본 연구에서는 공정 간소화, 균일한 나노 입자 형성, 백금 저감 및 활용도를 높이기 위하여 원자층 증착법 (Atomic Layer Deposition, ALD)을 통하여 양이온 교환막 연료전지용 촉매를 제조하고 증착 온도에 따른 백금 입자 형성 거동 을 확인하였다. 증착 온도는 250 °C, 300 °C, 350 °C로 조절하여 백금 촉매를 형성하였으며 각 각의 촉매의 증착 양 상을 확인하기 위하여 Thermogravimetric analysis, X-ray diffraction 및 Transmission electron microscopy를 도입하여 담지량, 백금 입자 분포, 크기 및 결정구조 등을 확인하였다. 합성된 백금 촉매를 연료전지에 적용하기 위해서 Cyclic Voltammetry 기법을 통해서 전기화학적 활성 표면적를 구하고, Membrane Electrode Assembly 셀을 제작하여 전지 특성을 확보하였다. 최종적으로, 백금 촉매 제조 시 ALD 증착 온도는 300 °C 이하에서 합성해야 됨을 밝혀냈으며, ALD으로 제작된 백금 촉매가 기존 습식 촉매보다 더 우수한 특성을 보임을 확인하였다. 해당 연구는 ALD을 통하여 다양한 접근법으로 촉매를 제조할 시, 기본적인 ALD 공정 정보 및 ALD 촉매 합성 방향성을 제공할 수 있다.

본 연구에서는 동절기 시설원예 난방에너지 절감을 위해 방울토마토의 온도민감부인 생장부를 추종하면서 난방을 수행할 수 있는 국소난방 시스템을 개발하고자 하였다. 방울토마토 생장부 추종형 국소난방시스템은 온실 하류로의 균일한 열분배를 위해 내/외부 덕트와 온풍난 방기를 연결하는 이중덕트 분배장치, 정식 후 작물 유인에 따라 덕트를 토마토 줄기끝 생장점과 개화화방을 추종하여 상하로 이동시키기 위한 권취장치 등으로 구성되었다. 국소난방 시스템의 운용은 토마토 정식 직후에는 덕트를 작물 상부에 위치시키며 작물 생장에 따라 생장부 국소난방과 차광 회피를 위해 덕트를 상하로 이동시켰다. 방울토마토 수경재배 온실을 대상으로 생장부 국소난 방구와 관행의 바닥덕트 난방구에 대해 난방성능과 작물 생육 비교시험을 수행하였다. 그 결과 생장부 국소난방구는 야간 난방시간에 작물 군락내 상부 기온이 하부에 비해 0.9~2.0oC 높으며, 바닥덕트 난방구에 비해 군락 상부 기온은 0.3~1.8oC 높고, 하부 기온은 1.4~1.8oC 낮게 나타나 온도에 민감한 상부 생장부를 상대적 고온으로 관리하고, 군락하부는 상대적 저온으로 관리 가능하며, 관행 바닥덕트 난방구의 높이별 온도분포를 역전시킬 수 있음을 확인하였다. 토마토 군락에 대한 적외선 열화상 측정을 통해 정식 직후부터 줄기내림 유인재배 기간에 걸쳐 생장부 국소난방구는 군락내에 높이별 엽온의 온도성층화를 형성하여 생장부 추종 국소난방이 가능 함을 확인하였다. 난방방식별 작물생육 분석결과 초장을 제외한 나머지 항목은 유의적인 차이가 없었으며, 수확량에서도 생장부 국소난방구가 초기 수량이 약간 우세하였으나 총 수확량은 동일한 수준으로 나타났다. 온풍난 방비 경유소비량은 생장부 국소난방구가 군락의 높이별 최적 온도관리로 관행 바닥덕트 난방구에 비해 약 23.7% 절감되는 것으로 나타났다. 본 시스템은 길이 90m 온실에 대한 적용시험에서 열 분배 성능의 한계로 온실 상/하류간 온도편차가 발생하였으며, 시스템 개선을 위해 내부덕트의 직경 또는 두께 상향, 열복사 억제 재질의 덕트 사용 등 열분배 성능 최적화를 위한 추가연구가 필요한 것으로 판단되었다.

Microstructural and mechanical properties of Ni-YSZ fabricated using SPS processing have been investigated at various sintering temperatures. Our study shows samples to be applied as a SOFC anode have the proper porosity of 40% and high hardness when processed at 1100ºC. These results are comparable to the values obtained at 100- 200ºC higher sintering temperature reported by others. This result is important because when the fabrication processes are performed above 1100ºC, the mechanical property starts to decrease drastically. This is caused by the fast grain coarsening at the higher temperature, which initiates a mismatch between thermal expansion coefficients of Ni and YSZ and induces cracks as well.

A three dimensional numerical analysis was performed to study the PEMFC performance characteristics. Operating pressure and operating temperature were selected as simulation parameters. Operating pressure was varied as 1, 2, 3, 4, and 5 atm. Operating temperature was varied as 323, 333, 343, 353, and 363 K. For a constant cell voltage condition, the maximum current density was obtained at operating pressure of 5 atm and operating temperature of 323 K. As operating pressure increases, current density increases because concentration of reactant gases increases. As operating temperature increases, current density decreases because concentration of reactant gases decreases due to high overpotential condition for the considered PEMFC.

In this paper, a three dimensional numerical analysis tool was applied to study the PEMFC performance characteristics. The porosity and electrical conductivity of GDL and CL as well as the relative humidity of anode and cathode channel gas were selected as simulation parameters. As the porosity of GDL and CL increases, current density and temperature increase because reactant gases diffuse well. As the electrical conductivity of GDL and CL increases, current density and temperature increase due to increased electron transfer rate. As anode relative humidity increases, current density and temperature increase. Unlike anode, current density and temperature increase when cathode relative humidity increases from 0 percent to 60 percent. Then current density and temperature decrease when cathode relative humidity increases from 60 percent to 100 percent.

The oxidation behavior of the simulated spent fuel of burn up 33 MWD/kgU was investigated to predict that of the spent fuel in the temperature ranges of 400 to and was compared with those of . The forms of uranium oxides after the oxidation were conformed by XRD analyses. The oxidation rate at each the temperature and the activation energy were obtained. After complete oxidation, the simulated spent fuel was converted to and pulverized to powder due to the density difference between the simulated spent fuel and uranium oxides. The activation energies were 85.35 and 30.77kJ/mol in the temperature ranges of 400T()500 and 500T()700, respectively.

전세계적으로 에너지 부족문제가 대두됨에 따라 신재생에너지의 필요성이 증가하고 있다. 신재생에너지 원별 생산량의 50% 이상이 폐기물을 통해 생산된다. 폐기물을 처리할 경우 발생되는 환경 문제를 최소화하면서 에너지를 생산한다는 장점이 있기 때문이다. 이와 동시에 최근 커피선호도가 지속적으로 증가하면서 커피전문점 점포수가 급격하게 증가하고 있다. 결과적으로 2014년 커피 원두의 수입량이 139천톤을 기록하였으나, 마시는데 사용되는 커피의 양은 커피 원두야 약 0.2%만을 차지하며 나머지는 커피찌꺼기의 형태이며 폐기물로 버려지고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 최근 커피전문점에서는 커피찌꺼기를 활용할 수 있도록 소비자에게 배포하고, 재활용 방법을 알리고 있으나 이렇게 재사용되는 커피찌꺼기의 양은 발생되는 양에 비해 미비한 수치이다. 따라서 본 연구에서는 막대한 양이 발생하는 커피찌꺼기 폐기물을 이용하여 SRF(Solid Refuse Fuel) 연료를 생산하는 방법으로 수열탄화를 사용하였으며, 이 과정에서 적합한 처리온도를 찾고자 하였다. 수열탄화 방식은 열화학적 처리 방식으로 시료내의 물리 화학적 특성을 변화시켜 개선된 연료를 생산하는 방법이다. 이러한 방식으로 생산된 SRF는 원소분석, 공업분석, 발열량측정 등을 통해 분석한 결과, SRF의 특성이 저급석탄과 비슷하였다. 이러한 결과 수열탄화를 거친 SRF의 특성이 개선된 것으로 판단되었으며, 최종적으로 에너지 회수효율을 평가하였다. 그 결과 본 연구의 반응온도 범위(180℃-330℃)에서 가장 좋은 효율은 210℃에서 나타났다.