기존에 많이 이용되고 있는 전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수 지법을 혼합한 공정이다. 이 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양･음이 온교환막, 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 하지만 이온교환수지와 양･음이온교환막으로 인해 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 이러한 점 들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 바이폴라형태의 막으로 만든 전기흡착탈이온 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 모듈에 적용할 수 있는 높은 이온교환능력을 가지는 이온교환고분자를 합성하고, 이온교환수지을 대신 할 이온교환그룹을 가진 나노입자를 제조하여 이 둘을 적절하게 조절하여 하이브리드막을 제조하였다. 그리고 제조된 하이브리드막은 다양한 특성평가를 실시하였고, 그에 따른 고찰을 진행하였다.

본 연구에서는 1차 전단변형이론을 고려한 비국소 자기-전기-탄성 나노 판의 2방향 좌굴해석에 관하여 연구하였다. 면내 전기-자기-탄성 나노 판에서 전기장과 자기장은 무시할 수 있다. 자기-전기 경계조건과 맥스웰 방정식에 따라 전기-자기-탄성 나노 판의 두께 방향에 따른 자위 및 전위의 변화가 결정된다. 자기-전기-탄성 나노 판의 탄성이론을 재 공식화하기 위하여 에링겐의 비국소 미분 구성 관계식을 사용하였다. 변분이론을 이용하여 비국소 탄성이론의 지배방정식을 연구하였 다. 비국소 이론과 국소 이론의 관계를 계산 결과를 통하여 분석하였다. 또한, 비국소 매개변수, 면내 하중 방향 그리고 형상 비에 따른 구조적 응답을 연구하였다. 계산 결과들은 전위 및 자위의 효과를 나타내었다. 이러한 계산 결과들은 자기-전기-탄성 재료로 구성된 신소재 구조물의 설계 및 해석에 사용될 수 있고 향후 연구의 비교자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

To preserve genetic materials, cryopreservation of the semen from live animals is the main technique to establish cryo-banking system which could be used for artificial insemination and embryo transfer. However, the population of Korean black goat (KBG) becomes to dwindle in number and is now faced genetic erosion by crossbreeding with non-native breeds in small KBG farms. In this study, simple freezing method was used to preserve frozen semen from KBG using spermatozoa of cauda epididymis (CE) and electro-stimulated semen (ES). The negative effects of seminal plasma on fresh sperm was confirmed using precipitation test of Triladyl egg yolk diluent and sperm viability after thawing was compared between CE and ES spermatozoa. When seminal plasma of fresh ES semen was washed with semen washing media (SWM), the rates of live sperm shown no significant difference between CE and ES spermatozoa before freezing. However, the survival rate of frozen/thawed CE sperm was higher than ES (74.6±10.6% vs 53.8±5.2%) with significant difference (p < 0.05). The results of longevity test on frozen/thawed sperm from CE showed healthier sperm than ES. Therefore, spermatozoa from CE could be used for cryo-banking system in KBG lines. The more studies are needed to increase survival rate of ES semen.

기존에 많이 이용되고 있는 전기탈이온(EDI) 공정은 전기투석법과 이온교환수지법을 혼합한 공정이다. 그리고 공정에 이용되는 모듈은 전기투석을 위한 양･음이온교환막이 있으며 두 막 사이에 이온교환수지로 채워지는 형태이다. 그리고 모듈의 성능을 결정하는 인자로는 이온교환수지의 균질한 크기 분포도가 있다. 하지만 이온교환수지와 양･음이온교환막으로 인해 모듈의 크기가 커지는 단점이 있다. 이러한 점들을 바탕으로 현재 이온교환수지를 글라인딩하여 bipolar 형태의 막으로 만든 electro-adsorption deionization(EAD) 공정 모듈이 생산되고 있다. 본 연구는 현재 생산되고 있는 모듈보다 높은 이온교환능력을 가지는 이온교환고분자를 합성하고, 이온교환수지을 대신할 이온교환그룹을 가진 nano particle 제조하여 이 둘을 적절하게 조절하여 하이브리드막을 제조하였다. 그리고 제조된 하이브리드막은 전기화학적, 열적, 기계적 특성평가를 실시하였고, 그에 따른 고찰을 진행하였다.

음식폐기물 산발효액 내 존재하는 유기산은 산업 원료로 가치가 있으나 분리 비용이 높은 문제점이 있다. 본 연구에서는 저에너지 유기산분리를 위해 전기투석공정에서 산발효액 내 유기산의 이동현상과 운전조건 (전압, 희석율, pH) 간의 상관관계를 연구하였다. 아세트산과 부틸산으로 주로 구성된 음식물 산발효액 원액 (COD 기준 유기산 67.3 %) 을 실험실 규모 전기투석기를 사용하여 분리전압을 5 V ~ 12 V로 변화시켰을 때, 분리전압 8 V에서 최대 유기산 회수율 (COD 기준 89.4 %, 순도 86.8 %) 을 보였으며, 이 때 분리에 사용된 에너지는 0.286 kWh/kg-COD of VFAs로 나타났다. 전기투석과정에서 분자량 차이에 따른 유기산 간의 이동현상 차이는 발견되지 않았다.

역삼투막 기술은 이온을 효과적으로 제거할 수 있어 다양한 분야에 널리 활용되고 있으며, 가정용 정수기에도 사용되고 있다. 그러나 역삼투막 기술은 투과율과 회수율이 낮은 단점이 있다. 소형 가전제품에 적용하기 위해서는 이러한 단점들을 극복하는 것이 필요하다. 이를 극복할 수 있는 대체 기술의 하나로 전 기탈이온 방식을 들 수 있다. 전기탈이온 방식은 역삼투막과 중공사막의 장점을 결합한 것으로 이온교환 및 전극 소재에 전기를 걸어 높은 제거율과 풍부한 유량을 구현하는 기술이다. 또한, 전기적인 힘을 조절해 역삼투막급(순정수)와 미네랄을 함유한(청정수)를 생성할 수 있다. 본 발표에서는 전기탈이온 기술 개발 동향에 대해서 소개하고 소형 가전제품에 적용하기 위한 응용 연구사례를 소개하고자 한다.

Ooencyrtus nezarae lshii (Hymenoptera: Encyrtidae) is a major egg parasitoid of Riptortus pedestris (F.) (Hemiptera: Alydidae). One of the components of the aggregation pheromone of R. pedestris, (E)-2-hexenyl (Z)-3-hexenoate (E2HZ3H), is known to attract O. nezarae female. Response of O. nezarae females to E2HZ3H and its isomers was studied using electro-antennogram (EAG) and field tests. O. nezarae females showed higher antennal response to E2HZ3H and Z2HE3H isomers than E2HE3H and Z2HZ3H. In field tests, O. nezarae females were attracted to E2HZ3H traps, but not to Z2E3 traps. Interestingly, the blend of E2HZ3H and Z2HE3H showed significant antagonistic activities to the attraction of O. nezarae females in the field. We conclude from this study that Z2HE3H is a potent antagonist to the behavioral response of O. nezarae.

Measuring the exact cable tension force is important to cable supported bridge under construction and on service. This study was planned to propose EM(electro-magnetic) sensor-based method for measuring the tension force of MS(multi-strand) cable in cable-stayed and extradosed bridge. The tension force in each strand is the same due to MS cable construction using Iso-tensioning system. Therefore, In this prosed method, EM sensor was installed directly at a strand and the measurement model was established for estimating the tension force of strand via EM sensor by experiments. The measurement model was derived from the relation of tension force and magnetic permeability. Also, the magnetic permeability is shown to be different according to the magnetization characteristic of 1860MPa and 2200MPa high-strength strand. The difference is increased as tension force increases. Additional experiment was conducted to verify the measurement model. As a result, the distribution of strand tension calculated upon the EM sensor is similar to those of tension measured by load cell. This proposed approach can be an effective tool for monitoring and measuring the cable force of MS cable.

Although microalgae are considered as a promising feedstock for biofuels, cost-efficient harvesting of microalgae needs to be significantly improved. In this study, the use of electro coagulation as a more rapid flocculation method for harvesting a freshwater (Scenedesmus dimorphus) microalgae species was evaluated. The results showed that, electro coagulation was shown to be more efficient using an aluminum anode than using an iron anode. And optimum conditions of electro coagulation for harvesting Scenedesmus dimorphus were found. The optimum stirring speed was 100 rpm and optimum pH was 5. Furthermore, the current density which the fastest and highest recovery efficiency is achieved at 30 A/m2, while the highest energy efficiency was achieved at 10 A/m2. A the rapid and high recovery efficiency indicate that electro coagulation is a particularly attractive technology for harvesting microalgae.

The main object of this study is to investigate the collection characteristics of an electro-static multi-staged impaction system, experimentally. The experiment is carried out to analyze the characteristics of pressure drop and collection efficiency for the present system with the experimental parameters such as the inlet velocity, stage number, applied voltage and shape of discharge electrode, etc. In results, the pressure drop is shown below 148 mmH2O lower than that of the conventional bag filter at inlet velocity 3.46 m/s and 5 stage. For 5 stage , the collection efficiencies are to be 97.4, 99.0% with the applied voltage 0 kV at the inlet velocity 2.07, 3.46 m/s, while 98.4, 99.9% with 40 kV of a sharp edge discharge electrode. Additionally, the present system is to be considered as an effective compact system for a removal of particulate pollutants from marine diesel engines due to much higher collection efficiency and appropriate pressure drop.

Very recently, an efficient electrochemical desalination process employing bipolar membranes with large ion-exchange area is being developed (so-called ‘electro-adsorptive deionization’). In this process, ions dissolved in a feed solution can be removed through an ion-exchange mechanism under a strong electric field (a forward bias condition). The membranes can also be regenerated without the use of additional chemicals by the water-splitting reactions which occur at the bipolar junction of membranes (a reverse bias condition). In this work, we have developed novel bipolar membranes containing iron oxide/hydroxide catalysts. In addition, the ion-exchange capacities of the bipolar membranes have been largely enlarged by embedding finely powdered ion-exchange resins. (No. 10047796) (No. 2015H1C1A1034436)

Carbon micro particles with dimple patterns were produced by electro-spraying a solution of pitch in tetrahydrofuran. Particle formation depended on separation in an electrical field and volatilization of the solvent. More than 80% of the obtained carbon exhibited an average particle size of less than 50 μm. X-ray diffraction analysis suggests that the carbon with dimple patterns has increased crystallinity after heat treatment.

To improve the methanol electro-oxidation in direct methanol fuel cells(DMFCs), Pt electrocatalysts embedded on porous carbon nanofibers(CNFs) were synthesized by electrospinning followed by a reduction method. To fabricate the porous CNFs, we prepared three types of porous CNFs using three different amount of a styrene-co acrylonitrile(SAN) polymer: 0.2 wt%, 0.5 wt%, and 1 wt%, respectively. A SAN polymer, which provides vacant spaces in porous CNFs, was decomposed and burn out during the carbonization. The structure and morphology of the samples were examined using field emission scanning electron microscopy and transmission electron microscopy and their surface area were measured using the Brunauer- Emmett-Teller(BET). The crystallinities and chemical compositions of the samples were examined using X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The electrochemical properties on the methanol electro oxidation were characterized using cyclic voltammetry and chronoamperometry. Pt electrocatalysts embedded on porous CNFs containing 0.5 wt% SAN polymer exhibited the improved methanol oxidation and electrocatalytic stability compared to Pt/conventional CNFs and commercial Pt/ C(40 wt% Pt on Vulcan carbon, E-TEK).