• 멤브레인
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• 제4권2호
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• pp.63-77
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• 1994

일반적으로 화학공정에서 적절한 조성으로 혼합하여 기체를 사용할 때는 순수하게 정제된 기체가 2종 또는 그 이상이 혼합된 기체보다 유용하게 이용된다. 또한 화학적으로 민감한 제품을 제조시 충진 기체로서도 순수한 기체가 필수적으로 이용되는 등 최근 화학공정 기술의 발달에 따라 순수하게 분리 또는 정제 된 각종 기체들이 제품 생산의 원료 및 공정상에서의 부원료로서 많이 이용되고 있어 기체 분리에 대한 필요성이 증가되고 있다. 예를 들어, 지구상의 생활을 떠받치고 있는 근원물질중의 하나인 산소는 생명체의 생명 유지 및 자연계에서 일어나고 있는 모든 현상에 어떠한 형태로든 관여하고 있으며 공기 부피의 약 5분의 1을 차지하고 있어 거의 무진장에 가깝게 존재하고 있다. 이러한 산소를 공기에서 가려내기란 그리 쉽지는 않다. 일반적으로는 대규모의 공기를 액화하고 액체공기의 분류에 의해 얻을 수 있지만 이를 위해 소요되는 에너지는 막대한 것이며, 일정한 규모의 설비와 장소가 필요하다. 본고에서는 고분자 막에 의해 기체를 분리하여 현재 각종 산업에 응용되고 있는 현황 및 향후 응용 가능성 있는 분야에 대한 개발 동향을 살펴보고자 관련 자료들에서 발췌하여 정리하였다.

• 한국진공학회지
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• 제15권5호
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• pp.465-474
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• 2006

기체저장용기, 단순 개폐밸브 및 기체 공급 관으로 구성된 기체연료 주입계는 가장 간단하게 사전에 기체 도입유형을 정할 수 있다는 장점이 있다. 장치의 동작특성을 알아보기 위해 기체 흐름에 관한 일차원 동특성 방정식을 세우고 수치적으로 풀었다. 이 계산의 목적은 저장기체 압력, 저장용기 체적, 공급관의 굵기, 길이 따위의 기계적 요소들과 최대유량까지의 지연시간, 최대유량 값, 기체 펄스폭 따위의 기체 흐름의 유형을 결정하는 인자들 사이의 관계를 정립하려는 것이다.

• 한국광학회지
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• 제5권4호
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• pp.473-480
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• 1994

CARS 신호의 비선형 간섭을 이용하여 여러가지 기체의 비공명 3차 감수율을 측정하였다. 알곤 기체를 기중으로 하기 위하여 기준셀에 알곤 기체를 채우고 시료셀에 측정대상 기체를 주입하여 직렬로 배열하였다. 두 기체 셀 사이에 설치된 위상편이장치의 두께를 바꾸어 가면서 두 기체 셀에서 발생한 CARS 신호의 간섭무늬를 측정하였다. 기체의 전체 비공명 감수율의 값은 여러가지 기체에서 구한 간섭무늬의 진폭으로 부터 구하였다. 각 기체에서 전자만의 기여에 의한 비공명 감수율의 크기를 구하기 위하여 기체의 먼 공명 분광선에 의한 기여를 뺐다. 측정된 결과를 다른 연구자들이 구한 결과와 비교하였다. 본 연구에서 측정된 값의 불확정도는 5% 이내이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.522-525
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• 2008

최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아 왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 전기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Dynamic Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 323$\sim$473 K, 압력범위 0$\sim$7 atm에서 수행되었으며, 혼합기체는2성분으로 수소-메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교,대조하여 예측도를 검사하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.105-108
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• 2007

최근 세라믹 막은 우수한 화학적, 열적 안정성으로 기체 분리 공정에 각광을 받아왔다. 특히 혼합기체에서 고 순도의 수소를 분리해 내는 기술은 연료전지 공정에서 화학 에너지를 적기화학 에너지로 전환시키는데 중요한 역할을 차지한다. 본 연구에서는 MTES 템플레이팅 막을 이용하여 이 막 공정의 흡착 및 투과 특성을 규명하고, 이성분 혼합기체에서 고 순도의 수소를 추출해 낼 수 있는 최적 조건을 도출해 내었다. 또한, 기체 분리 거동을 살펴보기 위해 Gproms Simulator를 이용하였으며, 이때 기체상의 물질전달을 모사하기 위해 Dust Gas Model(DGM)을, 표면 확산 거동을 모사하기 위해 Generalized Stefan-Maxwell(GSM)식을 적용하였다. 이를 통해 평형론적 흡착 뿐 아니라 속도론적 흡착을 동시에 적용할 수 있게 하였다. MTES 템플레이팅 막의 흡착 및 분리능을 규명하기 위해 본 연구에서는 혼합기체의 투과, 분리 실험이 선행되었다. 실험 조건은 온도범위 $30{\sim}50$ $^{\circ}C$, 압력범위 $0{\sim}5$ atm에서 수행되었으며, 혼합기체는 2성분으로 수소 메탄, 수소-이산화탄소, 수소-질소로 기체의 구성비는 각각 50:50 이다. 본 연구를 통해 각 혼합 기체들이 정상상태에 도달하는 시간과 분리능을 계산해 내었으며, 이 분리능을 다시 온도와 압력에 따른 결과로 분석하여 어느 조건에서의 수소 분리도가 최고치를 보이는지를 규명했으며, 시뮬레이션과 비교, 대조하여 예측도를 검사하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.316-317
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• 2004

사용후핵연료를 이용한 건식 핵연료 원격 제조 공정중 OREOX공정으로부터 핵분열기체 방출특성 평가를 위한 실험을 수행하였다. 사용후핵연료 분말화 공정인 1차 산화 및 OREOX공정에서 방출되는 핵분열기체를 실시간으로 측정할 수 있는 장치를 제작$\cdot$설치하였으며, 측정 대상 핵분열기체는 Kr-85를 포함하여 C-14$^{14}CO_2$ 형태), I-129, 기체상 트리튬 등이다. 그림 1은 방출되는 핵분열기체를 포집 또는 연속측정하기 위한 개념도이며, 그림 2는 핫셀구역에 설치된 장치 사진이다.(중략)

• 멤브레인
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• 제4권1호
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• pp.30-37
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• 1994

수소는 여러 기체중에서 분자의 크기가 가장 작고, 막에 의한 분리가 쉬워 기체 막분리 공정 중에서 제일 먼저 개발 상업화되었다. 기체분리막의 발전역사를 살펴보면 1965년 Du Pont사가 polyethylene-terephthalate(PET) 중공사 기체분리 장치를 만든 것이 최초이다. 그러나 이 장치는 시판되지 않았다. 1979년 Monsanto사가 다공성 polysulfone 중공사에 polydimthylsiloxane계 고분자를 박막형태로 도포한 복합막을 개발하여 이것을 이용한 공업적 규모의 수소분리장치(Prism separator)를 개발하였는데 이 장치가 널리 퍼지게 되었다. 이 분리막은 현재 석유화학 및 석유정제공업 플렌드 폐가스로부터 수소회수, Oxo합성 기체중의 $CO/H_2$ 몰비 조절 등의 분야에서 사용되고 있다. 고분자 분리막 공정의 세계 시장 규모가 내년에는 20억~30억불로 추산되며 그 중 기체분리막 공정만 5억불에 달할 것으로 추정하고 있다. 본 논문에서는 수소 분리 회수용 고분자 기체막을 중심으로 분자설계, 공정현황 및 최근 연구동향 등을 살펴보고자 한다.

• 한국농업기계학회:학술대회논문집
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• 한국농업기계학회 2002년도 동계 학술대회 논문집
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• pp.343-348
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• 2002

생버섯의 환경기체조절저장을 위한 적정 기체조성을 예측하기 위하여 팽이버섯과 느타리 버섯을 대상으로 호흡특성치를 측정 및 모델링한 결과 두 버섯의 호흡속도는 환경기체조성에 영향을 받는 것으로 나타났다. 버섯의 산소소비속도와 이산화탄소발생속도를 반응표면분석한 결과 느타리버섯의 이산화탄소발생속도를 제외하고는 $R^2$=0.9이상의 높은 상관관계를 나타내었다. 반응표면 분석결과를 이용하여 두 버섯의 적정 기체조성은 팽이버섯의 경우 1~2.5% $O_2$와 10.5-11.5% $CO_2$, 느타리 버섯의 경우에는 2.5~4.5% $O_2$와 11.5~13%$CO_2$가 적정 기체조성 것으로 예측되었으며 일반적인 생버섯의 저장기체조건에 포함되는 농도였다. 따라서 예측된 조건에서 생버섯의 환경기체조절 저장이 가능 할 것으로 판단되었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2009년도 제38회 동계학술대회 초록집
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• pp.336-336
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• 2010

우주용 고분자 재료의 기체방출 특성에 대한 측정 및 분석은 위성의 운용 시 방출된 분자에 의한 오염 거동을 예측하기 위한 전산 모사에 필요하다. 일반적으로 우주용 재료의 기체 방출량을 측정하는 방법으로는 TML(Total Mass Loss) 및 CVCM(Collected Volatile Condensible Material) 등이 규정되어있으나 이 방법들은 단지 측정 전과 후의 질량 차이만을 규정하고 있어서 시간에 따른 기체방출 양상을 분석하기 어렵다. 유량법(Throughput method)은 시료를 진공 용기에 넣고 일정한 배기속도로 배기하면서 측정한 압력 값으로부터 기체방출량을 얻는 방법이다. 유량법을 이용하면 시간에 따른 기체방출특성 뿐만 아니라 측정 전 후의 질량 차이도 측정 및 분석할 수 있다. 본 연구에서는 이 유량법을 이용하여 측정한 우주용 재료의 기체방출 특성을 분석하고, 이로부터 분자오염 거동을 예측하기 위한 전산 모사에 필요한 입력 데이터를 추출하였다. 이때 기체방출 데이터는 간단한 1차 탈착 곡선의 조합으로 근사하였다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.89-103
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• 2024

처분 환경에서는 혐기성 부식, 방사선 분해, 미생물 분해와 같은 다양한 원인으로 처분용기와 완충재의 경계면에서 기체가 발생할 수 있다. 기체의 발생 속도가 완충재 내부에서의 확산 속도보다 빠를 경우, 완충재 내부에 기체가 압축되어 공극 압력이 증가함으로써 완충재의 물리적 손상을 유발할 수 있다. 특히 이때 발생한 균열을 통해 기체돌파현상이라 불리는 급격한 기체 이동 현상과 함께 방사성 핵종이 누출될 가능성이 있다. 따라서 처분 시스템의 안전성 평가를 위해서는 이러한 기체 발생 및 이동 현상에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구에는 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 시험 장치를 문헌 연구를 통해 구축하고, 이를 활용하여 한국형 처분 시스템의 완충재 후보 물질 중 하나인 Bentonile WRK (Clariant Ltd.) 분말로 제작한 압축 시료에 대한 기체 주입 시험을 수행하였다. 시험 결과, 완충재 내 기체돌파현상 발생 지점에서 일반적으로 관측되는 특성인 응력 및 압력의 급격한 상승 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 또한 완충재 팽윤으로 기인한 응력의 범위는 4.7~9.1 MPa이었으며, 기체 유입 압력으로 간주할 수 있는 기체돌파현상 발생 시의 압력은 약 7.8 MPa로 확인되었다. 구축된 장치는 향후 완충재의 초기 물성 및 기체 주입 실험 초기 조건에 대한 데이터베이스 구축을 위한 다양한 실험에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.