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 %.

Ion exchange membranes (IEMs) have been widely employed in various electrochemical processes for water treatment and energy conversion. Their intrinsic properties such as electrical resistance and permselectivity are the key parameters dominating the efficiency of the electrochemical processes. The cost-effectiveness of the IEMs should also be considered for successful commercialization of the electrochemical membrane processes. In this work, we have investigated the optimum design parameters of the cost-effective IEMs for successful application to various electrochemical membrane processes. (This work was supported by the Technology Innovation Program funded by the Korea government (MOTIE) (No. 10047796).).

CFRP는 경량화 소재로 각광받고 있으며, 해양산업에서도 고급요트와 특수목적 선박 등에 사용되고 있다. 전기추진체계 또한 친환경 추진 방법으로써, 요트와 소형 여객선 등의 주 추진계로 활용되고 있다. 본 연구에서는 소형선박의 선체소재와 추진계를 각각 CFRP와 전동기로 교체하였을 때의 경량화 효과를 정량적으로 비교분석하였다. 45ft GFRP 선박을 대상으로 사례연구를 수행하였으며, 선체소재를 설계원안과 동일 함침율 기준의 CFRP로 재설계하였고, 추진계는 설계원안의 동일 마력, 항해거리를 유지할 수 있도록 전동기와 배터리 시스템을 설계하였다. 연구결과 CFRP 소재는 선각을 45 % 정도 경량화 할 수 있었고, 전기추진체계는 기관부를 58% 경량화 할 수 있음을 확인하였다. 다만 전기추진체계의 경우, 디젤 추진체계의 항해거리를 확보하기 위하여 상당한 양의 배터리 팩을 필요로 하기 때문에, 현실적인 수준에서의 경량화 실효성은 없는 것으로 확인되었다.

노거수는 사람으로 따지면 노년기에 해당하여 다른 나무에 비해 기후변화 등 환경변화에 취약하며, 강한 바람과 눈 피해로 가지 부러짐, 쓰러짐 등 큰 피해를 받을 수 있다. 이러한 위험요인으로부터 노거수를 건강하게 보존하기 위해서는 체계적인 진단과 정기적인 모니터링이 이루어져야 한다. 다행히 천연기념물로 지정한 노거수를 대상으로는 ｢문화 재보호법｣에 따라 5년마다 정기조사를 실시하고 ｢천연기념물(식물) 상시관리 지침｣에 따라 예방적 모니터링을 하고 있다. 모니터링 항목으로는 나무 생육상태 진단을 위해 수세, 수형, 신초, 잎 크기, 가지고사, 병해충, 토양 건습도 등을 조사하고 있으나 항목은 정성적으로 평가되며, 육안조사 위주의 주관적 판단에 따라 생육진단이 이루어지고 있어 조사자에 따라 평가에 차이가 발생할 수 있다. 객관적인 생육상태 평가를 위해 생장추, 천공저항, 사이고미터(Shigometer), X-ray 등의 방법이 사용되고 있으나 생장추와 천공은 나무에 구멍을 내기 때문에 나무에 물리적 영향을 미치거나 직접적인 부후 확산의 가능성이 있고, 사이고미터는 조사자와 측정 환경에 따른 값의 변화폭이 크고 수목에 따라 정확도에 차이가 있을 수 있다. 천연기념물 노거수나 보호수의 경우 물리적으로 구멍을 뚫는 천공 방식을 적용하는데 한계가 있기 때문에 비파괴적으로 나무 내부를 진단하고 정량적으로 생육상태를 평가할 수 있는 단층촬영방법을 적용할 수 있다. 국내에 관련 연구는 거의 없는 실정으로 본 연구는 내부 단층촬영법을 이용해 노거수 생육상태 평가 연구의 기초자료 구축을 목적으로 한다. 조사는 2018년 3월 ~ 2018년 7월 동안 천연기념물 노거수 및 보호수로 지정된 느티나무, 매실나무, 소나무 10주를 대상으로 PiCUS 장비를 이용해 음파 단층촬영(sonic tomography) 및 전기저항 단층촬영(electric resistance tomography)을 실시하였다. 두 단층촬영 결과를 종합하여 나무 내부의 생육상태를 진단하고 대상 나무의 부후(decay)와 공동(cavity) 유무, 위치, 부후수준, 훼손된 목재 면적(damaged areas) 등을 도출하였다. 음파 및 전기저항 단층촬영법은 노거수 생육현황 조사시 육안조사를 보완하여 생육진단의 정확성을 높이고 측정 결과를 정량화하며 생육상태 모니터링 DB 구축에 도움이 될 수 있을 것이다. 나무 내부단층촬영법은 2000대 초부터 국외를 중심으로 연구가 이루어졌으나 국내 자생 수종을 대상으로 진행된 바가 거의 없으며 노거수 등 직경 1m 이상의 나무를 대상으로 한 연구도 미흡한 실정이다. 본 연구는 나무 내부단층촬영법을 시범 적용한 연구로 후속적으로는 주요 자생 수종에 본 방법을 적용하여 장비의 정확성을 검증하는 기초 연구를 실시하고, 다음 단계로 이를 활용해 노거수 생육상태를 객관적으로 진단할 수 있는 평가기준을 마련하여 천연기념물 노거수와 보호수를 효율적으로 관리해야 할 것이다.

본 연구에서는 전기분해 방법을 이용한 질산성질소(NO3 --N) 분해가 TiO2 nanotube plate 및 구리, 니켈, 스테인리스 스틸, 알루미늄, 주석, 티타늄을 환원전극으로 사용하였을 때 가능한지를 평가하였다. 전극의 전기화학적 특성 평가는 임피던스 측정을 하여 비교하였고, TiO2 nanotube plate의 표면 분석은 주사전자현미경을 통해 SEM 및 BET 분석법을 이용한 비표면적 분석을 통해 비교하였다. 질산성질소 전해실험의 경우 90분의 실험을 진행하였으며, 실험 결과 전극 표면의 부식이 수반되지 않은 TiO2 nanotube plate가 기타 금속 전극에 비해 질산성질소 환원 반응속도가 가장 뛰어난 것으로 확인되었다.

In recent years, solar cells based on crystalline silicon(c-Si) have accounted for much of the photovoltaic industry. The recent studies have focused on fabricating c-Si solar modules with low cost and improved efficiency. Among many suggested methods, a photovoltaic module with a shingled structure that is connected to a small cut cell in series is a recent strong candidate for low-cost, high efficiency energy harvesting systems. The shingled structure increases the efficiency compared to the module with 6 inch full cells by minimizing optical and electrical losses. In this study, we propoese a new Conductive Paste (CP) to interconnect cells in a shingled module and compare it with the Electrical Conductive Adhesives (ECA) in the conventional module. Since the CP consists of a compound of tin and bismuth, the module is more economical than the module with ECA, which contains silver. Moreover, the melting point of CP is below 150 ℃, so the cells can be integrated with decreased thermal-mechanical stress. The output of the shingled PV module connected by CP is the same as that of the module with ECA. In addition, electroluminescence (EL) analysis indicates that the introduction of CP does not provoke additional cracks. Furthermore, the CP soldering connects cells without increasing ohmic losses. Thus, this study confirms that interconnection with CP can integrate cells with reduced cost in shingled c-Si PV modules.

Since the so-called diesel gates of German automobiles, interest in environmentally-friendly vehicles has been rising, among other alternatives, hydrogen-fueled electric vehicles with 0% vehicle emissions are expected to replace a significant portion of passenger cars. Here, we analyze trends of US, Europe, PCT (WO) 3-patent offices application of hydrogen-fueled electric vehicles and analyze the patent application trends of national and individual companies, the patent application trend of detailed technology through clustering analysis, technology competitiveness. The global market for hydrogen-fueled electric vehicles, which is currently only 0.01% of other alternatives, is expected to grow to several percent in 2020. Major automobile makers such as Japan, United States of America, Germany, and Korea continue to fiercely compete for eco-friendly vehicles.

Tungsten oxide(WO3) films with uniform surface morphology are fabricated using a spin-coating method for applications of electrochromic(EC) devices. To improve the EC performances of the WO3 films, we control the heating rate of the annealing process to 10, 5, and 1 oC/min. Compared to the other samples, the WO3 films fabricated at a heating rate of 5 oC/min shows superior EC performances for transmittance modulation(49.5 %), response speeds(8.3 s in a colored state and 11.2 s in a bleached state), and coloration efficiency(37.3 cm2/C). This performance improvement is mainly related to formation of a uniform surface morphology with increased particle size without any cracks by an optimized annealing heating rate, which improves the electrical conductivity and electrochemical activity of the WO3 films. Thus, the WO3 films with a uniform surface morphology prepared by the optimized annealing heating rate can be used as a potential candidate for performance improvement of the EC devices.

Using a high pressure homonizer, we report on the electrochemical performance of Li4Ti5O12(LTO) particles manufactured as anode active material for lithium ion battery. High-pressure synthesis processing is performed under conditions in which the mole fraction of Li/Ti is 0.9, the synthesis pressure is 2,000 bar and the numbers of passings-through are 5, 7 and 10. The observed X-ray diffraction patterns show that pure LTO is manufactured when the number of passings-through is 10. It is found from scanning electron microscopy analysis that the average size of synthesized particles decreases as the number of passings-through increases. LiCoO2-based active cathode materials are used to fabricate several coin half/full cells and their battery characteristics such as lifetime, rate capability and charge transfer resistance are then estimated, revealing quite good electrochemical performance of the LTO particles as an effective anode active material for lithium secondary batteries.

In recent years, the diminishing of operation and maintenance cost using advanced maintenance technology is attracting many companies’ attention. Especially, the heavy machinery industry regards it as a crucial problem since a failure of heavy machinery requires high cost and long downtime. To improve the current maintenance process, the heavy machinery industry tries to develop a methodology to predict failure in advance and to find its causes using usage data. A better analysis of failure causes requires more data so that various kinds of sensor are attached to machines and abundant amount of product usage data is collected through the sensor network. However, the systemic analysis of the collected product usage data is still in its infant stage. Many previous works have focused on failure occurrence as statistical data for reliability analysis. There have been less works to apply product usage data into root cause analysis of product failure. The product usage data collected while failures occur should be considered failure cause analysis. To do this, this study proposes a methodology to apply product usage data into failure cause analysis. The proposed methodology in this study is composed of several steps to transform product usage into failure causes. Various statistical analysis combined with product usage data such as multinomial logistic regression, T-test, and so on are used for the root cause analysis. The proposed methodology is applied to field data coming from operated locomotive and the analysis result shows its effectiveness.

목적 : 본 연구의 목적은 수행-기초 실행기능 그룹 프로그램이 학령전기 뇌성마비 아동들의 실행기능을 증진시키는지 알아보는 것이다. 연구방법 : 만 6세 학령전기 뇌성마비 아동 17명이 본 연구에 참가하였다. 사전-사후검사 통제집단 설계 (pretest-posttest control group design)를 사용하였고 수행 실행기능을 포함하는 만들기 활동과 기초 실행기능을 포함하는 게임 활동으로 구성된 그룹 중재 프로그램을 고안하여 치료군 아동에게 제공하였다. 치료 전･후 아동의 수행 실행기능은 운동처리기술평가(Assessment of Motor and Process Skills; AMPS)로 측정하였고 기초 실행기능은 해-달 과제, 8개 상자 과제, 아동 색 선로 과제 2(Children's Color Trails Test 2; CCTT-2)를 사용하여 측정하였다. 대기 명단의 대조군 아동들에게는 사전 사후 실행기능 평가만을 시행하였다. 결과 : 치료군은 AMPS 처리 기술, 해-달 과제, 8개 상자 과제, 아동 색 선로검사에서 사전검사 점수보다 높은 사후검사 점수를 보였다. 대조군은 AMPS 처리와 CCTT-2에서만 사전검사 점수보다 높은 사후검사 점수를 보였다. 치료군은 대조군보다 모든 실행기능 측정치에서 더 큰 향상을 나타냈다. 결론 : 본 연구는 수행-기초 실행기능 그룹 프로그램을 소개하였고, 이 중재 방법이 학령전기 뇌성마비 아동의 실행기능 향상에 효과가 있음을 보여주었다.

Underground cavities are frequently taking place in urban areas due to soil loss caused by structural defects of underground buried pipes. In this study, a field experimental program was conducted to detect ground condition using the electrical resistivity survey and the pneumatic cone penetration test. In addition, we proposed a method to estimate the weighted mean resistivity value by quantifying the electrical resistivity measurements through image analysis in order to compare the results of pneumatic cone penetration test. Consequently, it was found that as the weighted average resistivity value decreased, the smaller the N-value (penetration depth per blow number) from the pneumatic cone penetration test results. Based on the limited number of field experimental measurements, the correlation between weighted average resistivity value and the N-value of pneumatic cone penetration test is deemed promising in assessment of ground conditions associated with developing underground cavitation.

목적: 스마트 안경은 안경과 웨어러블 전자기기의 효과적인 융합을 잘 보여주는 어플리케이션이다. 스마 트 안경의 더 발전한 형태로, 전압에 의해 능동적으로 변색되는 안경의 제조도 가능할 것으로 기대된다. 따라서, 졸-겔 법에 의한 전기 변색 박막의 제조 과정에서 퍼콜레이션(percolation) 이론을 도입하여, 최적의 aging 조건을 찾아 전기 변색 코팅 박막 제조의 토대가 되고자 한다. 방법: 졸-겔 법을 이용하여 육 염화 텅스텐과 에탄올을 혼합하여 전기 변색 용액을 제조하였다. Aging에 따른 용액의 특성을 분석하고, ITO glass위에 전기 변색 박막을 코팅한 후, 리튬이온 기반 전해질을 이용하여 전기 변색 특성을 확인하였다. 결과: 졸-겔법으로 제조된 전기 변색 용액은 aging에 따라 텅스텐과 산소의 결합이 달라지며, 이것을 적 외선 분광법으로 분석하였다. WO3/ITO glass의 가시광선 전 영역의 광 투과도(시감 투과도)를 측정한 결과, aging에 따라 변색효율의 차이를 보였다. 또한, percolation이 충분히 진행되기 전 샘플의 경우, 광 투과도 가 착색 시 43.0 %, 탈색 시 63.6 %로 1.10의 가장 높은 광밀도를 보였다. 또한, aging이 충분히 진행된 후의 샘플은 착색 시 광 차단 효과가 좋은 결과값을 보였다. 결론: 졸-겔 법에 의해 제조된 변색 용액으로 전기 변색 유리를 제작하였을 때, 용액의 aging에 따라 광 학적 특성이 달라짐을 확인하였다. 긴 시간 aging하는 경우, 변색 효율을 가늠하는 광밀도가 감소하였다. 따라서, 변색효율이 좋은 렌즈가 필요한 경우, percolation 임계 점 이하의 aging 시간이 짧은 용액을 사용 하는 것이 좋으며, 진한 착색이 필요한 광학 샘플이 필요한 경우는 긴 시간 에이징한 용액으로 코팅막을 제 조하는 것이 좋을 것으로 판단된다. 이러한 코팅 박막에 대한 기초 조건의 연구가 향후 스마트 안경 등의 제작 시 참고가 될 것으로 기대된다.

Hot-press forming(HPF) steel can be applied successfully to auto parts because of its superior mechanical properties. However, its resistances to aqueous corrosion and the subsequent hydrogen embrittlement(HE) decrease significantly when the steel is exposed to corrosive environments. Considering that the resistances are greatly dependent on the properties of coating materials formed on the steel surface, the characteristics of the corrosion and hydrogen diffusion behaviors regarding the types of coating material should be clearly understood. Electrochemical polarization and impedance measurements reveal a higher corrosion potential and polarization resistance and a lower corrosion current of the Al-coating compared with Zn-coating. Furthermore, it was expected that the diffusion kinetics of the hydrogen atoms would be much slower in the Al-coating, and this would be due mainly to the much lower diffusion coefficient of hydrogen in the Al-coating with a face-centered cubic structure. The superior surface inhibiting effect of the Al-coating, however, is degraded by the formation of local cracks in the coated layer under severe stress conditions, and therefore further study will be necessary to gain a clearer understanding of the effect of cracks formed on the coated layer on the subsequent corrosion and hydrogen diffusion behaviors.

Hydrothermal synthesis of highly crystalline TiO2 nanorods is a well-developed technique and the nanorods have been widely used as the template for growth of various core-shell nanorod structures. Magneli/CdS core-shell nanorod structures are fabricated for the photoelectrochemical cell (PEC) electrode to achieve enhanced carrier transport along the metallic magneli phase nanorod template. However, the long and thin TiO2 nanorods may form a high resistance path to the electrons transferred from the CdS layer. TiO2 nanorods synthesized are reduced to magneli phases, TixO2x-1, by heat treatment in a hydrogen environment. Two types of magneli phase nanorods of Ti4O7 and Ti3O5 are synthesized. Structural morphology and X-ray diffraction analyses are carried out. CdS nano-films are deposited on the magneli nanorods for the main light absorption layer to form a photoanode, and the PEC performance is measured under simulated sunlight irradiation and compared with the conventional TiO2/CdS core-shell nanorod electrode. A higher photocurrent is observed from the stand-alone Ti3O5/CdS coreshell nanorod structure in which the nanorods are grown on both sides of the seed layer.

현재 해수담수화 공정은 지속적인 연구를 통해 많은 개발이 이루어지고 있다. 그중 전기흡착탈이온(EAD) 공정은 이온교환막을 이용한 전기투석법과 이온교환수지를 이용한 이온교환수지법을 혼합하여 이루어지는 공정이다. 보다 효율적으로 이온교환이 이루어질 수 있는 공정이지만, 이온교환막 사이에 이온교환수지가 들어가기 때문에 사이즈가 비교적 크다. 또한, 이온교환수지의 크기 분포와 당량비가 모듈의 성능에 영향을 준다. 본 연구는 현재 상용화되고 있는 이온교환공정에서 쓰이고 있는 모듈의 문제해결과 성능 향상을 위해 보다 이온교환용량이 향상된 고분자와 현재 쓰이고 있는 일반적인 이온교환수지가 아닌 더 작고 균질한 이온교환능력을 가진 이온교환 나노입자를 제조하여 제막을 진행하였고, 다양한 특성평가가 이루어졌다.