8090 research outputs found
Sort by
재생 PET 섬유 저혼입에 따른 콘크리트의 역학적 특성에 관한 연구
No full textPolyethylene terephthalate (PET) can be utilized for reinforcing construction materials by strengthening the weakness of concrete in tension and low ductility. In this study, with the addition of 0.5 vol% recycled PET (rPET) fibers, material characterization were conducted. However, the smooth surface of PET weakened the bond strength with mortar matrix results in decreased at ITZ compared to the surrounding matrix. In order to improve the ITZ bond strength and frictional behavior between PET and mortar matrix, nano-particle (nano-SiO2) and surface treatment(NaOH, silane coating) were utilized. The nano-particle can fill the voids at ITZ between rPET and mortar matrix. The effect of seawater was also considered. The seawater mixed mortars were similar to those of freshwater mixed mortar. Additionally, formation of Friedel's salt was observed. It was also observed that rPET reinforced seawater mixed mortar did not reduce the mechanical properties compared to ordinary mortar while ensuring the cost efficiency. XRD and cemGEMS analysis were performed to find hydrated component from the matrix mixed with seawater. The degree of bonding condition at ITZ between rPET fiber and mortar matrix was also confirmed through SEM. The test results from the rPET fiber reinforced mortar confirmed that the mechanical properties (tensile strength, adhesion strength and fracture energy) were greatly improved. When 0.5 vol% of rPET fiber was mixed, the fracture energy increased by up to 802% compared to plain mortar. After confirmation of the improvement on the mechanical properties of rPET fiber reinforced mortar, the fracture energy of rPET fiber-reinforced concrete was also evaluated through the low speed CMOD control test(0.012 mm/min). The CMOD control test evaluated the fracture energy of concrete mixed with 0.2 vol% of rPET fiber and the fracture energy was improved by up to 156%. Accordingly, impact analysis model of wave dissipating concrete block was developed using the experimentally obtained fracture energies and the fragility curves of the wave dissipating concrete block has been presented. Under the same collision conditions, the probability of failure of wave dissipating concrete block was found to be reduced by 71% when 0.2 vol% of rPET fiber was mixed. It is expected that the rPET fibers can be used to reduced environmental problems and improve impact resistance of various concrete structures in the future.|본 연구에서는 rPET 섬유 보강 모르타르 및 콘크리트의 역학적 성능 개선 여부를 검토하고 이를 해양구조물인 소파블록에 적용하여 내충격성을 평가하고자 하였다. 일반적으로 PET의 매끄러운 표면과 소수성은 모르타르 매트릭스와 형성되는 Interfacial Transfer Zone(ITZ)에서의 치밀한 수화생성물 형성을 방해하여 섬유와 모르타르의 부착강도를 약화하는 것으로 알려져 있다. 이에 본 연구에서는 ITZ 결합 강도 개선을 위한 연구도 함께 수행하였다. 먼저 나노파티클(nano-SiO2)을 활용하였고, rPET의 친수성 개선을 통한 부착성능 개선을 도모하였다. 또한, 해수에 대한 영향도 함께 고려하였다. 수행된 rPET 보강 모르타르 시험 결과 정수로 배합된 경우는 물론이고 해수로 배합된 rPET 보강 모르타르의 역학적 성능(인장강도, 부착강도 및 파괴에너지)도 크게 개선됨을 확인하였다. rPET 섬유가 0.5 vol% 혼입된 경우 파괴에너지는 일반 모르타르(Plain mortar)에 비해 최대 802% 증가하여 건설재료의 내충격성 개선에 크게 효과가 있을 것으로 판단된다. 해수로 배합된 모르타르의 수화 생성물 확인을 위해 XRD 및 cemGEMS 정량분석을 수행하였다. 정량분석 수행결과 해수 모르타르의 전반적인 수화 생성물이 정수로 배합된 경우와 유사함을 확인하였으며, 추가적으로는 프리델염(Friedel’s salt)의 생성을 확인되었다. 나노파티클을 혼입한 경우 rPET와 모르타르 매트릭스 사이 ITZ에서 보다 치밀한 수화물이 생성됨을 SEM을 통해 확인하였고 이러한 성능개선 효과는 인장강도 시험, 부착강도 시험 및 파괴에너지 시험을 통해 최종 확인되었다. 모르타르에서 rPET 섬유의 역학적 성능개선 효과를 확인한 후 실제 콘크리트 구조물의 내충격성 개선 정도를 평가하기 위해 rPET 섬유 보강 콘크리트의 파괴에너지를 초저속 CMOD 시험을 통해 평가하여 0.2 vol%의 rPET 섬유 저혼입에 따라 최대 156%의 파괴에너지가 개선됨을 보였다. 전술한 파괴에너지 시험 값을 적용한 SPH 콘크리트 충돌 해석모델을 개발하여 소파블록의 내충격성능을 검토하고 Bayesian 통계법을 활용하여 충돌 취약도 곡선을 제시하였다. 동일한 충돌조건에서 0.2 vol%의 섬유 저혼입에도 파괴확률이 최대 71% 저감됨을 확인하였다. 향후 환경문제 검감과 동시에 다양한 해양구조물의 내충격성 개선에 rPET 섬유가 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.제 1 장 서 론 1
1.1 연구 배경 1
1.2 연구 목표 5
1.3 연구 범위 및 구성 6
제 2 장 문헌 조사 사전 연구 9
2.1 문헌 조사 9
2.1.1 rPET 섬유와 시멘트 페이스트와의 부착특성 9
2.1.2 나노파티클(nano-particle) 10
2.1.3 알칼리 환경에서의 PET 가수분해(Hydrolysis) 13
2.1.4 해수콘크리트 17
2.1.5 파괴에너지 18
제 3 장 rPET 섬유 보강 모르타르의 역학적 성능 평가 19
3.1 모르타르의 미세구조 분석 22
3.1.1 SEM 분석 22
3.1.2 XRD 분석 34
3.1.3 cemGEMS 해석 38
3.2 친수성 평가 43
3.2.1 접촉각 시험 43
3.2.2 rPET 인장 시험 49
3.2.3 rPET 인발 시험 (Pull-out test) 50
3.3 압축강도 측정시험 54
3.3.1 압축강도 사전 시험 (Preliminary test) 54
3.3.2 압축강도 시험 방법 56
3.3.3 압축강도 시험 결과 57
3.4 인장강도 측정시험 60
3.5 파괴에너지 측정시험 64
3.5.1 파괴에너지 사전 시험 (Preliminary test) 64
3.5.2 파괴에너지 시험 방법 67
3.5.3 파괴에너지 시험 결과 69
제 4 장 rPET 섬유 보강 콘크리트의 역학적 성능 평가 83
4.1 압축강도 측정시험 83
4.2 쪼갬인장강도 측정시험 85
4.3 파괴에너지 측정시험 87
4.3.1 파괴에너지(GF) 시험 방법 87
4.3.2 파괴에너지실험 제어 및 인장응력-균열폭 이중선형연화곡선 91
4.3.3 파괴에너지 측정을 위한 시험계획 및 장비 95
4.3.4 파괴에너지 측정시험 결과 및 분석 96
제 5 장 rPET 섬유 보강 소파블록의 내충격성 평가 107
5.1 소파블록 종류 107
5.2 SPH 해석 기법 109
5.3 콘크리트 재료모델 113
5.4 Bayesian 통계법을 활용한 취약도 분석 116
5.5 해석모델 개발 119
5.6 소파블록의 해석 범위 선정 123
5.7 소파블록의 내충격성 평가 129
제 6 장 결론 및 향후 과제 134
참고문헌 137
국문초록 146Maste
A Study on International Cooperation and Domestic Implementation for Marine Environment Protection
No full text해양환경오염은 인간이 정해놓은 경계선을 넘어 영향을 미치는 초국경적인 성격으로 바다의 헌법인 해양법협약에서는 제197조에서 각 당사국이 권한 있는 국제기구를 통하여 전 지구적·지역적으로 협력할 것을 의무로 정하고 있다. 전 지구적 관점에서 해양환경보호를 위하여 나아가야 할 방향을 제시하는 범세계적 협력체계는 국제기구, 지역기구 및 국내 법제도를 설정하는데 근간이 되어 지침을 제공하는 한편 지역적 협력체계는 초점을 각 지역의 특수성에 두고 범세계적 지침이 국내 법제도적으로 이행될 수 있도록 하는 실질적 역할을 한다고 볼 수 있다. 해양환경보호를 위한 노력은 이와 같이 전 지구적 그리고 지역적 협력체계를 통해 이행되고 있으며 상호보완적으로 기능하여 국내 해양환경법제 형성에 영향을 미치고 있다.
우리나라는 전 지구적인 협력을 위하여 UN이 주최하는 환경회의에 참여하고 해양법협약 및 IMO협약에 가입하여 국내적으로 수용하고 있다. UN 차원에서 범세계적인 환경회의를 통해 설정한 지속가능발전목표는 14번째 목표에서 해양환경보호에 관한 국가의 의무를 수행하기 위한 법제도 및 정책 마련의 기반이 되는 세부목표와 이행지표를 제시하고 2030년까지 달성하도록 한다. 해양법협약에서는 제12부를 통해 해양환경보호에 관한 국가의 의무를 규정하며 IMO에서는 해양법협약을 근간으로 권한 있는 국제기구의 지위에서 해양환경오염에 대응하기 위한 국제협약을 수립하여 시행하고 있다. 국내 해양환경 관련 법제는 이와 같은 범세계적 협력 사항을 해양환경과 관련된 개별법에 각각 수용하고 있으며 수용 과정과 이행 측면에서 한계가 존재함을 시사한다.
지역해의 환경을 보호하고자 성립된 지역적 해양환경 협력체계는 관리주체 및 협약의 체결 방식 등에 따라 다양한 형태로 존재하며 각 해역의 특성에 적합한 공동 대응을 위해 노력하고 있다. 그러나 우리나라가 속한 동북아 및 동아시아해역은 강력한 집행력이 담보된 국제법규범이 존재하지 않으며 여러 외부적 요인에 의해 해양환경보호 활동이 효과적으로 지속되기 어려운 상황이다. 따라서 우리나라가 참여하고 있는 지역해 프로그램이 실효적으로 기능할 수 있도록 개선방안을 모색하기 위하여 성공적인 지역해 협력체계로 손꼽히는 선례 연구를 바탕으로 비교연구를 진행한다.
해양환경보호와 보전의 문제는 미래 세대를 위한 현 인류의 과제로서 국경을 초월한 인식공동체를 바탕으로 해결방안이 모색되어야 함은 당연하다. 그러나 국제 환경레짐이 국내적으로 이행되는 과정에서 법률로서 국민의 권리와 의무에 직접 혹은 간접적으로 영향을 미치게 되므로 국내 이행 현황을 검토하는 것은 중요하며 필수적인 과정이라 할 수 있다. 따라서 해양환경을 보호하기 위한 방대한 협력체계가 존재함에 따라 범세계적, 지역적 그리고 국내적 관점에서 유기적으로 파악하여 발전방향을 제시한다.제1장 서론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 내용 및 방법 2
제2장 해양환경오염의 개념과 국제적 협력 5
제1절 해양환경오염의 개념 5
I. 해양환경오염의 정의 5
II. 해양환경오염 규제의 연혁과 발전 7
제2절 해양환경보호를 위한 국제적 협력 9
I. 범세계적 협력 9
II. 지역적 협력 10
제3장 해양환경보호를 위한 범세계적 협력 16
제1절 유엔환경회의와 해양환경보호 16
I. 유엔환경회의의 연혁 16
II. 유엔 지속가능발전목표와 국내법적 이행 23
제2절 해양법협약과 해양환경보호 30
I. 해양법협약 제12부의 성립과 지위 30
II. 해양법협약 제12부의 주요 내용 35
III. 해양법협약 제12부의 국내법적 이행 53
제3절 국제해사기구의 해양환경보호 55
I. 국제해사기구의 환경보전의무 55
II. 해양환경보호를 위한 협약과 국내법적 이행 56
제4절 시사점 69
I. 해양 분야 지속가능발전목표 이행의 한계 69
II. 해양법협약 이행의 한계 70
III. 국제해사협약 이행의 한계 72
제4장 해양환경보호를 위한 지역적 협력 77
제1절 지역별 해양환경보호를 위한 협력체계 77
I. 지역해 협력사례의 선정 77
II. 지역별 해양환경 협력체계 78
제2절 우리나라의 지역해 협력체계 참여 현황 84
I. 지역해 협력활동의 연혁 84
II. 동북아 및 동아시아 해양환경 협력체계 85
제3절 시사점 91
I. 타 지역해 사례와의 비교 적용 91
II. 국내 지역해 협력활동의 미비점 95
제5장 해양환경보호를 위한 법제적 이행방안 97
제1절 범세계적 협력체계의 국내적 이행 97
I. 유엔 지속가능발전목표의 국내적 실천 97
II. 해양법협약의 국내적 이행에 대한 개선 98
III. 국제해사협약의 국내적 이행에 대한 개선 100
제2절 지역해 협력체계의 실효적 이행 104
I. 지역해 협력체계의 발전방향 104
II. 지역해 협력 강화를 위한 국내적 조치 109
제6장 결론 111
참고문헌 114
국문초록 119Maste
항만 자동화 수준 기반의 항만 물동량 딥러닝 분석
No full textIn recent years, due to the increasing influence of global economic integration, international trade and economy have made indelible contributions to the economic development of the region and the whole country. As an important node connecting sea and land transportation, the development of import and export trade has an increasing requirement on port supply capacity and port service efficiency, which also promotes the continuous expansion of the scale of ports. With the implementation of the strategy of maritime power in recent years, the shipping industry has been revitalized with the development of the new Maritime Silk Road. Throughput is an important technical index of container logistics, no matter which port has gradually tried to manage and predict its port throughput in a more scientific way. Up to now, container logistics has almost occupied a dominant position in the whole shipping logistics, and the research on throughput is more and more important. As one of the important ports in the North of China, Qingdao Port has diversified advantaged advantages, and has become an important town in the container shipping system in the North of China. Since 2008, some major hubs at home and abroad began to put forward the construction concept of "port automation", and the research on "port automation" has also become a research hotspot. In the research on "port automation" as the theme, most of the research focuses on the connotation and development direction of port automation and the application and prospect of automation technology in the process of port operation.
In view of this, this paper tries to summarize the existing research results, and from the perspective of automation technology, analyze the automation development status of Qingdao Qianwan Container Terminal and the influencing factors of port throughput. LSTM algorithm was used to build the port throughput prediction model, and different port automation index was used as the model input to carry out the target port throughput prediction experiment. The model with high throughput prediction accuracy was obtained to systematically analyze and experiment with the throughput trend of Qingdao Qianwan Container Terminal.
The port throughput prediction model based on LSTM is constructed, and the target port throughput prediction experiment is carried out through different port automation indexes, which proves the applicability and prediction accuracy of the LSTM algorithm model in port throughput prediction. At the same time, according to the forecast results, the port development trend analysis, provides a basis for the planning and construction of Qingdao Qianwan Container Terminal.최근 몇 년간 세계 경제 통합의 영향력이 증가함에 따라, 국제 무역과 경제는 지역과 국가 전체의 경제 발전에 지울 수 없는 기여를 해왔다. 해상과 육상 교통을 연결하는 중요한 노드로서 수출입 무역의 발전은 항만 공급 능력과 항만 서비스 효율성에 대한 요구가 증가하고 있으며, 이는 항만의 지속적인 규모 확대를 촉진하기도 한다.
항만에서 항만 처리량을 보다 과학적인 방법으로 관리하고 예측하는 것은 컨테이너 물류의 중요한 기술 지표로 되고 있다. 지금까지 컨테이너 물류는 해운물류 전체에서 거의 지배적인 위치를 차지하고 있으며, 처리량에 대한 연구가 점점 더 중요해지고 있다.
칭다오 항은 중국 북부의 중요한 항구 중 하나로서, 컨테이너 물동량의 다양화로서 중국 북부의 컨테이너 운송측면에서 중요한 도시가 되었다. 칭타오항은 2008년부터 국내외 일부 주요 거점들이 '항만자동화'라는 구축 개념을 내세우기 시작했고, '항만자동화'에 대한 연구가 주요 이슈로 자리 잡았다. '항만자동화' 주제의 연구에서는 항만자동화의 발전방향, 항만운영과정에서의 자동화 기술의 적용과 전망에 대한 연구가 대부분이다.
이에, 본 논문은 기존의 연구 결과를 요약하고, 자동화 기술의 관점에서 칭다오 첸완 컨테이너 터미널의 자동화 개발 현황과 항만 처리량의 영향 요인을 분석하고자 한다. LSTM 알고리즘을 사용하여 항만 물동량 예측 모델을 구축하고, 모델 입력으로는 서로 다른 항만 자동화 지수를 사용하여 대상 항만 물동량 예측 시뮬레이션을 수행하였다. 칭다오 첸완 컨테이너 터미널의 처리량 추이를 체계적으로 분석하고 실험을 통하여 물동량 예측 정확도가 높은 모델을 얻었다. 동시에, 예측 결과에 의한 항만 개발 동향 분석으로 칭다오 첸완 컨테이너 터미널의 계획과 건설에 대한 근거를 타당성을 고찰할 수 있었다.Chapter 1 Introduction 1
1.1 Background 1
1.2 Motivation for research 4
1.3 Contributions 5
1.4 Organization of this dissertation 8
Chapter 2 Previous research 9
2.1 Overview of Port automation development 9
2.2 Qingdao Port Company profile 13
2.3 Automatic construction of Qingdao Qianwan Container Terminal 14
Chapter 3 Methods 17
3.1 Long Short-Term Memory 17
3.1.1 Deep Learning 17
3.1.2 Recurrent Neural Network 18
3.1.3 Research review on LSTM prediction application 18
3.1.4 Principle of LSTM Neural network 21
3.1.5 Bi-directional Long Short-Term Memory 25
3.2 Port Automation Index 26
3.2.1 Yard 28
3.2.2 Quay 32
3.2.3 Transfer 37
3.2.4 Gate 40
Chapter 4 Container throughput forecast of Qingdao Qianwan Container Terminal combined with port automation level 45
4.1 Qingdao Qianwan Container Terminal port automation level 45
4.1.1 Qingdao Qianwan Container Terminal Yard automation level 45
4.1.2 Qingdao Qianwan Container Terminal Quay automation level 47
4.1.3 Qingdao Qianwan Container Terminal Transfer automation level 49
4.1.4 Qingdao Qianwan Container Terminal Gate automation level 50
4.1.5 Qingdao Qianwan Container Terminal port automation level 51
4.2 Prediction model construction of Qingdao Qianwan Container Terminal 52
4.2.1 Model building 52
4.2.2 LSTM test results 53
4.2.3 Forecasting 55
Chapter 5 Discussion 60
Reference 62Maste
An Analysis on the Determinants of Educational Wage Discrepancy in Korean Major Service Industries
No full text1990년대 이후 한국경제는 경제성장의 둔화와 동시에 산업별, 직종별, 학력별, 성별, 기업크기 등 중층적으로 임금격차가 확대되면서 소득분배가 악화되고 있다. 따라서 이런 현상을 설명하기 위해 다양한 이론들이 등장하였다. 인적자본론에 의하면 인적자본의 유무에 따라 노동시장 분절이 발생하여 노동자 간 임금격차가 발생했다. 숙련노동편향기술진보 가설에 의하면 4차 산업혁명으로 ICT산업 기반 생산설비 자동화가 같은 숙련노동 편향 기술진보가 학력별 노동간 임금격차를 가져왔다. 국제무역가설에 의하면 세계화 진전으로 선진국에서 자본, 지식과 기술집약적 산업으로 구조전환이 일어나면서 학력별 노동 간 임금격차를 가져왔다.
본 논문은 이러한 이론적 배경하에서 학력별 임금격차의 요인으로 학력별 노동비율, 기술진보와 세계화로 정하고 CES생산함수를 상정하여 도소매업과 금융보험업을 대상으로 학력별 임금격차에 대한 결정요인분석을 실시하였다. 이 과정에서 대체탄력성을 추정하여 대체탄력성과 학력별 노동소득분배율 관계를 이용하여 학력별 노동간 소득분배율 변화를 추정하였다. 학력별 노동시장이 분절되었다는 가정하에 기술진보와 세계화를 포함한 추정모형을 설정하고, 시기를 3구간, 즉 총기간(1993-2021), 한국외환위기 포함 시기(1993-2006), 국제금융위기 포함 시기(2007-2021)로 나누어 결정요인을 추정하고 대체탄력성을 구하였다.
추정결과를 정리하면 다음과 같다. 첫째, 도소매업의 경우 고학력노동/저학력노동 비율은 학력별 임금격차, 즉 임금프리미엄에 시기구분과 관계없이 음(-)의 방향으로 영향을 미쳤다. 시기별로는 국제금융위기 포함 기간에 영향력이 가장 크게 나타났다. 반면 금융보험업의 경우 도소매업과 마찬가지로 음(-) 방향으로 영향을 미쳤지만 시기별로는 한국외환위기 포함 기간에 영향력이 가장 컸다.
둘째, 기술진보는 도소매업 경우 국제금융위기 포함 시기에 임금프리미엄에 양(+)방향으로 미쳤지만 한국외환위기 포함시기의 영향력은 통계적으로 유의미하지 않았다. 반면 금융보험업에서는 전체기간에 전문대졸 이상의 고학력노동인 경우 양(+)의 방향으로 영향을 미쳤지만 미미했다.
셋째, 세계화는 도소매업의 경우 대졸이상의 고학력노동일 때 전체기간에 대해 양(+)의 방향으로 영향을 미쳤다. 그러나 전문대졸 이상의 고학력노동으로 하는 경우 세계화의 영향력은 통계적으로 유의미하지 않았다. 반면 금융보험업 경우 대졸이상 고학력노동일 때 세계화의 영향은 임금프리미엄에 음(-)방향으로 영향을 미치어 국제무역가설을 한국 금융보험업에서 성립되지 않다는 것을 보여주고 있다.
넷째, 도소매업과 금융보험업 모두 시기에 관계없이 학력별노동 간 대체탄력성이 모두 양(+) 값으로 추정되었다. 1993-2021년 기간 동안 전체적으로 고학력노동/저학력노동 비율이 지속적으로 상승하고 있기 때문에 대체탄력성과 소득분배율의 관계에 따라 고학력노동의 소득분배율이 높아지고 저학력노동의 소득분배율은 낮아져 고학력노동 집단과 저학력노동 집단 간 소득격차는 확대되었다는 것을 알 수 있다. 그런데 시기별로 도소매업과 금융보험업에서 대체탄력성의 값의 차이를 보이고 있다. 도소매업의 경우 한국외환위기 포함시기의 대체탄력성이 국제금융위기 포함시기보다 더 높은 반면 금융보험업은 국제금융위기 포함 시기가 더 높았다. 이것은 도소매업은 한국외환위기 시기에 높아진 고학력노동과 저학력노동 간 소득분배율 격차가 심화되다가 국제금융위기 이후 점차 둔화되었다는 것을 보여준다. 반면 금융보험업은 한국외환위기 시기에 고학력노동과 저학력노동 간 소득분배율 격차는 확대되지 않았지만 국제금융위기 이후 소득분배율 격차가 심화되었다는 것을 보여준다.
전체적으로 도소매업은 학력별 임금격차는 학력별 노동비율(-), 기술진보(+), 세계화(+) 순으로 영향을 받는 것으로 나타났다. 반면 금융보험업은 학력별 노동비율(-)외에 세계화와 기술진보의 영향은 거의 없는 것으로 나타났다. 도소매업과 금융보험업은 비교역재 성격이 강한 서비스업이므로 학력별 노동 비율에 의한 내생적 요인의 영향력이 기술진보와 세계화와 같은 외생적 요인의 영향력보다 더 크다고 해석된다.
결론적으로 도소매업은 학력별 절대임금격차는 확대되고 있으나 상대적 임금격차는 학력별 노동비율 증가로 축소되고 기술진보와 세계화의 요인에 의해 확대되고 있다. 한편 국제금융위기 시기가 한국외환위기 시기보다 대체탄력성이 낮아져 고학력노동과 저학력노동 집단간 소득분배율 격차는 축소되고 있다. 반면 금융보험업은 학력별 절대임금격차는 확대되지 않고 일정수준을 유지하고 있다. 상대적 임금격차는 기술진보와 세계화의 영향이 거의 없는 상태에서 학력별 노동비율의 증가로 축소되고 있다. 한편 국제금융위기 시기가 한국외환위기 시기보다 대체탄력성이 높아져 고학력노동과 저학력노동 집단간 소득분배율 격차는 확대되고 있다.
이 논문은 CES생산함수를 바탕으로 추정모형을 설정하여 학력별 임금격차 결정요인분석뿐만 아니라 대체탄력성을 구하여 학력별 노동소득분배율의 변화를 추정할 수 있는 장점이 있다. 그러나 이 연구는 서비스업 가운데 빠르게 고용자수가 증가하고 있는 도소매업과 고학력노동의 비중이 높은 금융보험업을 대상으로 분석을 했기 때문에 서비스업 전체나 제조업을 포함하여 산업구조전환에 대한 소득분배상황을 파악할 수 없는 한계가 있다. 이 부분에 대한 연구는 향후 연구과제로 삼는다.|Since the 1990s, the Korean economy has been deteriorating in income distribution as the wage gap has widened in multiple layers, including industries, occupations, educational backgrounds, gender, and corporate size, at the same time as economic growth has slowed down. This phenomenon is not unique to Korea, but has already appeared worldwide in advanced countries such as the United States and Western Europe in the 1980s. Therefore, various theories such as human capital theory, skilled labor-biased technology progress hypothesis, and international trade hypothesis have emerged to explain this phenomenon.
Under this theoretical background, this paper focused on how the degree of alternative elasticity between production factors affects the income distribution rate of production factors. First of all, the CES production function was assumed, and the elasticity of substitution between educational labors were estimated for the financial industry and whole sales & retail industries. In the case of heterogeneous labor, technological progress and globalization were used as control variables, and the elasticity of substitution was estimated by dividing the period into three sections, that is, the total period (1993-2021), the period including the Korean foreign exchanges crisis (1993-2006), and the period (2007-2020) including the international financial crisis. Based on these estimates, the increase or decrease of each labor income share was analyzed by applying it to the economic growth model.
Under the assumption of labor heterogeneity and a certain level of technology, the manufacturing industry generally decreased before 2010 and increased after that. On the other hand, in the whole sales & retail industry, the share of low-educated labor income generally increased before 2010 and decreased since then, but has recently increased again since 2018. The elasticity of substitution was estimated, based on an estimation model that includes technical progress and globalization as control variables, uses the relative wage of high-educated labor as a dependent variable, and uses the ratio of high-educated labor to low-educated labor as an explanatory variable. The period was estimated by dividing it into the period including the Korean foreign exchange crisis (1993-2006), the period including the international financial crisis (2007-2021) and the total period (1993-2021). The distribution rate of low-educated labor income in financial industry and whole sales & retail industries was found to decrease overall regardless of the period classification. However, the decrease in the income share of low-educated labor in the financial industry sector was greater than in whole sales & retail industries. By period, it was found that the decrease in the income share of low-educated labor was greater during the international financial crisis than during the Korean foreign exchanges crisis. In addition, in both industries, technological progress had a greater impact on the wage gap () than globalization. By industry, financial industry was more influential than whole sales & retail industry, and by period, they were more influential during the international financial crisis than during the Korean foreign exchange crisis. Therefore, it is concluded that the distribution of income between low-educated and high-educated labor in both industries in Korea is quite consistent with other research results.
This paper empirically analyzed the income distribution situation by industry using the relationship between the elasticity of substitution between production factors and the income distribution rate of production factors. However, since this study compared financial industry and whole sales & retail industry, there is a limitation in that it is not possible to grasp the income distribution status for industrial structure conversion by assuming the entire service industry. Research on this part will be made as a future research task.표 목 차 ⅳ
그림목차 ⅴ
Abstract ⅵ
제 1 장 서 론 1
제1절 연구의 배경 및 목적 1
제2절 연구의 방법과 범위 3
2. 1 연구방법 3
2. 2 연구범위 4
제3절 연구의 구성 5
제 2 장 학력별 임금격차의 이론적 배경과 선행연구 8
제1절 이론적 배경 8
1. 1 인적자본론 8
1. 2 숙련노동편향 기술진보 가설 10
1. 3 국제무역가설 12
제2절 선행연구 15
2. 1 학력별 노동시장 구조 15
2. 2 기술진보와 노동시장 17
2. 3 세계화와 국제무역가설 20
2. 4 대체탄력성과 소득분배율 22
제 3 장 도소매업과 금융업의 노동시장구조 25
제1절 한국 서비스산업의 현황 25
1. 1 서비스업의 정의와 분류 25
1. 2 주요 서비스산업의 노동시장 현황 30
1.2.1 주요 서비스산업의 고용구조 변화 30
1.2.2 주요 서비스산업의 임금구조 변화 34
제 2 절 도소매업의 학력별 노동시장 현황 37
2. 1 도소매업의 고용구조 37
2. 2 도소매업의 임금구조 39
제 3 절 금융보험업의 학력별 노동시장 현황 42
3. 1 금융보험업의 고용구조 42
3. 2 금융보험업의 임금구조 45
제 4 장 실증분석모형 설정 49
제1절 추정모형 설정 49
1. 1 생산함수의 정의 49
1.1.1 노동이 동질적인 경우 49
1.1.2 노동이 이질적인 경우 50
제2절 대체탄력성과 소득분배 51
2. 1 동질적 노동의 경우 51
2. 2 이질적 노동의 경우 54
2.2.1 기술진보 등 외생변수가 일정한 경우 54
2.2.2 기술진보 등 외생변수가 변화하는 경우 55
제3절 추정모형 56
제4절 통계자료 57
4. 1 산업별 종사자 임금과 고용자수 자료 57
4. 2 산업별 물적자본 57
4. 3 세계화 : 총무역액 57
4. 4 기술진보 : 연구개발비 58
4. 5 시장이자율 58
4. 6 소비자 물가지수 58
제 5 절 통계분석방법 59
제 5 장 추정 결과 및 해석 61
제1절 추정결과 61
1. 1 단위근 검정 결과 61
1. 2 공적분 검정 결과 66
1. 3 회귀분석 추정결과 67
제2절 해석 74
제 6 장 결론 76
참고문헌 79
부표 86
국문초록 87Docto
The Acute Effect of Electromyography Biofeedback Training on the Proprioception, Dynamic Stability and Pain in Adults with Patellofemoral Pain
No full textIntroduction: Patellofemoral pain can be caused by abnormal lateral movement of the patella due to decreased muscle activation of the vastus medialis oblique muscle. Pain greatly affects movement activity and control. Proprioception, which controls body movement, posture, and stability, requires training to restore proprioception because it may not return to normal even after the pain is relieved. Electromyography (EMG) is a common technique used in clinical settings, which utilizes visual biofeedback to correct muscle activation during exercise. However, it is unclear whether the correction of muscle activation by the EMG biofeedback training restores proprioception, dynamic stability and pain. In addition, to our knowledge, no study has investigated acute EMG biofeedback training on proprioception in adults with patellofemoral pain.
Objectives: This study aimed to investigate the acute effects of EMG biofeedback training in the quadriceps femoris muscle on knee joint proprioception, dynamic stability, and pain in adults with patellofemoral pain.
Methods: The participants were twenty-nine adults (23 males and 6 females) aged ≥ 20 years with patellofemoral pain. We randomly assigned participants to either the EMG biofeedback training (EBT) group (n=15, mean age: 20.13±1.55 years) or the control group (n=14, mean age: 20.93±2.43 years). Proprioception of the knee joint was measured using joint position sense (30°, 45°, and 60°) and force sense tests. A Y-balance test was performed to test the dynamic stability of the lower extremities. A visual analog scale (VAS) was used to confirm the level of knee pain. The intervention group received EMG biofeedback training to increase the muscle activation of the vastus medialis oblique muscle, providing visual biofeedback using EMG.
Results: The positional error evaluated in the 45° joint position was significantly decreased after the intervention (EBT: pre= 3.76±2.33°, post= 2.11±1.85°, P=0.020), with an interaction between time and group (P=0.028), but not other joint positions (30° and 60°). There was no significant change in the force sense tests and the Y-balance test after the intervention. The VAS score reduced (EBT: pre= 3.87±2.20, post= 2.00±1.46, P=0.001), with a significant interaction between time and group (P=0.001). We also confirmed significantly increased muscle activation in vastus medialis oblique (EBT: pre= 57.84±38.97 μV, post= 88.44±58.46 μV, P=0.019) and vastus lateralis (EBT: pre= 53.01±30.53 μV, post= 64.97±33.67 μV, P=0.006).
Conclusions: The findings suggest that acute EMG biofeedback training reduced knee pain in young adults with patellofemoral pain. The improvement of positional error was observed in the 45° joint position but not in others. Moreover, there were no significant changes in lower extremity dynamic stability after acute EMG biofeedback training. Further research is needed to evaluate whether short- and long-term biofeedback training with EMG used in the treatment of patellofemoral pain is associated with outcomes of proprioception.|서론: 무릎넙다리 통증은 안쪽넓은근의 근 활성 저하로 인한 무릎뼈의 비정상적인 횡방향 움직임을 일으켜 발생할 수 있으며, 통증은 움직임 활동과 조절에 큰 영향을 미친다. 신체 움직임과 자세, 안정성 등을 관장하는 고유수용감각은 통증이 회복되더라도 자연스럽게 정상적으로 돌아가지 않을 수 있어 고유수용감각을 회복하는 훈련이 필요하다. 최근 근 활성도를 높이는 효과적인 훈련 방법으로 근전도 바이오피드백이 제안되고 있다. 그러나 근전도 바이오피드백 훈련으로 인한 근 활성 비율의 교정이 고유수용감각, 동적 안정성 및 통증을 회복시키는지는 아직까지 불분명하다. 특히, 일회성 근전도 바이오피드백 훈련이 고유수용감각의 변화에 기여하는지에 대한 연구는 보고되어 있지 않다.
연구 목적: 본 연구의 목적은 무릎넙다리 통증이 있는 성인을 대상으로 넙다리네갈래근에 일회성으로 실시한 근전도 바이오피드백 훈련이 무릎 관절의 고유수용성 감각과 동적 안정성, 통증에 미치는 급성 효과를 규명하는 것이다.
연구 방법: 본 연구의 대상자는 무릎넙다리 통증을 가진 20~30대 성인 남녀 29명(남: 23, 여: 6) 이었으며, 무작위 배정 방식으로 근전도 바이오피드백 훈련군(n=15, 나이: 20.13±1.55세)과 대조군(n=14, 나이: 20.93±2.43세)으로 배정되었다. 무릎 관절의 고유수용감각은 관절위치감각 및 힘감각 검사를 실시하여 측정하였으며 하지 동적 안정성 검사를 위해 Y-balance test를 실시하였다. 통증의 척도를 확인하기 위해 무릎 관절에 대한 시각 상사 척도 검사를 실시하였다. 근전도 바이오피드백 훈련군에게는 근전도를 활용하여 시각적 바이오피드백을 제공하면서 안쪽넓은근의 근 활성도를 높이기 위한 등척성 근수축 훈련을 실시하였다.
연구 결과: 관절위치감각은 45°에서 시기간(EBT: pre= 3.76±2.33°, post= 2.11±1.85°, p= .020) 및 시기와 그룹 간 상호작용(p= .028) 효과의 유의한 차이가 나타났다. 그러나, 힘감각 및 하지 동적 안정성의 결과는 중재 전후에 유의한 차이가 없었다. 시각 척도로 측정한 통증지수는 중재 후에 유의하게 감소하였으며(EBT: pre= 3.87±2.20, post= 2.00±1.46, p= .001), 시기와 그룹간 유의한 상호작용 효과를 나타냈다(p= .001). 근전도 바이오피드백 훈련군의 안쪽(EBT: pre= 57.84±38.97μV, post= 88.44±58.46 μV, p= .019) 및 가쪽넓은근(EBT: pre= 53.01±30.53μV, post= 64.97±33.67μV, p= .006)의 근 활성도는 유의하게 향상되었다.
결론: 본 연구의 결과는 무릎넙다리 통증을 가진 젊은 성인에 있어 일회성 근전도 바이오피드백 훈련이 통증 감소에 효과적임을 시사한다. 그러나, 관절위치감각 및 힘감각으로 평가한 고유수용 감각과 동적 안정성에 대한 효과는 확인할 수 없었다.제1장 서론 1
1. 연구의 필요성 1
2. 연구의 목적 4
3. 연구의 가설 4
제2장 이론적 배경 5
1. 고유수용감각의 역할과 기능 5
2. 무릎 통증과 고유수용감각 6
3. 무릎넙다리 통증을 가진 사람의 넙다리네갈래근 활성화 8
4. 근전도 바이오피드백을 이용한 운동의 효과 9
제3장 연구방법 11
1. 연구대상 11
2. 연구설계 13
3. 측정항목 14
4. 측정방법 14
4.1 신체조성 14
4.2 관절위치감각 검사 15
4.3 힘감각 검사 16
4.4 근 활성도 검사 17
4.5 하지 동적 안정성 검사 18
4.6 통증 시각 상사 척도 검사 19
5. 운동 프로그램 20
6. 자료처리 20
제4장 결과 22
1. 근전도 바이오피드백 훈련이 고유수용감각에 미치는 영향 22
1.1 관절위치감각 22
1.2 힘감각 22
2. 근전도 바이오피드백 훈련이 하지 동적 안정성에 미치는 영향 24
3. 근전도 바이오피드백 훈련이 통증에 미치는 영향 24
4. 근전도 바이오피드백 훈련이 근 활성도에 미치는 영향 25
제5장 논의 27
1. 근전도 바이오피드백 훈련이 고유수용감각에 미치는 영향 27
2. 근전도 바이오피드백 훈련이 하지 동적 안정성에 미치는 영향 31
3. 근전도 바이오피드백 훈련이 통증에 미치는 영향 33
4. 연구의 강점 및 제한점 34
5. 향후 연구과제 35
제6장 결론 및 제언 36
참고문헌 37
국문초록 44Maste
A Study on the tracking of ARPA Radar signals based on UK-PDAF and Fusion with AIS Data
No full text장애물 탐지 기법은 안전한 자율운항 시스템 구축에 있어 필수적으로 요구되는 기술로서 최근 핵심 연구주제 중 하나이다. AIS와 ARPA Radar의 센서 융합은 자율운항 선박의 정도 높은 주변 상황 판단을 위해 필요하며, 이와 관련하여 센서의 정확도 및 융합 기법에 대한 중요도가 증가하고 있다. 본 연구는 AIS와 ARPA Radar의 특성을 고려하기 위해 AIS 신호에 대해서 시간 지연 요소를 적용하였으며, ARPA Radar 신호에 대해서 CV-UK-PDAF 기반 객체 추적 기법을 적용하였다. 또한, 이종 신호를 통해 동일 선박으로 판단할 수 있는 센서 융합 알고리즘을 개발하였다. 최종적으로 실선의 항해기록저장장치 데이터를 기반으로 검증 절차를 수행하여 제안한 기법의 타당성을 검토하였다.1. Introduction 1
1.1 Background 1
1.2 Contents of study 4
2. ARPA Radar tracking using UK-PDA Filter 5
2.1 Unscented Kalman Filter 6
2.1.1 System Model 9
2.1.2 Unscented Transform 13
2.2 Probabilistic Data Association Filter 16
2.2.1 Validation Gate 18
2.2.2 Association Probability 19
2.3 UK-PDA Filter 21
3. Sensor Fusion 25
3.1 Data processing 26
3.2 Prediction method based on AIS data 28
3.3 Sensor fusion Algorithm 30
4. Validation 37
4.1 Program for research 38
4.1.1 Traffic Monitoring System 38
4.1.2 Signal Generator 39
4.2 Field Test 40
4.3 Result 41
4.3.1 Abnormal phenomenon 42
4.3.2 Classification of signal pattern 45
4.3.3 Results in each step 46
5. Conclusion 61
Reference 63Maste
Study on prediction of the temperature over high-temperature furnace using convolutional neural network based on laser hyperspectral image
No full textIn this manuscript, purpose to predict the internal temperature of a high-temperature furnace using a convolutional neural network (CNN). Experiments data was based on hyperspectral image, rather than the CT-TDLAS method using laser absorption spectroscopy and was constructed to the image of spectral bands by laser spectroscopy that passed through a high-temperature furnace. Through repetitive experiments, a total of 20,000 data were composed of the measurement range of temperature 25 ℃ to 800 ℃. Based on these data, the study was conducted by predict the temperature of spectroscopy image using CNN.
Learning was conducted with data obtained by dividing the number of the output layer by 10 instead of 775. When learning the output layer divided into 10, the verification data showed 89.79% accuracy and the test data showed 88.73%. When the Gaussian sub-pixel interpolation was applied to make up for accuracy, the accuracy was 90.49%, it was improve by about 1.75%.
When the number of output layers was set to 4, accuracy of the test data was the best, and it was confirmed that the optimal model could be configured by adjusting the number of output layers according to the data.
Through these research results, the possibility of industrial application development of a measurement system using laser spectroscopic image was confirmed.1. 서론 1
1.1 연구 배경 및 동향 1
1.2 연구내용 및 방법 4
2. 고온로 장치 레이저 측정 실험 6
2.1 TDLAS(가변 다이오드 흡수 분광법) 6
2.2 초분광 영상(Hyperspectral Imaging, HSI) 7
2.2.1 초분광 기술 7
2.2.2 초분광 기술 종류 8
2.2.3 초분광 시스템 9
2.2.4 분광기 9
2.3 고온로 실험 장치 구성 10
2.4 실험 절차 22
2.4.1 교정(Calibration) 22
2.4.2 영상데이터 저장(Imaging data recording) 24
2.4.3 온도 측정 실험 24
2.5 실험 결과 25
3. 인공지능 26
3.1 신경망 모델 26
3.2 인공지능 학습 31
3.2.1 데이터 전처리(Data preprocessing) 31
3.2.2 모델 평가 지표 35
3.2.3 Convolution layer 변경 예측 결과 37
3.2.4 Dense layer 변경 예측 결과 39
3.2.5 Batch size 변경 예측 결과 42
3.2.6 출력층 변경 예측 결과 45
3.3 신경망 모델 평가 47
4. 결론 및 고찰 50
참고문헌 52
국문초록 57Maste
A Study on Pressure Control in Fuel Cell Stack of Electric Propulsion Ship using Neural Networks
No full text최근 국내외적으로 선박에서 발생되는 해양 대기오염 배출 문제를 해결하기 위해 대체연료를 사용하는 친환경 추진시스템에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 중 수소를 사용하는 연료전지를 활용한 전기추진시스템에 대한 연구 및 실증이 활발히 이루어지고 있다. 선박에 적용된 수소연료전지는 셀의 손상을 고려하여 급격한 전력 변동을 최소화하는 전력관리시스템이 적용되어 시스템 제어 로직이 비교적 복잡하고 함께 사용되는 배터리의 역할이 크다.
본 논문에서는 연료전지시스템을 전기추진선박의 주전원에 적용하기 위해 선박의 부하 변동에도 연료전지 스택의 내부 압력을 안정적으로 유지하기 위해 속응성과 안정성을 갖춘 수소연료 및 공기공급 제어기를 제안하고 시뮬레이션을 통해 유효성을 확인하였다.| Recently, studies on propulsion systems using alternative fuels are being actively conducted to solve international marine air pollution problems and greenhouse gas problems. Among them, research and demonstration of electric propulsion systems using hydrogen fuel cells are being actively conducted. The hydrogen fuel cell applied to the ship uses a power management system that minimizes load fluctuations, so the system control logic is relatively complex and the battery used together plays a large role.
In this paper, in order to apply the fuel cell system to the ship's main power source, hydrogen fuel and air supply controller for PEMFC fuel cell with quick response and stability in the ship's load fluctuation was proposed, and its validity was confirmed through simulation.제 1 장 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 연구내용 2
1.3 논문의 구성 3
제 2 장 연료전지 제어시스템이 적용된 전기추진선박 4
2.1 연료전지 발전원을 갖는 전기추진시스템 4
2.1.1 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC) 5
2.1.2 배터리 6
2.1.3 직류배전시스템 6
2.1.4 전력변환장치 7
2.2 PEMFC 제어시스템 8
제 3 장 신경회로망 개요 10
3.1 신경회로망의 생물학적 구조 10
3.2 신경회로망의 구성요소 및 동작특성 11
3.3 다층구조의 신경회로망 구조와 동작특성 11
3.4 오류역전파학습 알고리즘 12
제 4 장 신경회로망을 이용한 연료전지 스택 압력 제어시스템 14
4.1 PEMFC 모델링 15
4.1.1 양극과 음극의 내부 압력 모델 15
4.1.2 전압 모델 18
4.1.3 다중입력 다중출력 피드백 선형화제어기법 20
4.1.4 출력제어기 24
4.4 신경회로망을 이용한 연료전지 스택 압력 제어시스템 26
제 5 장 시뮬레이션 42
5.1 기존 연료전지 스택 압력 제어시스템 44
5.1.1 시뮬레이션 Case 1 48
5.1.2 시뮬레이션 Case 2 50
5.2 신경회로망을 이용한 연료전지 스택 압력 제어시스템 56
5.2.1 시뮬레이션 Case 1 59
5.2.2 시뮬레이션 Case 2 61
제 6 장 결론 66
참고문헌 68Maste
표층 해수 내 미세플라스틱 오염 및 박테리아 군집 탐구
No full textMicroplastics (MPs) refer to small plastic particles of 5 mm or less, and concern about the serious effect of MPs on the ecosystem is growing as plastic production increases and accumulation in the environment. MPs provide a habitat for microorganisms called ‘plasticsphere’ in the environment, which serve to store and transport pathogens and pollutants, making MP pollution more complex and dangerous. In this study, samples were collected in six coastal areas of Busan city, South Korea, encompassing marine industries, and various popular leisure and travel. In addition to the diversity and structure of microbial communities in coastal surface seawater, potential associations of MP concentration, shape, size, and polymer type were investigated. Polypropylene and polystyrene polymer types in the form of fragments and fibers were abundant among the collected MPs. The bacterial diversity and taxa based on the high-throughput 16S rRNA gene showed significant differences between MPs and seawater samples. Further, the bacterial genera Psychrobacter, Pseudomonas, Flavobacterium, and Winogradskyella were specifically enriched in MPs rather than seawater (p < 0.05). Nutrient concentrations, salinity, and temperature were correlated with the microbial community of MPs. Therefore, these results can provide basic information on the MP distribution and its characteristics as well as the plastic bacterial community in the coastal ocean. Furthermore, it can contribute to future research to track the ecological role of MPs and their impact on ecosystem pollution.|미세플라스틱(Microplastic)은 5mm 이하의 작은 플라스틱 입자를 의미하며, 플라스틱 생산량이 증가하고 해양환경에 축적됨에 따라 생태계에 심각한 영향을 미칠 우려가 증가하고 있다. 미세플라스틱은 환경에서 ‘플라스티스피어(plasticsphere)’라 칭하는 미생물의 서식지를 제공하며, 병원체와 오염물질을 저장 및 운반하는 역할을 하고, 미세플라스틱 오염을 더욱 복잡하고 위험하게 만든다. 본 연구는 해양 특화 산업과 다양한 해양 레저 및 관광산업을 아우르는 대한민국 부산시 연안 6개 지역에서 시료를 수집하였다. 연안 표층 해수에서 미생물 군집의 다양성과 구성 외에도 미세플라스틱의 농도, 모양, 크기 및 고분자 유형의 잠재적 연관성을 조사했다. 수집된 미세플라스틱은 파편 및 섬유 형태의 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene) 및 폴리스티렌(Polystyrene) 고분자 유형이 풍부하였다. High-throughput 16S rRNA gene 기반의 박테리아 다양성 및 분류군은 미세플라스틱과 해수 시료 간에 유의미한 차이를 보였다. 또한, 박테리아 속 Psychrobacter, Pseudomonas, Flavobacterium 및 Winogradskyella는 해수보다는 미세플라스틱에서 특이적으로 풍부하였다 (p <0.05). 영양소 농도, 염도 및 온도는 미세플라스틱의 미생물 군집과 상관관계를 보였다. 따라서 이러한 결과는 미세플라스틱 분포 실태와 그 특성뿐만 아니라 연안 해양의 플라스틱 박테리아 군집에 대한 기초 정보를 제공할 수 있다. 나아가, 미세플라스틱의 생태적 역할 및 생태계 오염에 미치는 영향을 추적하기 위한 향후 연구에 기여할 수 있다.1. Introduction 1
1.1 Research backgrounds 1
1.2 Research objectives 4
1.2.1 Microplastics in coastal area 4
2. Quantitative and qualitative characteristics of microplastics in coastal area 6
2.1 Materials and methods 6
2.1.1 Study sites and sampling 6
2.1.2 Microplastic identification 11
2.1.3 Quality control 13
2.2 Results 14
2.2.1 Microplastic characterization 14
2.3 Discussion 18
2.3.1 Microplastic contamination in coastal area 18
3. Analysis of microplastic microbial communities in coastal area 22
3.1 Materials and methods 22
3.1.1 DNA extraction and sequencing processing 22
3.1.2 Data and statistical analysis 23
3.2 Results 24
3.2.1 Microbial community diversity and composition 24
3.2.2 Potential relationships between MPs and marine environment 32
3.3 Discussion 34
3.3.1 Bacterial community relationships to attached biofilm and MP characteristics 34
3.3.2 Environmental factors affecting microbial community in microplastics 38
4. Conclusions 41
Reference 43
국문초록 59Maste
The behavior of Li, Mn, Co, Ni from lithium-ion battery cathode scrap with pH during citric acid leaching
No full text전기자동차의 수요가 증가하면서 사용 후 전기자동차 내 폐리튬이온배터리의 배출량은 증가할 전망이다. 이를 폐기한다면 중금속, 전해액 등에 의한 토양 오염, 수질 오염 등을 야기할 수 있으며, 리튬이온배터리 내 리튬, 망간, 코발트, 니켈은 희소금속으로 수요는 증가하는 반면 부존량이 한정적이기 때문에 안정적인 원료 수급을 위해 폐리튬이온배터리의 재활용은 필수적이다. 기존 재활용 공정에서는 황산과 환원제로서 과산화수소를 첨가하지만, 황산으로 인한 SOX 가스와 낮은 pH의 폐수가 발생하고 고가의 과산화수소는 불안정하며 공정 중 수시로 투입해야 하는 복잡성이 있다.
따라서 본 연구에서는 별도의 환원제 없이 시트르산을 이용한 침출 실험을 진행하였다. 시트르산은 생물학적으로 분해가 용이하고 2차 오염을 유발하지 않는 친환경적인 침출제이며, 금속과 용이하게 착이온을 형성하여 금속의 용해도를 증가시킬 수 있다. 시트르산과 시트르산나트륨을 혼합한 용액을 제조하여 혼합 비율에 따라 pH가 조절되므로 시트르산을 이용한 침출공정에서 pH의 영향을 조사하였다.
먼저 pH 이외의 교반 속도(200-800 rpm), 온도(30-90 ℃), 광액 농도(25-100 g/L)에 따른 침출거동을 조사하였다. 교반 속도에 따른 큰 차이가 없었으며, 온도가 증가함에 따라 침출 속도 및 침출율이 증가하였고, 광액농도가 감소함에 따라 침출율이 증가하였다. 시트르산 용액과 시트르산 나트륨 용액의 부피비 조건을 10:0, 8:2, 6:4, 4:6, 2:8로 변화시켜 침출을 진행하였고, 각 원소의 침출율을 조사하며, 침출 후 pH가 폐수 배출허용 기준인 5.8-8.6을 충족할 수 있는 조건을 확인하였다. 시트르산과 시트르산나트륨 8:2~4:6 비율에서 Li 90%, Mn 95%, Co 95%, Ni 90% 이상 침출되었으며 4:6의 비율에서 200 rpm, 90℃, 25 g/L의 조건으로 실험을 진행하였을 때 목적 금속 모두 95% 이상 침출된 것을 확인하였다. 최종 침출액의 pH는 5.07로 폐수 배출허용기준을 충족하진 못했지만, 중화제를 사용하여 pH5.8까지 쉽게 조절할 수 있으며 pH 1 이하의 황산 침출액보다 폐수 처리비용을 감소시킬 수 있다.|The spent lithium-ion battery generation from electric vehicles are expected to rise as the demand for electric vehicles are growing. When the battery is discarded, heavy metals and electrolyte could cause soil and water pollution. Furthermore, lithium, manganese, cobalt, and nickel in the lithium-ion battery have been regarded as rare metals and their demand increases rapidly, but since their reserves are limited, the recycling of spent lithium-ion battery is essential for stable supply and demand. The conventional recycling process has used sulfuric acid with hydrogen peroxide as a reducing agent. However, the hydrogen peroxide is expensive and unstable and, because the use of sulfuric acid could make tremendous acid wastewater, It is difficult to manage the leaching processes.
Therefore, in this study, leaching tests using citric acid were conducted without any reducing agent. Citric acid is an eco-friendly leachate, which is easily decomposed biologically and does not cause secondary contamination. The citrate has been found to increase the solubility of metal by forming complex ions with metal. When the citric acid and sodium citrate solution are mixed, the pH can be adjusted with the mixing ratio. The effect of pH in the leaching process using citric acid was investigated.
First, leaching behavior was investigated under the following conditions; agitation speed (200-800 rpm), temperature (30-90°C), and pulp density (25-100 g/L). There was no significant difference in accordance with the agitation speed, and the leaching rate and efficiency increased with increasing the temperature, and with decreasing pulp density. The leaching was performed by changing the mixing ratio of the citric acid solution and the sodium citrate solution such as 10:0, 8:2, 6:4, 4:6, and 2:8. After all leaching tests were terminated, the pH of leach solution was able to meet the wastewater discharge permission level of 5.8-8.6. It was confirmed that at least 90% of Li, 95%, Co 95%, and Ni were leached in the mixing ratio of 8:2 to 4:6, and at least 95% of the target metal was leached at 200 rpm, 90°C, and 25 g/L in a ratio of 4:6. The pH of the final leaching solution is 5.07, which does not meet the criteria for allowing wastewater discharge, but it can be easily adjusted up to pH 5.8 with a neutralizing agent, and wastewater treatment costs can be reduced.1. 서론 1
1.1 연구 배경 1
1.1.1 리튬이온배터리 1
1.1.2 폐리튬이온배터리 재활용 5
1.2 연구목적 13
2. 이론적 배경 15
2.1 침출(Leaching) 15
2.2 시트르산(Citric acid) 15
3. 리튬이온배터리 양극재 스크랩으로부터 금속 침출 거동 17
3.1 실험 방법 17
3.1.1 실험 재료 17
3.1.2 침출 실험 19
3.2 실험 결과 22
3.2.1 교반 속도에 따른 금속 침출 거동 22
3.2.2 온도에 따른 금속 침출 거동 23
3.2.3 광액 농도에 따른 금속 침출 거동 24
3.2.4 pH에 따른 금속 침출 거동 25
4. 열역학적 분석 27
4.1 pH에 따른 금속의 용해도 27
4.2 시트르산의 pH에 따른 금속의 용해도 29
5. 결론 39
참고 문헌 41
국문초록 43Maste