• 한국가스학회지
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• 제11권3호
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• pp.33-39
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• 2007

[ $CH_4/air$ ] 예혼합화염에서 EGR 성능개선을 위한 RG의 첨가효과에 대한 수치적 연구가 수행되었다. 일반적으로 EGR은 화염온도 및 NOx 저감을 위해 사용되어지는 반면, RG는 연소속도와 같은 화염안정성 개선을 위해 사용되어질 수 있다. 본 연구는 이들 두 첨가제가 연소특성에 미치는 경쟁적인 효과에 초점이 맞추어졌다. 결론으로서, 적절한 EGR 및 RG 첨가율의 조절은 낮은 NOx 배출의 달성과 동시에 순수 $CH_4/air$ 예혼합화염과 동일한 화염 안정성을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국윤활학회:학술대회논문집
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• 한국윤활학회 2003년도 학술대회지
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• pp.78-84
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• 2003

Boron carbide thin coatings were deposited on silicon wafers by DC magnetron sputtering using a $B_4C$ target with As as processing gas. Various amounts of methane gas $(CH_4)$ were added in the deposition process to better understand their influence on tribological properties of the coatings. Reciprocating wear tests employing an oscillating friction wear tester were performed to investigate the tribological behaviors of the coatings in ambient environment. The chemical characteristics of the coatings and worn surfaces were studied using X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) and Auger Electron Spectroscopy (AES). It revealed that $CH_4$ addition to As processing gas strongly affected the tribologcal properties of sputtered boron carbide coating. The coefficient of friction was reduced approximately from 0.4 to 0.1, and wear resistance was improved considerably by increasing the ratio of $CH_4$, gas component from 0 to $1.2\;vol\;\%$. By adding a sufficient amount of $CH_4\;(1.2\%)$ in the deposition process, the boron carbide coating exhibited lowest friction and highest wear resistance.

• 한국재료학회지
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• 제21권4호
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• pp.232-235
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• 2011

ZnO nanorods for gas sensors were prepared by a hydrothermal method. The ZnO gas sensors were fabricated on alumina substrates by a screen printing method. The gas-sensing properties of the ZnO nanorods were investigated for $CH_4$ gas. The effects of growth time on the structural and morphological properties of the ZnO nanorods were investigated by X-ray diffraction and scanning electron microscope. The XRD patterns of the nanocrystallized ZnO nanorods showed a wurtzite structure with the (002) predominant orientation. The diameter and length of the ZnO nanorods increased in proportion to the growth time. The sensitivity of the ZnO sensors to 5 ppm $CH_4$ gas was investigated for various growth times. The ZnO sensors exhibited good sensitivity and rapid response-recovery characteristics to $CH_4$ gas, and both traits were dependent on the growth time. The highest sensitivity of the ZnO sensors to $CH_4$ gas was observed with the growth time of 7 h. The response and recovery times were 13 s and 6 s, respectively.

• 한국기후변화학회지
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• 제7권4호
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• pp.477-484
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• 2016

In general, $CH_4$ concentrations generated in combustion facilities are known to be ppm units. In most cases, $CH_4$ samples are collected in Tedlar bags and transported to laboratories for analysis. Considering this fact, in the present study, an attempt was made to find out how long samples can be stored in cases where they are kept in bags and transported as a preliminary study for sampling. According to the results of the experiment using simulated gases (1 ppm, 5 ppm, 10 ppm) in Tedlar bag, $CH_4$ was safe up to 240 hr which is the full time. In the case of simulated gases are containing 4 kind gases ($N_2$, $CO_2$, $CH_4$, and $N_2O$). Field samples (samples of obtained by collecting combustion facilities' exhaust gases) are known to contain highly reactive substances (for example NOx, SOx, and VOCs) and may affect each other. In the present study, one site sample was secured from each of a bituminous coal combustion facility and an LNG combustion facility and whether the concentrations of $CH_4$ gas would change over time (24 hr, 96 hr, 144 hr, 192 hr) was checked. Since site samples could not be analyzed on the day of collection, an experiment was started 24 hr after the time point of sampling to analyze the samples. As with the results of analysis of the simulated gas (240 hr), the results of analysis using the site sample indicated that it could be stored for the full study period 192 hr. Therefore, it was judged that if 192 hr would be taken after sampling before the sample would be analyzed, the concentration value should be reliable.

• Macromolecular Research
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• 제16권6호
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• pp.555-560
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• 2008

A series of hydroxyl-group containing polyimides (HPIs) were prepared in order to investigate the structure-gas permeation property relationship. Each polymer membrane had structural characteristics that varied according to the dianhydride monomers. The imidization processes were monitored using spectroscopic and thermog-ravimetric analyses. The single gas permeability of He, $H_2$, $CO_2$, $O_2$, $N_2$ and $CH_4$ were measured and compared in order to determine the effect of the polymer structure and functional -OH groups on the gas transport properties. Surprisingly, the ideal selectivity of $CO_2/CH_4$ and $H_2/CH_4$ increased with increasing level of -OH incorporation, which affected the diffusion of $H_2$ or the solubility of $CO_2$ in HPIs. For $H_2/CH_4$ separation, the difference in the diffusion coefficients of $H_2$ and $CH_4$ was the main factor for improving the performance without showing any changes in the solubility coefficients. However, the solubility coefficient of $CO_2$ in the HPIs increased at least four fold compared with the conventional polyimide membranes depending on the polymer structures. Based on these results, the polymer membranes modified with -OH groups in the polymer backbone showed favorable gas permeation and separation performance.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.624-629
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• 2018

본 논문은 NDIR(Non Dispersive Infra Red) 방식을 적용하여 $CO_2$ 및 $CH_4$의 두 가지 가스를 하나의 휴대용 장치에서 측정이 가능하도록 제작된 복합 가스 측정 장치에 대한 연구이다. 측정 장치의 구성은 적외선램프에서 적외선이 방출되면 방출된 파장이 광학창을 거치면서 흡수로 인하여 빛이 줄어들게 되고 이 감소량(흡수도)을 검출기에서 검출하고 이를 전기적 신호로 변환 증폭하여(3.5V~6V) 정확한 측정이 가능함을 보여준다. 기존의 Single Sensor 방식은 적외선에서 특수파장을 흡수하여 상대 측정량을 검출하는 방식으로 가스의 경우 $4.26{\mu}m$파장의 빛만을 검출하여 측정하는 방식으로 센서의 값을 보정할 수 있는 기준센서가 없어 오차가 발생하는 문제가 발생하였다. 본 연구에 적용된 Dual Sensor 방식은 다른 가스의 영향을 받지 않는 $3.91{\mu}m$의 기준치와 가스의 $4.26{\mu}m$의 두 파장을 검출하여 비교측정 함으로써 오차가 적어 신뢰도가 높은 방식으로, 휴대형으로 소형화하여 저 전력화가 가능하며, $CO_2$ 및 $CH_4$의 2가지 가스농도를 복합적으로 측정 할 수 있다는 특징이 있다. 측정 범위는 $CO_2$의 경우 0ppm~5,000ppm이고 $CH_4$의 경우는 0~5%의 부피 농도로 실내 공기량 1,000ppm을 측정 할 수 있도록 제작되어 휴대용이나 주택의 Home automation과 연동하여 소화연동이 가능함으로 화재예방에 매우 효과적일 것으로 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.407-419
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• 2022

메탄(CH₄)이 유출되는 관정 주변에서 토양(비포화대) 가스 모니터링과 자료 해석 방법을 제시하고자 토양 가스의 성분변화를 약 3일간 측정하였다. 이를 위해서 포항 지역의 시험 관정 2개(TB2, TB3)의 주변 1 m 이내에서 방사상으로 토양 가스를 채취하고 현장에서 CO₂, CH₄, N₂, O₂의 농도를 분석하였다. TB2의 관정 정두(wellhead)에서 30 cm 떨어진 지점에서 CO₂ 플럭스도 측정하였다. 아울러 TB2 관정 정두의 가스 시료와 대기 시료도 채취하여 분석하였다. 모니터링 마지막 날 채취한 시료는 실험실에서 CO₂의 탄소동위원소(δ¹³C_CO2)를 분석하였다. 서로 12.7 m 떨어져 있는 두 시험 관정 중 TB3는 시멘팅이 되어 있고, TB2는 시멘팅이 되어 있지 않았다. 생지구화학 반응 기반(process-based) 해석을 적용한 결과, 비포화대 가스의 CO₂, O₂, N₂ 농도와 N₂/O₂ 의 변화는 모두 CH₄의 산화를 지시하는 선과 가스의 용해에 의한 농도의 변화를 지시하는 선 사이에 위치하고 있었다. 또한 TB2 정두에서 측정된 CH₄은 대기의 CH₄에 비해서 5.2배 높은 값을 나타나고 있었다. 시멘팅이 되어 있지 않은 관정(TB2) 주변 비포화대에서 나타난 높은 CO₂ 농도(평균 1.148%)는 CH₄의 산화에 의해 증가한 것으로 판단된다. 반면, 시멘팅이 된 관정(TB3) 주변의 비포화대 CO₂는 상대적으로 낮은 농도(0.136%)를 나타내고 있었다. 따라서 CH₄가 산출되는 관정의 주변 토양가스(CO₂ 포함)는 관정의 완결 상태(시멘팅)에 크게 영향을 받는 것으로 판단된다. 본 연구는 천연가스 개발 관정 주변 토양의 환경 모니터링을 위한 전략 수립에 활용될 수 있으며, CO₂ 지중저장을 위한 주입정 및 관측정 주변 누출 감시에 활용될 수 있다. 또한 본 연구의 방법은 천연가스 저장소, 유류 오염 토양의 모니터링에 활용 가치가 있다.

• 한국추진공학회지
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• 제18권2호
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• pp.86-92
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• 2014

나로우주센터에 구축되는 연소기 연소시험설비(CCTF)에는 한국형발사체(KSLV-II)에 적용된 터보펌프식 엔진의 가스발생기 시험시 생성되는 연료과잉가스를 연소시키기 위한 후연소시스템이 포함되어 있다. 후연소시스템은 $O_2$와 $CH_4$ 가스를 공급받아 연료과잉가스를 소모시킨다. 본 연구는 연소기 연소시험설비의 상세설계 자료를 바탕으로 후연소시스템의 가스공급시스템에 대해 AMESim 상용프로그램을 이용하여 해석하였다. 그 결과 상세설계에 적용된 레귤레이터, 공급배관, 오리피스크기 등으로 가스사용량을 예측하고, 상세설계의 타당성을 검증하였다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.195-200
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• 2004

Carbon dioxide ($CO_2$) and methane (CH$_4$) are two major greenhouse Bases. $CO_2$is a stack gas of many industrial processes and the main product of the hydrocarbon combustion. There is recent research interest on the synthesis gas (syngas) formation from $CO_2$ and CH$_4$, via the following reaction: CH$_4$+$CO_2$longrightarrow 2H$_2$+$CO_2$, in order to reduce the greenhouse effects and to synthesize various chemicals, Preliminary experiments were conducted on the conversion of $CO_2$ and CH$_4$ to syngas by making use of a microwave plasma torch at atmospheric pressure. Conversion rates of $CO_2$and CH$_4$ to hydrogen (H$_2$), carbon monoxide (CO) and higher hydrocarbons were investigated using Gas Chromatography (GC) and Fourier Transform Infrared (FTIR). The experimental data indicate that the main products were H$_2$, CO and small amount of higher hydrocarbons, such as ethylene (C$_2$H$_4$).

• 한국토양환경학회지
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• 제2권1호
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• pp.63-72
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• 1997

본 연구는 여러 종류의 매립지에서 발생가스를 측정하여, 다음과 같은 결론을 얻었다. (1) $CH_4$가스는 대부분 수직가스포집관에서 유출되며, $CO_2$가스는 총유출량의 약 50% 정도가 수직가스포집관을 통하여 유출된다. (2) 매립지 표면에서는 $CH_4$가스 보다 $CO_2$가스가 많이 유출된다. (3) 사면 복토층은 면적비율이 작으나 가스 발생량이 많으며, 특히 $CO_2$가스의 발생율이 높다. (4) 새로 반입된 쓰레기층 표면에서의 $CH_4$가스 발생량은 미소이므로 무시하여도 되나, $CO_2$ 가스 유출량이 많다. (5) 쓰레기층 노출, 복토층 다짐정도등에 따라 가스 발생량의 변화를 보인다. (6) 가스포집관과 복토 표면에서의 가스 유출량은 $CH_4$가스 유출이 많으나, 매립지 전체에서는 $CO_2$가스 유출량이 많다.