FRP 복합재료 중 CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱)는 현재 RC 구조물의 내부 및 외부 보강재로서 그리드 형태로 활용되고 있다. 그러나 CFRP 그리드에 대한 성능평가 기준은 매우 미흡하여 FRP 보강근 기준을 사용하고 있다. 따라서 본 연구에서는 그리드 가닥 수와 경계조건과 변수를 고려하여 CFRP 그리드의 인장 성능을 평가하기 위한 실험이 수행되었다. 가닥 수는 1, 2, 3가닥에 대한 인장시험이 수행되었으며, 경계조건의 경우 모르타르, 에폭시, 에폭시 + 모르타르로 변수를 지정하였다. 인장시험을 통하여 최적 가닥 수 및 최적 경계조건으로 개발한 시편을 토대로 고온 노출 시간에 따라 CFRP 그리드의 인장 성능 평가가 수행되었다. 온도는 130°C 로 유지되었으며, 5개의 시편을 각각 70분(Case 2), 100분(Case 3), 120분(Case 4), 150분(Case 5) 고온에 노출하여 비 고온 노출 시편 과 비교하였다. 실험 결과, 비 고온 노출 시편과 비교하여 Case 5에서는 인장강도와 탄성계수가 각각 최대 51.32% 및 44.4% 감소한 것으로 나타났다.

기체 분리막의 상업적 발전은 CO2 분리 효율을 향상시키는 데 중요한 역할을 한다. 고분자량 PEO (high-Mw PEO)는 높은 CO2 용해도, 가격 경쟁성 및 견고한 기계적 특성을 가져 분리막 제조용 고분자로 유력하지만 그 특유의 결정성 으로 인해 기체 분리막에 응용이 어렵다. 본 연구에서는 결정성 감소를 위해 다양한 고분자 첨가제를 고분자량 PEO에 혼합 하는 방법을 제시하였다. 폴리에틸렌글리콜(PEG), 폴리프로필렌글리콜(PPG), 폴리아크릴산(PAA) 및 폴리비닐피롤리돈(PVP) 과 같은 상업적으로 이용 가능하고 섞임성이 좋은 수용성 고분자를 첨가제로 사용하여 PEO 결정성을 감소시킴으로써 가스 분리 성능을 향상시키고자 하였다. PEG 및 PPG의 경우 PEO의 결정 구조를 억제하지 못하고 분리막의 결함을 초래하였으나, PAA 및 PVP는 PEO의 결정 구조를 바꿔 결함이 없는 분리막을 제조하는 데 성공하였다. 고분자량 PEO 혼합막의 결정 구조 변화와 기체 분리 성능의 상관관계를 조사하여 본 연구의 결과와 이전에 기록된 결과를 바탕으로 고분자량 PEO에 대한 첨가 제 고분자의 설계 및 선택에 대한 통찰력을 제공하며, 이를 통해 비용 효율적이고 상업적으로 실용적인 CO2 분리막을 제조하 고자 하였다.

The PCHE(Printed Circuit Heat Exchanger)-type heat exchanger, which was fabricated by etching and diffusion bonding, was used to hydrogen station, VHTR(Very High Temperature Reactor), SMR and so on. The hydrogen station equipped with PCHE-type heat exchanger is necessary to inject the hydrogen gas into facilities, for instance, such as HFCV(Hydrogen Fuel Cell Vehicle) and power systems. The purpose of this study is to investigate the thermal characteristics of thin plate of PCHE depending on constraint conditions through numerical analysis. As the results, it showed that thermal stress of thin plate, which was not performed diffusion bonding at all, was larger than that, which was performed perfect diffusion bonding, and its maximum difference was about 3 times. Further it was confirmed that the thermal characteristics of thin plate could be obtained by investigating the heat flux.

비임상시험관리기준에서 독성시험 전 분석법 밸리데이션은 농도 설정 및 시료 제조 측면에서 중요하다. 시험기관에서는 의뢰받은 시험물질 2종에 대한 밸리데이션을 고성능액체크로마토그래피를 이용 하여 수행한 결과 특이성, 시스템 적합성, 직선성, 일내 재현성, 균질성, 안정성, 농도분석, 품질관리를 판정 기준에 만족하는 분석방법을 확립 및 검증하였다. 하지만 의뢰기관의 시험성적서상 표준물질 함량은 시험 기관의 결과보다 1.34배, 1.17배 높은 결과로 나타나 비임상시험관리기준에 적합한 분석법 밸리데이션을 통한 결과 도출이 신뢰성과 안정성 확보 측면에서 중요함을 확인하였다.

초고성능 콘크리트(UHPC)는 높은 압축강도를 위해 일반콘크리트에 비해 높은 시멘트 및 바인더 함량을 가지고 있다. UHPC 의 시멘트량을 줄이기 위한 연구가 지속적으로 수행되었으며, 그중 플라이애시와 고로슬래그는 각각 20%, 50% 수준까지는 강도 저하 없이 적용 가능하다는 연구가 확인되었다. 본 연구에서는 UHPC 배합에서 시멘트를 플라이애시와 고로슬래그로 치환하여 강도변화 및 유동성 변화를 분석하였다. 압축강도는 플라이애시 치환 실험체가 가장 낮으며, 고로슬래그는 치환 전과 유사한 강도를 보였다. 휨강도 는 고로슬래그, 플라이애시 치환 실험체 모두 감소하였다. 그러나 유동성은 플라이애시, 고로슬래그 실험체 모두 향상되면서 고성능감 수제 저감이 가능한 것을 확인하였다.

초고성능 콘크리트의 시멘트량 저감을 위해 시멘트와 치환하여 사용가능한 시멘트계 재료를 사용한 연구를 사전 조사하여 플라이애시와 고로슬래그를 선정하였다. 시멘트와 실리카흄 조합으로 120 MPa 이상의 압축강도를 보인 배합을 사용해 바인더조합의 변화에 따른 압축강도, 휨강도를 평가하였다. 플 라이애시와 고로슬래그를 사용한 배합은 유동성이 향상되었으며, 플라이애시는 압축강도가 실리카흄만 사용한 경우보다 다소 감소하였으나, 고로슬래그를 사용한 실험체는 실리카흄만 사용한 실험체와 유사 한 결과를 나타내었다.

초고성능 콘크리트의 충전밀도 향상을 위해 잔골재보다 미세한 실리카플라워를 사용하여 물리적 특 성변화를 분석하였다. 평균입경 300㎛의 규사를 100㎛인 실리카플라워로 일부 치환하여 압축강도, 휨 강도 변화와 유동성 변화를 측정하였다. 실리카플라워 사용으로 인해 압축강도와 휨강도가 향상되었으 나 유동성 저하로 인해 동일한 유동성을 확보하기 위해 추가적인 고성능감수제의 투입이 필요하였다. 유동성 저하는 바인더 차이에는 큰 영향을 받지 않았으며, 추가적인 고성능감수제 투입은 유사하게 나 타났다.

FRP 복합재 중 CFRP(Carbon Fiber Reinforcement Plastic)는 현재 Rebar, Plate, Grid 등 다양한 형태로 RC 구조물에 내‧외부 보강재로써 사용되고 있다. 이 중 CFRP Grid의 경우 국내에서 상용화가 되지 않아 다른 형태의 보강재보다 성능 분석 및 평가 기준이 미흡한 실정이다. 이에 따라 본 연구에 서는 Grid의 Strand, 경계조건, ASTM 고정장치의 유무 등 다양한 실험을 통하여 CFRP 그리드의 인 장 성능평가를 진행하였다. 선행 연구에서는 CFRP Grid의 인장시험 고정단의 경계조건에 따른 영향 성 분석을 위해 ASTM D7205 및 ASTM D6637에 따라 Tap-Tap (Type 1), Tap-Mortor (Type 2) 로 구성하여 인장시험을 수행하였으며, 시편의 파단 형상 및 시험 결과값이 가장 안정적인 Type 2를 CFRP Grid의 고정단 경계조건으로 설정하였다. 이러한 선행 연구를 바탕으로 고온 노출에 따른 CFRP 그리드의 인장 성능시험 평가를 진행하였으며, 인장시험은 만능재료시험기 및 고성능 카메라를 활용하여 최대 응력과 탄성계수를 도출하였다. 온도는 FRP의 전이온도인 150℃ 이내의 130℃에서 각 Case 별 5개의 시편을 70분(Case 2), 100분(Case 3), 120분(Case 4), 150분(Case 5) 노출한 후, 고온 에 노출하지 않은 시편(Case 1)과 비교하였다. 실험 결과, Case 5와 Case 1을 비교하여 인장강도와 탄성계수는 각각 최대 51.32%, 44.4% 감소하였다. 결론적으로 고온 환경에서 지속적으로 노출될 경 우, CFRP Grid의 성능이 최대 절반 수준으로 감소 되며 RC 부재 내‧외부에 보강 시에 고온 조건을 면밀히 검토하여 성능 감소를 최소화할 필요가 있다고 판단된다.

아스팔트는 점성이 높은 도로포장 재료로서 골재와 채움재를 결합시키는 역할을 하는 중요한 재료이다. 아스팔트 콘크 리트는 생산 및 시공 과정에서 혼합물이 장비에 부착되는 현상이 발생하여 생산 효율 및 성능 저하를 유발하기도 한다. 이와 같은 문제를 해결하기 위하여 석유류와 식물성 기름을 부착방지제(Asphalt Release Agent)로 사용하고 있다. 하지 만 석유류는 단시간에 아스팔트를 용해시켜 혼합물의 성능 저하를 유발할 수 있고, 발생하는 유증기로 인해 작업자를 위 험에 노출시킬 수 있다. 식물성 기름은 석유류에 비해 아스팔트에 대한 용해력은 다소 작지만 석유류와 동일한 문제를 야기하며 제품 단가로 인해 높은 비용을 발생시킨다. 이에 따라 아스팔트 혼합물 생산 및 시공현장에서 저독성이며 친환 경적인 부착방지제의 중요도가 상승하고 있다.

In recent times, there has been a significant demand for supercapacitors in energy storage applications due to their rapid charging– discharging capabilities, high power density, and excellent stability. Nevertheless, the synthesis of electrode materials with a substantial surface area, exceptionally high porosity, and superior electrochemical performance is still challenging. Activated carbons with a distinctive porous structure and exceptional electrochemical properties emerged as promising electrode materials for supercapacitors. In this study, we used a porous activated carbon (PAC) derived from petroleum coke followed by KOH activation as an efficient anodic electrode material. The ultra-high Brunauer–Emmett–Teller surface area of 2105.6 m2 g− 1 with stacked layers of carbon atoms arranged in a two-dimensional hexagonal structure makes the PAC an efficient candidate for a supercapacitor electrode. The PAC delivers a specific capacitance of 470 F g− 1 at a current density of 0.5 A g− 1 over a potential window of 0 to −1 V. The excellent cycling stability in a three-electrode setup with a capacitance retention of ⁓98% even at a high current density of 10 A g− 1 makes the PAC a potential anodic electrode material for high-performance supercapacitor applications.

N-doping content and configurations have a significant effect on the electrochemical performance of carbon anodes. Herein, we proposed a simple method to synthesize highly N self-doped chitosan-derived carbon with controllable N-doping types by introducing 2ZnCO3 ·3Zn(OH)2 into the precursor. The as-synthesized NC-CS/2ZnCO3·3Zn(OH)2 electrode exhibited more than twice the reversible capacity (518 mAh g− 1 after 100 cycles at 200 mA g− 1) compared to the NC-CS electrode, superior rate performance and outstanding cycling stability. The remarkable improvement should be mainly attributed to the increase of N-doping content (particularly the pyrrolic-N content), which provided more active sites and favored Li+ diffusion kinetics. This study develops a cost-effective and facile synthesis route to fabricate high-performance N self-doped carbon with tunable doping sites for rechargeable battery applications.

Liquid phase exfoliation of natural graphite is an industrially effective solution for graphene preparation. However, many countries have identified natural graphite as a strategic resource and restricted its mining. In this report, we used abundant and readily available needle coke (NC) as a graphene exfoliation precursor and sodium carboxymethyl cellulose (CMC) as a dispersant to prepare a sandwich structured conductive graphitized NC nanosheets (GNCNs) by liquid phase exfoliation, freeze-drying and high-temperature graphitization, in which a graphene layer is sandwiched between two thin CMC layers. CMC could increase the liquid absorption and retention ability of the conductive agent and improve the migration rate of lithium ions. The highly ordered graphene layer could accelerate the transmission of electrons. The GNCNs with 0.4 wt% CMC addition showed good rate performance (144.6 mAh g− 1 at 5 C) and high cycle stability (96.2% after 200 cycles at 1 C) for LiFePO4 (LFP) battery. The traditional Super-P (SP) conductive agent exhibited low-rate performance (113.9 mAh g− 1 at 5 C) and cycle performance (89.9% after 200 cycles at 1 C). This study offers a novel approach to selecting graphene precursors and has promising applications for conductive additives in high-performance LFP batteries.

A carbon matrix for high-capacity Li/Na/K-alloy-based anode materials is required because it can effectively accommodate the variation in the volume of Li/Na/K-alloy-based anode materials during cycling. Herein, a nanostructured porous polyhedral carbon (PPC) was synthesized via a simple two-step method consisting of carbonization and selective acid etching, and their electrochemical Li/Na/K-ion storage performance was investigated. The highly uniform PPC, with an average particle size of 800 nm, possesses a porous structure and large specific surface area of 258.82 cm2 g– 1. As anodes for Li/Na/K-ion batteries (LIBs/NIBs/KIBs), the PPC matrix exhibited large initial reversible capacity, fast rate capability (LIB: ~ 320 mAh g– 1 at 3C; NIB: ~ 140 mAh g– 1 at 2C; KIB: ~ 110 mAh g– 1 at 2C), better cyclic performance (LIB: ~ 550 mAh g– 1; NIB: ~ 210 mAh g– 1; KIB: ~ 190 mAh g– 1 at 0.2C over 100 cycles), high ionic diffusivity, and excellent structural robustness upon cycling, which demonstrates that the PPC matrix can be highly used as a carbon matrix for high-capacity alloy-based anode materials for LIBs/NIBs/KIBs.

PURPOSES : This study was conducted to evaluate the physical properties of the RAP 50 asphalt mixture containing polymer modified rejuvenator and warm-mix additive to improve the recycling rate of RAP and reduce CO2 emission. METHODS : Mix design of Polymer Modified Warm-mix Asphalt Mixture(RAP 50), and Hot Mix Asphalt Mixture(RAP 30) were produced and the properties of asphalt mixture such as Marshall Stability, ITS, Deformation Strength, TSR, and Dynamic Stability were compared between the two asphalt mixtures. RESULTS : The RAP 50 asphalt mixture showed superior or similar performances compared to the RAP 30 asphalt mixture in all the tests conducted. The results of the Marshall stability and dynamic stability in particular were 13,045N and 3,826 pass/mm, which were 11.37% and 76.7% greater than the RAP 30 asphalt mixture, which indicated that high plastic deformation resistance may be expected. CONCLUSIONS : The results obtained from laboratory tests on the two types of mixtures indicated that the use of polymer modified rejuvenator and warm-mix additive not only allows to increase the proportion of RAP but also improves its properties under lower temperature condition than RAP 30 asphalt mixture. Additionally, it was confirmed that plastic deformation resistance was high and moisture resistance and crack resistance were improved for a RAP 50 asphalt mixture.