Owing to their scalability, flexible operation, and long cycle life, vanadium redox flow batteries (VRFBs) have gained immense attention over the past few years. However, the VRFBs suffer from significant polarization, which decreases their cell efficiency. The activation polarization occurring during vanadium redox reactions greatly affects the overall performance of VRFBs. Therefore, it is imperative to develop electrodes with numerous catalytic sites and a long cycle life. In this study, we synthesized heteroatom-rich carbon-based freestanding papers (H-CFPs) by a facile dispersion and filtration process. The H-CFPs exhibited high specific surface area (~820 m2 g–1) along with a number of redox-active heteroatoms (such as oxygen and nitrogen) and showed high catalytic activity for vanadium redox reactions. The H-CFP electrodes showed excellent electrochemical performance. They showed low anodic and cathodic peak potential separation (ΔEp) values of ~120 mV (positive electrolyte) and ~124 mV (negative electrolyte) in cyclic voltammetry conducted at a scan rate of 5 mV s–1. Hence, the H-CFP-based VRFBs showed significantly reduced polarization.

High surface carbon aerogels with hierarchical and tunable pore structure were prepared using ionic liquid as carbon precursor via a simple salt templating method. The as-prepared carbon aerogels were characterized by nitrogen sorption measurement and scanning electron microscopy. Through instant visual observation experiments, it was found that salt eutectics not only serve as solvents, porogens, and templates, but also play an important role of foaming agents in the preparation of carbon aerogels. When the pyrolyzing temperature rises from 800 to 1000°C, the higher temperature deepens the carbonization reaction further to form a nanoporous interconnected fractal structure and increase the contribution of super-micropores and small mesopores and improve the specific surface area and pore volume, while having few effects on the macropores. As the mass ratio of ionic liquid to salt eutectics drops from 55% to 15%, that is, the content of salt eutectics increases, the salt eutectics gradually aggregate from ion pairs, to clusters with minimal free energy, and finally to a continuous salt phase, leading to the formation of micropores, uniform mesopores, and macropores, respectively; these processes cause BET specific surface area initially to increase but subsequently to decrease. With the mass ratio of ionic liquids to salts at 35% and carbonization temperature at 900°C, the specific surface area of the resultant carbon aerogels reached 2309 m2 g–1. By controlling the carbonization temperature and mass ratio of the raw materials, the hierarchically porous architecture of carbon aerogels can be tuned; this advantage will promote their use in the fields of electrodes and adsorption.

Graphene oxide (GO), consisting of numerous oxygen functional groups and 2-D graphene sheet, has drawn intensive attention as a promising membrane material due to its molecular-sieving nanochannel and ease of scale up. However, GO membranes have generally showed a low gas permeability stemming from the high tortuosity of laminate structure. Herein, we prepared silica/GO hybrid membranes to overcome the low gas permeability of GO membrane by tuning its surface area and interlayer spacing. The size of silica nanoparticles grown on the GO nanosheets was successfully controlled by varying the concentration of silica precursor. In particular, the relationship between gas permeability of silica/GO hybrid membranes and the size of silica nanoparticles was investigated.

2015년부터 최근까지 차세대도시농림융합기상사업단에서는 수도권에 위치한 도시기상 관측소에서 관측된 기상 자료(14소), 운고계(2소) 그리고 마이크로웨이브 라디오미터(MWR, 7소) 자료를 이용하여 태양에너지를 산출하였다. 수 도권지역에 위치한 운고계에서 관측된 후방산란계수와 MWR에서 추정된 액상물량을 이용하여 구름광학두께와 운량을 산출하였다. 각각의 원격탐사장비에서 산출된 운량을 태양복사모델에 입력하여 지표면에 도달하는 태양에너지를 계산하였다. 추정된 태양에너지를 관측과 비교한 결과, 중랑과 광화문지점에서는 과소추정이 나타났다. 선형회귀분석한 결과 0.8이하의 기울기를 나타냈고 −20W/m 2의 음의 편차와 120 W/m 2의 평방근오차(RMSE)가 나타났다. 그리고 MWR을 이용하여 추정된 태양에너지의 정확도(평균 결정계수(R 2 )=0.8)와 오차율(평균 RMSE=110 W/m 2 )이 향상되었다. 월별 산출된 운량과 태양에너지는 운고계를 이용하여 산출하였을 때 운량이 0.09 이상 크게 나타났으며 태양에너지가 50W/m 2 이상 낮게 산출되었다. 지점에 따라 차이는 있었으나 대체로 7월과 9월의 RMSE가 50W/m 2 이상 크게 계산되었다. 결과적으로 일누적 태양에너지는 광화문지점에서 가장 높은 상관성이 나타났고(R 2 =0.80, RMSE=2.87 MJ/Day), 구로지점에서 상관성이 가장 낮았다(R 2 =0.63, RMSE=4.77 MJ/Day).

본 연구에서는 센서의 표면적 변화에 따른 입체적 호흡수 센서의 센싱 방식을 제안하고, 직물 기반의 입체적 호흡수 센서의 성능 평가 및 의복에 적용할 수 있는 디자인 방향성을 탐색하고자 한다. 이를 위해 입체적 구조의 차이에 따라 2가지 유형의 입체적 호흡수 센서를 제작하고 더미와 인체 대상으로 연구를 실시하였다. 연구Ⅰ은 더미 대상 실험으로 센서의 유형 및 호흡 속도의 연구변인에 의해 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였다. 연구Ⅱ는 7명의 20대 남성을 대상 실험으로 연구Ⅰ의 연구변인 이외에 3개의 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다. 입체적 호흡수 센서의 정확도, 재현성, 신뢰도를 평가하기 위해, 의료기기 분야의 대표적 웨어러블 호흡수 센서인 BIOPAC을 사용하여 입체적 호흡수 센서와 동시에 호흡수를 측정하였다. 이상의 연구 결과를 통해 더미 대상으로 입체적 호흡수 센서의 측정 가능성을 탐색하였으며, 인체 대상으로 호흡수를 측정하여 측정 위치별 적합한 유형의 센서를 제안하였다.

우리나라 남해안의 대표적인 패류양식해역 중에 하나인 고성만 주변 표층 퇴적물 중 유기물과 중금속의 분포 및 오염현황을 이해하기 위해 입도와 총유기탄소(TOC), 총질소(TN), 중금속 9종(As, Cd, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)에 대해 조사하였다. 고성만 주변 퇴적 물은 세립질의 점토(clay)와 니(mud)로 이루어져 있었다. 유기물과 중금속은 만의 입구쪽에서 안쪽으로 갈수록 상대적으로 높은 농도를 보 였다. 특히, 퇴적물중 유기물 및 중금속의 분포와 C/N 비(5-10)를 고려하였을 때, 고성만 퇴적물 중 유기물은 해역 자체 내 생물체에 의해 생성된 해양기원성 유기물의 영향을 크게 받고, 중금속은 만 주변 혹은 만내 산재해 있는 인위적인 오염원의 영향을 크게 받고 있는 것으 로 파악되었다. 4 가지 퇴적물 오염평가 방법을 이용하여 고성만의 중금속 오염현황을 살펴본 결과, 고성만 퇴적물은 전 해역에 걸쳐 중 금속에 대하여 약간 오염된 상태였으며, 만의 북쪽과 북동쪽의 일부 해역은 퇴적물의 중금속 오염도가 높아 퇴적물에 서식하는 저서생물 에 큰 위해를 줄 수 있는 상태인 것으로 나타났다. 따라서, 고성만 주변 퇴적환경 개선을 위한 체계적인 관리계획의 수립과 함께 지속적 인 양식활동 및 양식생물의 안전성 확보를 위한 오염물질에 대한 집중적인 모니터링 연구가 병행되어져야 한다.

Carbon nanofiber (CNF) is used as an electrode material for electrical double layer capacitors (EDLCs), and is being consistently researched to improve its electrochemical performance. However, CNF still faces important challenges due to the low mesopore volume, leading to a poor high-rate performance. In the present study, we prepared the unique architecture of the activated mesoporous CNF with a high specific surface area and high mesopore volume, which were successfully synthesized using PMMA as a pore-forming agent and the KOH activation. The activated mesoporous CNF was found to exhibit the high specific surface area of 703 m2 g−1, total pore volume of 0.51 cm3 g−1, average pore diameter of 2.9 nm, and high mesopore volume of 35.2 %. The activated mesoporous CNF also indicated the high specific capacitance of 143 F g−1, high-rate performance, high energy density of 17.9-13.0Wh kg−1, and excellent cycling stability. Therefore, this unique architecture with a high specific surface area and high mesopore volume provides profitable synergistic effects in terms of the increased electrical double-layer area and favorable ion diffusion at a high current density. Consequently, the activated mesoporous CNF is a promising candidate as an electrode material for high-performance EDLCs.

This study is performed to fabricate a Ti porous body by freeze drying process using titanium hydride (TiH2) powder and camphene. Then, the Ti porous body is employed to synthesize carbon nanotubes (CNTs) using thermal catalytic chemical vapor deposition (CCVD) with Fe catalyst and methane (CH4) gas to increase the specific surface area. The synthesized Ti porous body has 100 μm-sized macropores and 10-30 μm-sized micropores. The synthesized CNTs have random directions and are entangled with adjacent CNTs. The CNTs have a bamboo-like structure, and their average diameter is about 50 nm. The Fe nano-particles observed at the tip of the CNTs indicate that the tip growth model is applicable. The specific surface area of the CNT-coated Ti porous body is about 20 times larger than that of the raw Ti porous body. These CNT-coated Ti porous bodies are expected to be used as filters or catalyst supports.

This study aimed to evaluate the surface area and velocity of center of pressure (COP) during one leg standing by stimulating the sensory system in normal adults. Thirty subjects were enrolled in this study. Subjects were asked to stand on one leg during testing conditions. Testing conditions included 6 different sensory stimulations as follows: eyes opened, eyes closed, eyes opened with vibrator, eyes opened with head-mounted display (HMD), eyes opened with vibrator and HMD, and eyes closed with vibrator. During each testing condition, the surface area and velocity of center of pressure were measured. There were significant differences in the mean surface area and the mean velocity of COP between the “eyes opened” condition and the other five testing conditions (p<.05). However, in the comparison between the “eyes closed” and “eyes opened with HMD” conditions, there were no significant differences in the tested parameters. This study shows that closing eyes or keeping eyes opened while using HMD to experience virtual reality has the same effect on one leg standing balance. This finding should be considered in the evaluation or intervention of balance, especially one leg standing balance and balance while standing with a small base of support.

2013년 8월 진해만을 대상으로 표층 퇴적물을 채취하여 미량금속(As, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, Mn, Pb, Zn)의 분포를 살펴보고, 오염도를 분석하였다. 미량금속의 평균농도는 As 11.1 mg/kg, Cd 0.52 mg/kg, Co 14.1 mg/kg, Cr 69.8 mg/kg, Cu 57.2 mg/kg, Fe 3.7 %, Hg 0.064 mg/kg, Mn 600 mg/kg, Pb 40.1 mg/kg, Zn 167.2 mg/kg 의 범위로 조사되었다. 미량금속 중 As, Co, Cr, Fe의 농도는 만 전반적으로 균일한 분포를 보였다. 반면, Cd, Hg, Pb, Zn는 마산만을 포함한 진해만의 북쪽 해역, Cu는 진해만 남동쪽의 고현만, Mn은 거제도 북쪽과 마산만 남쪽을 잇는 만 동쪽방면의 외해로 열린 해역에서 국지적으로 높은 농도를 나타냈다. 각 미량금속의 공간적 분포, 퇴적물 입도 및 미량금속 간의 상관관계와 요인분석 결과 등을 종합적으로 검토해봤을 때, Co, Cr, Fe는 퇴적물의 입도, Mn은 퇴적물의 산화환원 상태, 그리고 As, Cd, Cu, Hg, Pb, Zn은 만 주변의 오염활동으로 인한 미량금속 공급에 따라 분포가 지배되는 것으로 파악되었다. 미량금속 중 As, Cd, Cr, Hg, Pb의 농도를 국내 해양 퇴적물 환경기준인 주의기준(TEL), 관리기준(PEL)과 비교 시, Cd, Hg, Pb의 농도가 만의 북쪽인 마산만 주변에서 주의기준을 초과하였다. 각 미량금속의 농축계수 및 농집지수를 계산한 결과, As, Cd, Cu, Hg, Mn, Pb, Zn가 일부 해역에서 인위적 오염을 보였다. 이 중 As, Mn, Zn은 우려할만한 수준의 오염을 보이진 않았으나, 마산만을 포함한 만 북쪽에서는 Cd, Hg, Pb, 만 남동쪽 가장 안쪽의 고현만에서는 Cu로 인한 오염 수준이 비교적 높게 나타나 해당 원소의 농축에 대해 주의가 필요할 것으로 판단된다.

In this study, a novel method was proposed to test the integrity of water treatment system specifically equipped with membrane filtration process. We applied the silica particles coated with a fluorescent agent (rhodamine B isothiocyanate) as a surrogate to detect a membrane process integrity and evaluate the reliability of effluent quality in the system. Additionally, a series of experiments was conducted to evaluate the sensitivity of the method through the laboratory scale experiment. The laboratory scale experiments showed that the feasibility of application of proposed method to detect a breach or damaged part on the membrane surface. However, the sensitivity on predicting the area of a breach was significantly influenced by the testing conditions such as a concentration of surrogate, filtration flux, and detection time. The lowest error of predicting the area of breach was 3.5 % at the testing condition of surrogate concentration of 80 mg/L injected with flux of 20 L/m2/hr for 10 minutes of detection time for the breach having the actual area of 7.069 mm2. However, the error of estimation was increased at the small breach with area less than 0.785 mm2. A future study will be conducted to estimate a damaged area with more accuracy and precision.

서울을 포함한 수도권지역의 지표면 특성분석을 위하여 Landsat 위성자료(Landsat 5, Landsat 7, Landsat 8)를 이용하여 다양한 지표 특성지수와 지표면 온도를 계산하였다. 연구에 사용된 Landsat 자료는 가을철 자료로써 1985년 10월 21일의 Landsat 5, 2003년 9월 29일의 Landsat 7 그리고 2013년 9월 1일의 Landsat 8 자료를 이용하였다. 그리고 서울과 주변지역에 대하여 토양조절 식생지수, 수정 정규 습윤지수, 정규 습윤지수, 태슬 모자형 밝기, 태슬 모자형 초록, 태슬 모자형 습윤, 정규 식생지수, 정규 건설지수와 같은 지표 특성지수와 지표면 온도를 산출하였다. 대부분의 지표 특성지수들은 도시, 시골, 산, 건물, 강 그리고 도로 등에서 잘 구별되었다. 특히, 도시화의 특징은 서울 주변의 신도시(예, 일산)에서 잘 나타났다. 정규 식생지수와 정규 건물지수 그리고 지표면 온도에 따르면 도시의 확장은 서울의 주변지역에서 뚜렷이 보였다. 지표면 온도와 지표고도는 식생 또는 건설물의 구조와 분포를 나타내는 정규 식생지수 그리고 정규 건물지수와 강한 상관성이 나타났다. 정규 식생지수는 지표면온도와 양의 상관성을 보였고 지표고도와 음의 상관성을 가지는 반면, 정규 식생지수는 지표면온도와 지표고도에 대하여 각각 반대의 특성을 나타내었다. 또한, Landsat의 정규 식생지수와 정규 건물지수는 수도권지역에서 밀접한 관계를 보였다. Landsat 8과 Landsat 5에서는 -0.6 이하의 강한 상관성이 있었으며 Landsat 7에서는 -0.5 이상의 낮은 상관성이 나타났다.

Mirror surface machining for large area flattening in the display field has a problem such as a tool wear and a increase in machining time due to large area machining. It should be studied to decrease machining time and tool wear. In this paper, multi-tool machining method using a PCD tool and a SCD tool was applied in order to decrease machining time and tool wear. Machining characteristics (cutting force, machined surface and surface roughness) of PCD tool and SCD tool were evaluated in order to apply PCD tool to flattening machining. Based on basic experi- ments, the PCD/SCD multi-tool method and the SCD single-tool method were compared through surface roughness and machining time for appllying large area mold machining.

고준위방사성폐기물처분을 위한 부지특성평가 기술을 구축하고, 이를 활용하여 심부지질환경을 이해하기 위해 1997년부터 지금까지 한국원자력연구원 주변 지역을 고준위폐기물처분을 위한 연구지역으로 선정하여 다양한 지질 관련 연구를 수행해왔다. 특히, 2002년에는 고준위폐기물의 처분 대상 심도의 시추공 (지하 500m)을 굴착하였으며, 2006년에는 지하처분연구시설 (KURT, KAERI Underground Research Tunnel)을 준공하여 연구지역에 대한 심부지질환경 규명을 위해 노력하고 있다. 현재, 지하처분연구터널의 좌측 연구용 모듈 내에 500 m 길이의 장심도 시추공 및 지하처분연구시설에서 남쪽으로 약 200 m 이격된 위치에서 1,000m의 장심도 시추공에서 다양한 부지특성평가 연구를 수행 중에 있다. 본 연구는 고준위폐기물의 심지층 처분을 위한 요소기술인 심부영역의 부지특성평가기술을 구축하기 위해 수행되었으며, 수리지질학적인 관점에서 부지특성평가의 기본 모델이 되는 3차원 지질모델을 구축한 내용이다. 연구지역에서 수행된 지표 지질조사와 시추공 자료를 이용하여 종합 분석한 결과, 수리지질학적 관점에서 중요한 풍화대, 상부 저경사단열대, 심부 영역에 존재하는 결정론적 단열대를 규명하여 3차원으로 모형화하였으며, 향후 본 연구를 통해 도출된 지질요소의 수리지질특성을 평가하여 고준위방사성폐기물처분 분야에 중요한 기술인 심부 영역의 수리지질환경을 이해하는데 활용될 예정이다.

Fisher-Tropsch synthesis for the production of hydrocarbon from syngas was investigated on 20% cobalt-based catalysts (20% Co/HSA, 20% Co/Si-MMS), which were prepared by home-made supports with high surface areas such as high surface alumina (HSA) and silica mesopores molecular sieve (Si-MMS). In the gas phase reaction by syngas only, 20% Co/Si-MMS catalyst was shown in higher CO conversion and lower carbon dioxide formation than 20% Co/HSA, whereas the olefin selectivity was higher in 20% Co/HSA than in 20% Co/Si-MMS. In the effect of n-hexane added in syngas, the selectivities of C5+ and olefin were increased by comparing the supercritical phase reaction with the gas phase reaction in addition to reduce unexpected methane and carbon dioxide.

Determining age distributions of insect is required for many basic ecological studies. Most of insect developmental studies, the head capsule width and other developmental traits have been widely used to distinguish the instars. Unlike to other insect species, collembolan continues to molt after they reach sexual maturity. So these traits sometimes make it difficult to conduct developmental studies. Model animal used in this study was Paranura rosea a native collembolan speciese. To determine the age groups of P. rosea, we periodically (1week) made digital images of P. rosea (over 100 different images) under the magnifier (DIMIS-M) for consecutive 20 week. And then the head capsule width and the surface area of P. rosea were analyzed using a image software (ImageJ). In this test the head capsule widths and surface area were set as developmental parameters. Both two developmental parameters showed time-dependent increase patterns. And they gave good agreements between predicted developmental parameters and observed parameters (r2=0.83 and 0.71). Based on the reproducibility of juveniles and statistical mean separation tests (tukey's test), both two developmental parameters could be divided into 3 age groups. The information given this study will be used as a basis for understanding the population dynamics and other ecological research.