main cause was known to be human feces issued from small vessels. To sterilize liquid pollutants from portable toilets of small vessels, an electrolysis treatment is judged to be the most economic and stable method considering an environment of its use. In this paper, we presents an electrolysis apparatus which is the most appropriate for sterilizing pollutants from portable toilets of small vessels and derives the minimum operating time of the apparatus for sterilizing norovirus which is a main target of marine caused pollution sources. In order to utilize renewable energy, we designed an apparatus which generates a renewable energy from solar cells. As a result, we could confirm the applicability of the proposed system with the results from experiments in three cases of different weather conditions.

Recently, all-electrified houses have constructed and some tasks are being carried out to monitor energy consumption patterns. The energy monitoring includes various elements such as temperature, pressure, water flow, CO2, and electricity. In this monitoring, electricity consumption is one of the essential factors because the performance and energy saving levels are described by this physical quantity. This quantity depends on materials, structure, operation of the house, which operation means consumer's life style and usage patterns of home appliances furthermore. Firstly, this paper shows a control simulation method which were developed a few years ago. And some different methods are proposed considering flexible experimental condition.

전기전자 및 디스플레이 산업에 다양한 응용이 기대되는 전도성 고분자인 PPP(Polyparaphenylene)는 단순한 구조와 비교적 높은 열적 안정성을 가지고 있으나 전기적 특성은 기존의 물질보다 낮아 그 응용이 더디게 진행되고 있다. 본 연구에서는 전도성 고분자의 전기적 특성을 개선하기 위해 이온주입법을 이용하여 전기전도성을 개선하는 연구를 진행하였다. 5keV에서 30keV 정도의 아주 낮은 에너지를 이용하여 이온을 가속시킴으로서 시편의 특성 열화를 최소화 할 수 있었다. 이온주입법으로 개선된 시편의 전기전도성은 향후 OTFT와 같은 Organic Electronics Device로서의 사용 가능성을 보였으며 이온의 종류와 주입정도에 따라 Thermoelectric power의 크기가 달라지는 반도체 소재로서의 특성을 나타내어 향후 다양한 형태의 소자에 응용될 수 있는 가능성을 확인하였다. 실험으로 확인된 최적의 이온주입에너지는 10keV에서 15keV의 값을 나타내었다.

In this study, we evaluated the energy production from plant-microbial fuel cells using representative indoor plants, such as Scindapsus aureus and Clatha minor. The maximum power density of microbial fuel cell (MFC) using S. aureus (3.36 mW/m2) was about 2 times higher than that of the MFC using C. minor (1.43 mW/m2). It was confirmed that energy recovery is possible using plant-MFCs without fuel. However, further research is needed to improve the performance of plant-MFCs. Nevertheless, plant-MFCs have proved their potential as a novel energy source to overcome the limitations of the conventional renewable energy sources such as wind power and solar cells, and could be employed to a power source for the sensor in charge of the fourth industrial revolution.

Purpose – Electrical energy saving is one of the practical virtues relating to sustainable living. Therefore, policy-makers has tried to find a way to change the behaviors of individuals to encourage them to actively practice electrical energy saving, even if they have never had this concern or have only passively practiced electrical energy saving to this point. Prior research related to electrical energy saving can be categorized into several types. The first is focused on consumer characteristics linked to electrical energy saving. These studies are based on individual or household socio-demographic variables (e.g., age, gender, household income, education level, occupants, marital status, number of households), and psycho-graphics (e.g., environmental consciousness, value, attitude, motivation, lifestyle). The second is focused on policies (e.g., monetary incentives, information sharing, social comparison, feedback), and technologies (e.g., energy-efficiency home appliances, energy-reduced products, renewable resources). People generally have a favorable attitude towards electrical energy saving, while electrical energy saving practices tend to be less favorable. Therefore, it is necessary for policy-makers to seek out gaps between attitudes and behaviors and find alternatives to reduce these gaps. This study investigates the influence of authenticity on the behavioral intention of electrical energy saving. It is supposed that electrical energy saving practices are likely to be stronger as authenticity of individual or household becomes stronger. This study reviews prior literature and examines various studies to provide an understanding of the relationships between authenticity and electrical energy saving behavioral intention. Research design, data, and methodology – Hypothesis was drawn from analysis based on previous research. The items related to authenticity and electrical energy saving were selected from items found in previous research. To verify this hypothesis, data were collected via experimental survey method and the resulting data were analyzed using reliability analysis, correlation analysis, and hierarchical regression analysis. Results – This study found that authenticity had a positive impact on the behavioral intention of electrical energy saving. The higher the perceived degree of authenticity, the higher the behavioral intention of electrical energy saving. Conclusions – This study assesses the impact of authenticity on the behavioral intention of electrical energy saving. In order to enhance the practice of electrical energy saving, it is efficient strategy for policy-maker to improve the perceived authenticity of individuals.

지구온난화의 영향으로 전 세계적으로 기후변화가 일어나고 있다. 각국에는 기존의 연료인 석탄 및 석유의 에너지를 줄이고 온실가스 저감 및 저탄소 생활문화에 대한 관심이 높다. 특히 매립되는 폐기물을 재사용하기 위해 폐기물에 저장된 많은 양의 에너지를 활용하여 전기를 생산하는 가스발전소를 가동하고 있다. 이렇게 생산된 전기에너지중 일부는 자체적으로 소모가 되고 일부는 한국전력에 판매하고 있다. 그러나 일부의 가스는 전기에너지로 전환하지 못하여 버려지게 된다. 그 이유는 매립지에서 발생된 가스의 양을 조절하기 어렵고 전기에너지의 다양한를 따라가기 힘들기 때문이다. 그렇기 때문에 일정한 에너지 공급과 잉여전력의 저장을 위해 재생에너지 산업에 꼭 필요한 장치가 에너지저장장치(ESS)이다. 그 중 친환경 적이며 높은 내구성 및 안전성을 갖는 장치가 VRFB이다. VRFB의 경우 바나듐을 활물질로 사용한 2차 전지로서 산화환원 반응을 통해 전기에너지를 화학적에너지로 전환하여 저장하였다가 필요한 순간에 발전하여 전력을 공급할 수 있다. ESS를 사용하면 에너지 공급안전성을 높일 수 있으며 버려지는 에너지를 저장하여 언제든 공급할 수 있게 된다. 많은 장점을 가진 VRFB 이지만 아직 기술적으로 완전하게 정립되어있지 않기 때문에 성능향상에 대한 연구와 관심이 많다. 우리는 VRFB 의 성능을 높이기 위해 촉매에 대한 연구를 중점적으로 진행해 왔다. B과 N은 일반적으로 전기 전도성을 향상시킨다고 알려진 촉매로서 이를 다공성 carbon 인 MSU-FC에 첨가하여 사용하였다. 이 촉매를 사용함으로서 에너지 밀도와 에너지효율에 성능향상을 보였고 또한 Capacity 또한 유지되는 것을 보였다.

생물전기화학시스템은 미생물 연료전지로 불리며, 연료전지의 음극, 양극, 분리막으로 구성된 시스템에서 미생물의 활동을 기반으로 유기물을 분해 및 전력생산을 동시에 할 수 있는 장치이다. 생물전기화학시스템을 이용한 전력생산 및 오염물질의 분해의 측면에서 액상 기질을 이용한 많은 연구가 이루어졌다. 액상의 기질은 미생물이 이용하기 쉬운 유기물질을 포함하여 쉽게 전력을 생산할 수 있으나 슬러지의 경우 전처리를 통하여 기질을 미생물이 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있다. 그럼에도 불구하고 슬러지를 직접적으로 이용하는 생물전기 화학시스템의 연구는 여전히 초기단계에 있다. 본 연구에서는 하수슬러지를 이용하여 생물전기화학시스템에서 직접적으로 전력을 생산하고 동시에 슬러지 감량화를 이루고자 하였다. 슬러지를 직접적으로 기질로 사용한 경우, 기존의 액상기질을 사용한 반응조와 비교하여 장시간 일정한 전력생산을 기대할 수 있었으며 기질의 충진시간 간격을 길게 하는 장점을 보였다. 그러나, 완전한 기질의 제거는 기대할 수 없었으며 생물전기화학시스템으로 1차적으로 에너지 및 슬러지 감량화를 하여 2차적인 처리가 필요할 것으로 판단되었다.

염색가공 공정 중 텐터 후처리 과정은 섬유에 다양한 기능성을 부여하기 위해 화학약품 처리 후 건열에 의한 섬유의 셋팅을 하는 단계로 건조에 필요한 고온의 열원이 필요로 한다. 고온의 열원에 의해 기계작동을 위한 윤활유가 증발되면서 유증기(Oil-mist)형태와 각종 첨가제에서 증발된 오염성분이 함께 배출되게 된다. 또한 열원 에너지 특성상 150~160℃ 고온의 폐열이 상당량 발생한다. 염색가공 산업의 에너지 비용은 제품가격의 상승을 가져오고 있으며 이에 따른 저인금 개발도상국간의 경쟁력 저하를 발생시키고 있어 배기되는 폐열을 회수/재이용을 하는 시스템 도입이 시급한 과제이다. 기존 텐터후단에서 발생되는 폐열을 회수하기 위한 연구사례가 있지만 배기가스 중 함유된 분진 및 폐유로 인한 열교환 모듈의 폐쇄에 따른 열교환 효율 미비로 성공적인 상용화 모델이 없는 실정이다. 이를 해결하고자 섬유업종 텐터 후단에서 발생되는 고온의 배기가스를 전단 열교환식 스크라바와 건식전기집진 기술을 접목하여 폐열 회수와 동시에 악취유발물질인 폐유를 회수하고 회수 된 폐유는 정제연료유로써 재활용 가능성을 평가하였다. 본 연구를 위해 400CMM 규모의 열교환 스크라바 건식전기집진 시설을 부산에 위치한 ‘D’사의 염색가공업체에 설치하여 폐열에너지 회수량, 폐유 회수량, 회수된 폐유의 총발열량등을 평가 하였다. 평가 기술 적용대상 업체는 합섬 섬유(폴리에스테르)원료로 해포, 염색, 가공 등의 공정을 거쳐 염색된 화학섬유를 제품으로 생산하는 염색 가공업체로 360 m3 용량의 텐터 1대를 보유 하고 있다. 기존 개발된 건식전기집진시설의 낙모와 폐유로 인한 집진모듈의 오염으로 인한 관리 어려움을 개선하기 위한 열교환식 스크라바를 적용 하여 부산 염색공단내 보급화에 성공하였다. 운전 성능 평가 결과 회수되는 폐유는 0.032 L/m3･hr으로 평균 수분량 8.1~8.2%의 양질의 폐유를 회수 하였으며 발열량은 100,444 kcal/kg으로 B-C유 발열량과 유사 하였다. 배기가스에서 회수된 폐열(에너지)회수량은 평균 발생량 대비 67%인 16 kcal/m3･hr이며 암모니아와 톨루엔의 제거효율 70%이상의 우수한 결과를 나타냈다.