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Hummers 기반 Graphene 제조공정의 화재·폭발 위험성 평가에 관한 연구
A Study on Fire and Explosion Risk Assessment in Hummers-Based Graphene Manufacturing Processes
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- 발행기관
- 국제차세대융합기술학회 바로가기
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- 간행물
- 차세대융합기술학회논문지 KCI 등재 바로가기
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- 통권
- 제10권 4호 (2026.04)바로가기
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- 페이지
- pp.1014-1024
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- 저자
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- 언어
- 한국어(KOR)
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- URL
- https://www.earticle.net/Article/A483977
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원문정보
초록
- 영어
- Graphene has outstanding properties, but Hummers-based exfoliation poses fire and explosion hazards from exothermic oxidation, toxic gas formation, and combustible dust. This study applied FMEA across oxidation, quenching, washing/neutralization, exfoliation, reduction, drying, and waste treatment to prioritize risk-reduction actions. Five PhD-level experts rated severity, occurrence, and detection on a 5-point scale; median scores were used to compute the risk priority number (RPN). RPNs ranged from 27 to 60. The highest risks were rGO dust explosion during drying driven by electrostatic ignition (RPN=60) and ClO2 generation during washing when residual manganese oxides contact HCl (RPN=50). Reduction hazards included hydrazine vapor exposure and hydrogen release from NaBH4 (RPN=48 each). Controls include eliminating HCl washing, inert/explosion-proof drying, safer reductants, and strengthened monitoring and interlocks.
- 한국어
- Graphene은 우수한 물성을 바탕으로 다양한 산업 응용이 기대되는 나노소재이나, 이를 제조하기 위한 Hummers 기반 화학적 박리 공정은 강산·강산화제 사용, 독성가스 발생, 분진폭발 등 복합 위험을 내포하고 있다. 본 연구는 Hummers 기반 Graphene 제조공정의 단계별 잠재 위험을 체계적으로 도출하고 개선 우선순위를 제시 하기 위해 FMEA(Failure Mode and Effects Analysis)를 적용하여 위험성 분석을 실시하였다. 공정 범위는 산 화, 퀀치, 세척·중화, 박리, 환원, 건조, 폐액 처리로 정의하였으며, 박사급 이상 전문가 5인의 독립 평가 후 이견 조정 및 1회 재평가를 거쳐 5등급의 S–O–D 척도와 중앙값 기반으로 위험우선순위(RPN)를 산출하였다. 평가 결과 RPN은 27∼60 범위로 확인되었으며, 건조 단계에서 Reduced Graphene Oxide의 분진 축적에 따른 분진폭 발(RPN=60)과 세척 및 중화 단계에서 잔류 망간산화물과 HCl 접촉에 따른 ClO2 발생(RPN=50)이 최상위 위험 으로 도출되었다. 또한 환원 단계에서 Hydrazine 독성 증기 노출 및 NaBH4 사용 시 수소 발생이 높은 위험 (RPN=48)으로 검토되어 환원제 선택과 주입 및 환기 관리의 중요성이 확인되었다.
목차
요약
Abstract
Ⅰ. 서론
Ⅱ. 연구방법
2.1 FMEA 절차
2.2 전문가 집단 구성
2.3 FMEA 고장원인 식별 및 분석방법
2.4 위험우선순위 도출
Ⅲ. 결과 및 고찰
3.1 산화 단계
3.2 퀀치 및 종결 단계
3.3 세척 및 중화 단계
3.4 박리 단계
3.5 환원 단계
3.6 건조 단계
3.7 폐액처리 단계
3.8 RPN 분석
Ⅳ. 결론
REFERENCES
키워드
그래핀 그래핀 산화물 Hummers 방법 공정 안전 고장모드영향분석 화재·폭발 위험성 Graphene Graphene oxide Hummers method Process safety FMEA Fire and explosion risk저자
간행물 정보
발행기관
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- 발행기관명
- 국제차세대융합기술학회 [International Next-generation Convergence technology Association]
- 설립연도
- 2017
- 분야
- 복합학>기술정책
- 소개
- Ever since next generation convergence technology became one of the most important industries in the nation, computing professionals have encountered a growing number of challenges. Along with scholars and colleagues in related fields, they have gathered in avariety of forums and meetings over the last few decades to share their knowledge, experiences and the outcome of their research. These exchanges have led to the founding of the International Next-generation Convergence technology (INCA) on December 1, 2015. INCA was registered as an incorporated association under the Ministry of Information and Communications. The main purpose of the organization is to improve our society by achieving the highest capability possible in next generation convergence technology.
간행물
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- 간행물명
- 차세대융합기술학회논문지 [The Journal of Next-generation Convergence Technology Association]
- 간기
- 월간
- pISSN
- 2508-8270
- 수록기간
- 2017~2026
- 등재여부
- KCI 등재
- 십진분류
- KDC 506 DDC 606
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