Western coastal area of Chungnam, including Cheonsu Bay and Garorim Bay, has suffered from hot and cold extremes. In this study, the extreme sea surface temperature on the western coast of Chungnam was analyzed using the quantile regression method, which extracts the linear regression values in all quantiles. The regional MOHID (MOdelo HIDrodinâmico) model, with a high resolution on a 1/60o grid, was constructed to reproduce the extreme sea surface temperature. For future prediction, the SSP5-8.5 scenario data of the CMIP6 model were used to simulate sea surface temperature variability. Results showed that the extreme sea surface temperature of Cheonsu Bay in August 2017 was successfully simulated, and this extreme sea surface temperature had a significant negative correlation with the Pacific decadal variability index. As a result of future climate prediction, it was found that an average of 2.9oC increased during the simulation period of 86 years in the Chungnam west coast and there was a seasonal difference (3.2oC in summer, 2.4oC in winter). These seasonal differences indicate an increase in the annual temperature range, suggesting that extreme events may occur more frequently in the future.

Ammonia is a potential fuel for producing and storing hydrogen, but its usage is constrained by the high cost of the noble metal catalysts to decompose NH3. Utilizing non-precious catalysts to decompose ammonia increases its potential for hydrogen production. In this study, carborundum (SiC)-supported cobalt catalysts were prepared by impregnating Co3O4 nanoparticles (NPs) on SiC support. The catalysts were characterized by high-resolution transmission electron microscope, X-ray photoelectron spectroscopy, temperature programmed reduction, etc. The results show that the large specific surface area of SiC can introduce highly distributed Co3O4 NPs onto the surface. The amount of Co in the catalysts has a significant effect on the catalyst structure, particle size and catalytic performances. Due to the interaction of cobalt species with SiC, the 25Co/SiC catalyst provided the optimal ammonia conversion of 73.2% with a space velocity of 30,000 mL gcat −1 h− 1 at 550 °C, corresponding to the hydrogen production rate of 24.6 mmol H2 gcat −1 min− 1. This research presents an opportunity to develop highly active and cost-effective catalysts for hydrogen production via NH3 decomposition.

Radioactive wastes, including used nuclear fuel and decommissioning wastes, have been treated using molten salts. Electrochemical sensors are one of the options for in-situ process monitoring using molten salts. However, in order to use electrochemical sensors in molten salt, the surface area must be known. This is because the surface area affects the current of the electrode. Previous studies have used a variety of methods to determine the electrode surface area in molten salts. One method of calculating the electrode surface area is to use the reduction current peak difference between electrodes with known length differences. The method is based on the reduction peak and has the benefit of providing long-term in-situ monitoring of surfaces immersed in molten salt. A number of assumptions have been made regarding this method, including that there is no mass transport by migration or convection; the reaction is reversible and limited by diffusion; the chemical activity of the deposit should be unity; and species should follow linear diffusion. For the purpose of overcoming these limitations, a variety of machine learning algorithms were applied to different voltammogram datasets in order to calculate the surface area. Voltammogram datasets were collected from multiarray electrodes, comprising a multiarray holder, two tungsten rods (1 mm diameter) working electrodes, a quasi-reference electrode, and a counter electrode. The multiarray electrode holder was connected to the auto vertical translator, which uses a servo motor, for changing the height of the rod in the molten salts. To make big and diverse data for training machine learning models, various concentrations of corrosion products (Cr, Fe) and fission products (Eu, Sm) in NaCl-MgCl2 eutectic salts were used as electrolyte; electrolyte temperatures were 500, 525, 550, 575, and 600°C. This study will demonstrate the potential of utilizing machine learning based electrochemical in situ monitoring in molten salt processing.

본 논문에서는 해상 위험유해물질(Hazardous Noxious Substances, HNS) 사고의 효과적인 대응을 위해 개발된 부유식 무인이동체 기반 광역탐지 및 모니터링 시스템의 운용 시나리오 설계와 실험 검증 내용을 보인다. 광역탐지 및 모니터링 시스템은 장시간 운용이 가 능하되 제한적 이동이 가능한 무계류형 부이 형태를 갖는 부유식 무인이동체 플랫폼을 기반으로 개발되었으며 임무 수행에 필요한 열화 상 카메라, 레이더, 부유 및 대기 HNS의 탐지를 위한 센서가 탑재되었다. 실험 검증 과정에서는 탐지 센서 성능을 야외 환경에서 실험적 으로 검증하기 위해 이동식 가스 유출 시스템(Portable Gas-exposure System, PGS)을 추가로 설치하였다. 무인 시스템의 원격 및 자율 운용을 위해 전체 운용 소프트웨어는 로봇운영체제(Robot Operating System, ROS) 프레임워크를 기반으로 통합되었다. 내수면 및 실해역에서의 실 험을 통해 개발된 시스템의 운용 및 활용 가능성을 실험적으로 검증하였다.

Pyrolysis fuel oil (PFO) is used for the manufacturing of high-purity pitch for carbon precursor due to its high carbon content, high aromaticity, and low heterogeneous element and impurity content. Pitch is commonly classified with its softening point, which is most considerable physical property affecting to various characteristics of the carbon materials based on pitch, such as electrical and thermal conductivity, mechanical strength, and pore property. Hence, the softening point should be controlled to apply pitch to produce various carbon materials for different applications. Previous studies introduce reforming process under high pressure and two step heat treatment for the synthesis of pitch with high softening point from PFO. These methods lead to a high process cost; therefore, it is necessary to develop a process to synthesize the pitch with high softening point by using energy effective process at a low temperature. In this study, waste polyethylene terephthalate (PET) was added to control the softening point of PFO-based pitch. The pitch synthesized by the heat treatment with the addition of PET showed the softening point higher than that of the pitch synthesized with only PFO. The softening point of PFObased pitch synthesized at 420 °C was 138.3 °C, while that of the pitch synthesized by adding PET under the same process conditions was 342.8 °C. It is proposed that the effect of the PET addition on the increase in the softening point was due to the radicals generated from thermal degradation of PET. The radicals from PET react with the PFO molecules to promote the polymerization and finally increase the molecular weight and softening point of the pitch. In addition, activated carbon was prepared by using the pitch synthesized by adding PET, and the results showed that the specific surface area of the activated carbon increased by the addition of PET. It is expected that the pitch synthesis method with PET addition significantly contributes to the manufacture of pitch and activated carbon.

어류 양식장 퇴적물 중 유기물과 중금속의 오염상태를 파악하기 위하여 통영-거제 연안 어류 양식장 퇴적물 중 총유기탄소 (TOC), 총질소(TN), 중금속(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)을 조사하였다. 양식장 퇴적물 중 TOC와 TN의 평균농도는 각각 22.7 mg/g과 3.4 mg/g로 남해안의 반폐쇄적인 내만보다 높았다. 퇴적물 중 중금속의 평균농도는 비소(As) 10.5 mg/kg, 카드뮴(Cd) 0.37 mg/kg, 크롬(Cr) 82.9 mg/kg, 구리(Cu) 127 mg/kg, 철(Fe) 4.19 %, 수은(Hg) 0.041 mg/kg, 망간(Mn) 596 mg/kg, 납(Pb) 39.5 mg/kg, 아연(Zn) 175 mg/kg였으며, 이중 Cd, Cu의 농도는 인접한 남동해 연안의 패류양식해역보다 3배 이상 높았다. 퇴적물 기준을 이용한 오염평가 결과, 대부분의 어류 양식장에서 TOC와 중금속 중 Cu 농도가 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한, 전체 중금속 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해 도지수(ERI) 결과는 일부 어류 양식장 퇴적물이 저서생물에 극심한 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 상태(disastrous risk)인 것으로 파악되었다. 따라서, 어류 양식장 퇴적물은 유기물 및 일부 중금속에 의한 오염된 상태를 보이고 있어, 양식장 퇴적환경을 개선하고 퇴적물내 유기물 및 중금속의 주된 오염원을 파악하는 한편 오염부하량을 저감하는 종합적인 관리대책이 필요하다.

Heatwaves are one of the most common phenomena originating from changes in the urban thermal environment. They are caused mainly by the evapotranspiration decrease of surface impermeable areas from increases in temperature and reflected heat, leading to a dry urban environment that can deteriorate aspects of everyday life. This study aimed to calculate daily maximum ground surface temperature affecting heatwaves, to quantify the effects of urban thermal environment control through water cycle restoration while validating its feasibility. The maximum surface temperature regression equation according to the impermeable area ratios of urban land cover types was derived. The estimated values from daily maximum ground surface temperature regression equation were compared with actual measured values to validate the calculation method’s feasibility. The land cover classification and derivation of specific parameters were conducted by classifying land cover into buildings, roads, rivers, and lands. Detailed parameters were classified by the river area ratio, land impermeable area ratio, and green area ratio of each land-cover type, with the exception of the rivers, to derive the maximum surface temperature regression equation of each land cover type. The regression equation feasibility assessment showed that the estimated maximum surface temperature values were within the level of significance. The maximum surface temperature decreased by 0.0450˚C when the green area ratio increased by 1% and increased by 0.0321˚C when the impermeable area ratio increased by 1%. It was determined that the surface reduction effect through increases in the green area ratio was 29% higher than the increasing effect of surface temperature due to the impermeable land ratio.

Upgraded activated carbons (ACs) are typically synthesized by mixed methods, such as solid–solid mixing and wet impregnation of low-grade ACs with KOH. This study compares the properties of upgraded ACs prepared by different methods using elemental analysis, X-ray photoelectron spectroscopy, N2 adsorption isotherms, and X-ray diffraction. In ACs produced by the solid–solid mixing, the ratio of potassium activator is proportional to the surface area and amount of gas produced. However, in wet impregnated ACs, the potassium ratio exhibits a zero or negative correlation. It is demonstrated that potassium ions in solution are not transferred to K2O and do not contribute to the surface area and pore size, generating less amount and different composition of gases. As such, impregnated ACs exhibit similar surface areas and large pores, regardless of the potassium ratio. The physical properties, such as specific surface areas and pore size distribution, of ACs using wet impregnation were similar to the ACs generated by the water physical activation. It indicated that the KOH does not efficiently act as a chemical activator in the wet impregnation method. Therefore, a certain amount and suitable mixing method of chemical activator play an important role in the property upgrade of ACs.

살포식 패류양식해역인 진주만의 퇴적물 중 유기물과 금속의 분포 특성 및 오염상태를 파악하기 위하여 2015년 8월에 산휘 발성황화물(AVS), 강열감량(IL), 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)를 조사하였다. 퇴적물 중 유기물과 금속원소의 농도는 패류양식장이 밀집해 있는 만의 남쪽 해역에서 높고, 우리나라 남해안의 다른 해역과 비슷하거나 낮았다. C/N비(5.7~8.0)를 기초로, 진주만 퇴적물의 유기물은 해역 자체에서 생성된 해양기원성인 것으로 파악되었다. 퇴적물 오염평가 결과, 유기물(AVS, TOC)과 금속원소(As, Cd, Cr, Cu, Hg, Pb, Zn) 농도는 우리나라의 퇴적물 기준보다도 상당히 낮았다. 또한, 금속원소 전체 농도를 고려한 오염부하량지수(PLI)와 생태계위해도지수(ERI) 결과는 패류 양식장이 밀집해 있는 남쪽 해역에서 높은 오염도를 보이지만, 대부분의 해역에서 저서생물에 약간 부정적인 생태 영향을 줄 수 있는 오염 상태였다. 그러므로, 진주만 퇴적물은 현재 유기물에 대해 서는 오염되지 않았고, 금속원소에 있어서는 약간 오염된 상태인 것으로 파악되었다.

필로티는 현대건축에서 주차공간의 활용, 보행자의 통로 등 여러 가지 이점을 가지고 있기 때문에 아파트와 오피스텔과 같은 고층건축물에 많이 사용되고 있다. 이러한 고층건축물의 필로티 형태 특성상 강풍이 불 때 바람이 집중되기 때문에 필로티 천장과 벽 면에 위치하고 있는 외장재 및 주골조가 파손되기 쉽다. 그리고 이러한 외장재 및 주골조의 탈락으로 인해 2차 피해가 발생할 우려가 있다. 하지만 건축구조기준(KBC-2016)에서는 고층건축물에 대한 천장 및 벽면의 풍압계수만을 제시할 뿐 필로티에 대한 기준이 명시 되어 있지 않다. 본 논문은 고층건축물에서 사용되는 필로티의 종류로서 관통형, 개방형 필로티를 선정하였고, 필로티의 폭과 깊이를 변수로 하여 풍동실험을 진행하였다. 그리고 변수에 따른 풍압계수의 특성을 파악하였고 비교 및 분석하였고 본 논문의 실험결과를 통 하여 필로티 설계 시 활용할 수 있는 주골조 및 외장재 설계용 풍압계수를 제시하였다.

본 연구는 화력발전소 배출로 인한 지표면 오염물질 농도의 시·공간적 영향을 실측 자료를 바탕으로 정량적으로 분석하려는 목적으로 수행되었다. 배출과 농도 관계의 정량적 분석을 위해 우선 기상 조건과 주변 배출원의 영향을 고려하였다. 이를 위해 자료의 선택과 관측지점 선정 과정을 제안하였고, 선정된 지표면 시·공간 자료에 K-Z 필터와 경험직교함수(EOF) 분석 기법을 적용하였다. 사용된 자료는 2014-2017년 4년의 기간 동안 당진과 태안 화력발전소 굴뚝 자동측정기기의 농도값을 이용하여 산출한 한 시간 평균 배출량 자료와 지표면 대기오염농도 측정망 자료이다. 기상 자료로는 최근 배포 중인 ERA5 재분석자료와 기상청 종관기상관측소 한 시간 평균 자료가 사용되었다. 발전소만의 영향이 최대한 보이도록 기상 효과와 지리적인 요인을 고려하여 선택한 시간대의 선정된 관측소 자료만을 이용하여 분석한 결과, 지표면 대기오염물질의 EOF 첫 번째 모드는 SO2, NO2, PM10 모두에 대해 97% 이상의 변동성을 설명하였다. 또한 지표면 농도장의 EOF 첫 번째 모드의 시계열은 화력발전소 배출과 유의미한 상관성을 보였다. 결과적으로 당진 화력발전소 SO2, NO2, TSP 시간 당 배출량이 각각 10%가 감소하면, 남서풍 계열의 바람에 의해 직접 영향을 받는 서울 수도권 지표면 평균 SO2 농도는 0.468 ppb (R=0.384), NO2는 1.050 ppb (R=0.572), PM10은 2.045 μg m−3 (R=0.343) 정도가 감소한다고 판단할 수 있다. 태안화력발전소의 경우, SO2, NO2, TSP 배출량을 각각 시간당 10% 씩 감축하면, SO2는 0.284 ppb (R=0.648), NO2는 0.842 ppb (R=0.683), PM10은 1.230 μg m−3 (R=0.575) 정도가 감소될 수 있음을 확인하였다. 태안화력발전소는 당진화력발전소에 비해 수도권지역 농도에 미치는 영향은 작았으나, 상관관계는 더 높았다.