• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.407-420
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• 2016

연료전지는 친환경적 에너지 발생원으로 미래의 에너지 부족 문제와 공해 문제를 한꺼번에 해결하기 위한 방법으로 최근 그 연구가 활발히 진행되고 있다. 연료전지는 별도의 발전 장치를 필요로 하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전기를 직접 생산하기 때문에 발전 효율이 높다. 연료전지 시스템에서의 핵심 기술은 고분자 분리막을 제조하는 것으로써 상용화된 나피온 전해질막은 제조 단가가 높고 고온에서 성능이 급감한다는 단점이 있다. 따라서 많은 학자들이 나피온 전해질 분리막을 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 연료전지용 전해질 분리막의 특허 및 논문의 기술 경쟁력 평가를 통하여 국가별, 기관별, 기업별 발표 빈도수를 정리하였으며, 고분자 전해질 연료전지, 직접 메탄올 연료전지, 그리고 알칼리 연료전지에 대한 평가를 진행하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.174.2-174.2
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• 2011

최근 유가상승과 석유, 천연가스의 가채 매장량의 한계등과 함께 온실가스에 의한 지구온난화 방지를 위하여 미국, 유럽국가 및 캐나다 등에서는 바이오매스를 이용한 에너지 회수 기술개발에 많은 관심과 연구를 수행하고 있다. 바이오 매스는 에너지 밀도 대비 존재하는 지역이 광범위하여 발생, 수집, 수송에 따른 비용이 많이 소요되는 특성이 있어 산지에서 직접처리하거나 수집하여 대규모처리등과 같이 여러 가지 현장상황에 따라 적정한 플랜트 운용의 유연성을 갖추고 있어야 한다. 일반적으로 바이오매스로부터 중소형으로 분산형 발전이나 수소제조를 위해서는 직접 연소법 보다는 가스화 방식을 이용하고 있는데, 연소에 의해 열을 생산하여 전기를 생산하는 방식은 스팀터빈을 이용하는 것이며, 스팀터빈은 소형 운용이 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 폐목재로부터 합성가스제조를 위하여 5톤/일 규모 가스화기를 제작하였으며, 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 또한 합성가스에 함유된 현열로부터 열회수를 위하여 열교환기를 설치하였으며, 정제된 합성가스를 이용하는 가스엔진을 통하여 열병합 발전시스템 연계운전을 수행하였다. 운전 실험을 폐목재 가스화 3톤/일 규모로 수행하였으며, 평균 1,500kcal/$Nm^3$의 발열량을 갖는 합성가스를 생성시킬 수 있었다. 사이클론, 스크러버 및 기수분리 장치를 이용하여 정제된 합성가스는 합성가스 엔진을 통하여 72kW 이상의 전력생산이 가능하였다. 열교환기를 통하여 평균 15,000kcal/h의 배열 회수가 가능하였으며, 바이오매스 가스화 합성가스를 이용한 열병합 발전이 가능함을 입증하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권10호
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• pp.49-55
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• 2010

에너지원 및 다양한 화학제품의 원료로 유류의 소비량이 증가함에 따라 유류의 유출사고가 빈번하게 발생하고 있다. 유류오염 지하수 처리를 위해 용존공기부상법이 사용되어지고 있으나 용해성 기름을 효과적으로 제거하지 못하고 있는 실정이다. 따라서 지하수내 주오염원인 자유상 유류와 친수성(oil-in water) 또는 친유성 에멜젼(water-in oil) 상태의 기름과 용해성 기름을 효과적으로 저감하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 용존공기부상법에 펜톤 산화 공법을 사용하여 효과적인 유류 오염 지하수 처리를 연구하였다. 펜톤 실험 결과 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon) 제거를 위한 최적 조건은 pH 3, $H_2O_2$ 주입농도 25mM과 $Fe^{2+}$ 주입농도 25mM으로 나타났다. DAF와 펜톤 산화 실험을 수행한 결과 7분내에 TPH(Total Petroleum Hydrocarbon)와 COD(Chemical Oxygen Demand) 농도가 각각 1.5mg/L와 40.0mg/L 이하로 감소하는 것으로 나타났다. 하지만 펜톤 산화 반응으로 인하여 슬러지 농도가 약 5배 가량 증가하여 후단에 침전조를 설치하는 것이 바람직하다.

• 전기학회논문지
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• 제57권9호
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• pp.1599-1605
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• 2008

The research was conducted in order to improve the hydrogen generation efficiency of the electrical plasma technology from tap water by using $TiO_2$ photocatalyst, mixed Cu - $TiO_2$ powder, and mixed Ni - $TiO_2$ powder as the catalysts. Experiments were performed with the pulsed power and nitrogen carrier gas. The result has shown that the hydrogen concentration with the presence of $TiO_2$ powder was created higher than that of without using photocatalyst. The hydrogen concentration with using $TiO_2$ was 3012ppm corresponding to the applied voltage of 16kV, while it without using the $TiO_2$ was 1464ppm at the same condition . The effect of $TiO_2$ powder was strongly detected at the applied voltages of 15kV and 16kV. This phenomena might be resulted from the co-effect of the pulsed power discharge and the activated state of $TiO_2$ photocatalyst. The co-effect of the mixed catalysts such as Cu-$TiO_2$ and Ni-$TiO_2$ (the mixed photocatalyst $TiO_2$ and transition metals) were also investigated. The experimental results showed that, Cu and Ni powder dopants were greatly enhancing the activity of the $TiO_2$ photocatalyst. Under these experimental conditions the extremely high hydrogen concentrations at the optimal point were produced as 4089ppm and 6630ppm, respectively.

• 지질공학
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• 제24권4호
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• pp.583-595
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• 2014

본 연구에서는 1930년대 평양 대동강 유역의 남측(탄산염지역)과 북측(비탄산염지역)의 지하수와 지표수의 수질(pH, CaO, Fe, $HCO{_3}^-$, $SO{_4}^{2-}$)을 비교 하였다. 그 결과 남측이 북측에 비해 pH 와 $SO{_4}^{2-}$ 의 농도는 높았고 $HCO{_3}^-$와 Fe의 농도는 낮게 나타났다. 이는 점토층 유기물의 산화에 의해 발생한 수소가 무기염류의 금속이온을 치환하여 산을 형성하는 반응에 그 원인이 있는 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권10호
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• pp.704-710
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• 2014

바이오매스는 지구온난화에 중요한 기여자인 이산화탄소와 같은 온실가스를 해결할 수 있는 대체에너지로 간주된다. 또한 바이오매스 에너지는 열화학적 전환 공정을 통해 다양한 형태로 전환된다. 본 연구에서는 목질계 바이오매스의 가스화를 위해 연속식 가스화기를 제작하였다. 목질계 바이오매스는 폐목재를 사용하였다. 이산화탄소 가스화 실험은 가스화 온도, 함수율 그리고 주입 이산화탄소 농도 변화에 따라 진행하였다. 실험결과는 가스화 온도가 증가함에 따라 생성가스 발생량이 증가함을 보였다. 경질타르는 중질타르의 열적 분해에 의해 증가되었고, 주사현미경 분석을 통해 촤 세공형성이 발달되는 것을 확인하였다. 일산화탄소 농도는 부다 반응에 의해 이산화탄소 주입농도 증가함에 따라 증가하였다. 변수별 실험에 의해, 최적 실험 조건에서 수소와 일산화탄소는 32.91%와 48.33%가 생성되었다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권2호
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• pp.51-55
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• 2009

초고온의 수증기를 발생하는 brown gas 화염을 이용하여 톱밥, 하수슬러지 및 PE의 가스화를 수행하였다. Steam/carbon ratio를 $1{\sim}5$로 변화시키면서 생성가스 농도, 가스화 속도, 타르 생성량 및 합성가스의 발열량에 대한 steam/carbon ratio의 영향을 고찰하였으며 반응기내 온도 분포를 살펴보았다. 생산된 합성 가스는 steam/carbon ratio의 변화에 따라 최고 70 vol%의 가연성 가스를 함유한 가스를 생산하였으며 가연성 가스 중 수소의 농도가 가장 높은 것으로 나타났다. 가연성 가스의 발열량 및 타르의 생성량은 steam/carbon ratio가 증가할수록 감소하였다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제35권2호
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• pp.143-148
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• 2011

정유 석유화학 플랜트에서 탑 상부의 부식은 현장에서 자주 발생되는 심각한 문제이다. 특히 정유 공정 탑 상부에는 황화수소, 염소 등의 부식 물질들로 인하여 그 피해 정도가 심각하다. 따라서 본 연구에서는 정유 공정 탑 상부의 부식 메커니즘을 분석하고, 부식률을 예측하는 모델을 개발하였다. 정유 공정 탑 상부의 부식 메커니즘을 분석한 결과, 부식에 가장 큰 영향을 미치는 네 가지 성분인 $H_2S$, $CO_2$, $H^+$, $Cl^-$을 고려하여 예측 모델을 개발하였다. 부식 메커니즘을 해석하는 데에 이동 현상 및 반응 공학의 관점으로 접근하여 모델을 개발 하였다. 또한 실제 정유공장에서 측정된 데이터들을 토대로 그 신뢰성을 검증하였다.

• 한국도시환경학회지
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• 제18권4호
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• pp.391-399
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• 2018

본 연구에서 농약 중에서도 가장 널리 사용되는 유기인계 농약(OPPs)인 Diazinon을 오존/과산화수소 고도산화공정(Peroxone AOP)을 적용하여 제거하고자 하였다. Diazinon은 주로 지하수, 식수, 하천, 사용 농업지역과 가까운 지역의 연못에서 발견되어 체내에 대사체 형태로 축적되면 신경독성 및 정신착란, 어지럼증, 구토 등을 유발한다. 기존의 수처리 공정으로는 잘 제거되지 않는 Diazinon을 오존과 과산화수소를 이용하여 강한 산화력을 가지는 OH radical을 발생시켜 이에 의한 제거 특성을 검토하였다. 최적의 과산화수소/오존 주입 mole비를 도출하고, 제거효율에 영향인자로 작용하는 초기 Diazinon 농도, pH, DOC 농도에 대하여 제거 반응을 확인하였다. 국내의 환경 중 농약 제거에 대한 연구는 국외의 경우보다 매우 미진한 실정이다. 본 연구는 향후 농약물질 제거를 위한 공정 설계에 기반을 마련할 것으로 판단된다.

• 대한환경공학회지
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• 제28권2호
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• pp.191-196
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• 2006

유전체장벽방전에 의해 발생된 오존을 배기가스에 주입하면 질소산화물의 주성분인 NO가 빠르게 $NO_2$로 산화된다. 일단 NO가 $NO_2$로 산화되면 다음 단계에서 황화나트륨이나 아황산나트륨과 같은 환원제에 의해 쉽게 $N_2$로 환원될 수 있다. 본 연구에 사용된 환원제들은 $SO_2$도 효과적으로 제거시킬 수 있으므로 $NO_x$와 $SO_2$를 동시에 처리하는 것이 가능하다. 오존처리실과 흡수환원반응기로 구성된 본 연구의 2단계 공정은 모사 배기가스에 포함된 $NO_x$를 95%, $SO_2$를 100% 제거시킬 수 있었다. 환원제인 황화나트륨으로부터 발생되는 황화수소는 강염기인 수산화나트륨을 환원제와 함께 사용함으로써 방지할 수 있었다. $NO_x$와 $SO_2$를 동시에 처리하기 위한 환원제로 $Na_2SO_3$보다 $Na_2S$가 더 우수한 성능을 보여주었다.