• Clean Technology
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• v.2 no.1
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• pp.69-79
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• 1996

Sulfur emission control in coal gasification plants implies the removal of $H_2S$ from the fuel gas in the gas clean-up system. In this study, the effects of particle size of sorbents, temperature of sulfidation and sorbent characteristics on the $H_2S$ removal efficiency of manganese ore were investigated. Experimental results showed that the removal efficiency of $H_2S$ was optimum when the temperature was about $700^{\circ}C$. And that the smaller particle size, the higher the $H_2S$ removal efficiency, but that was not effective very much. As the temperature increases, the reactivity of sorbents has lowered because agglomeration of sorbents increased the intraparticle transport resistance. This phenomenon was confirmed by SEM photographs. The equilibrium ratio ($P_{H_2O}/P_{H_2S}$) obtained by experiments is represented as a ${\log}(P_{H_2O}/P_{H_2S})=5653/T-3.7909$. It was showed that the natural manganese ore could be used as a sorbent because its capacity for $H_2S$ removal is equivalent to the eariler developed sorbents.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.459-459
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• 2007

VHF ICP (Very High Frequency Inductively Coupled Plasma) 반응기에서 반응기 압력, 수증기 유량, 플라즈마 출력, 반응기온도 등의 공정변수에 따른 수증기 분해특성과 수소생성거동을 실험하였다. 플라즈마 분해 특성은 OES(Optical Emission Spectroscopy)를 사용하여 분석하였으며, QMS(Quadrapole Mass Spectroscopy)를 이용하여 배기가스 성분을 분석하여, 수증기 분해거동 및 수소생성 효율을 조사하였다. 본 연구실에서 설계한 초고주파 유도결합 플라즈마는 고밀도 플라즈마 생성과 낮은 압력에서도 안정된 플라즈마 발생 특징을 나타내었다. 플라즈마 출력의 증가에 따른 수증기의 분해와 수소생성 거동은 개시영역, 선형증가영역, 포화영역의 세 영역으로 구분되는 특징을 나타내었다. 유량 및 압력의 증가에 따라 포화에 필요한 플라즈마의 출력이 증가되는 경향을 나타내었다. 본 실험의 온도범위에서는 온도 증가에 따른 수증기 분해 및 수소생성 증가효과는 플라즈마 출력의 영향에 비하여 매우 미미한 정도로 플라즈마의 높은 에너지 전달효과를 확인할 수 있었다. 따라서, 낮은 반응기 온도에서도, 유량 및 압력에 따른 포화 플라즈마조건을 설정할 경우, 높은 에너지 효율의 수소 제조가 가능함을 알 수 있었으며, 물분해 플라즈마를 이용한 저온 산화물 박막증착에의 적용도 기대된다.

• Microbiology and Biotechnology Letters
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• v.16 no.6
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• pp.510-516
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• 1988

The effects of input substrate concentration and dilution rate on mass transfer resistance in the operation of immobilized cell reactors were investigated using Rhodospirillum rubrum KS-301 immobilized by Ca alginate as reactor element and glucose as growth-limiting substrate. The kinetic parameters were obtained to estimate effectiveness factors. In the packed-bed reactor, internal mass transfer resistance was predominating although external resistance could not be neglected. The overall effectiveness factor was decreased with increase of dilution rate. In the continuous stirred-tank reactor, external resistance was nearly neglected and the overall effectiveness factor was not affected by dilution rate. In this experiment the overall effectiveness factors in PBR and CSTR were estimated to be 0.70 and 0.71 at D$_{i}$ = 0.2/h, R = 0.15 cm, and S$_{i}$ : 1.0g/L, respectively.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.72.1-72.1
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• 2013

광촉매 활용 기술은 수질 및 대기 중의 난분해성 오염 물질 처리 등의 환경 분야에서부터 항균 및 초친수성 기능을 활용한 소재 분야, 그리고 태양광을 이용한 물분해 수소 제조 및 이산화탄소의 전환 등의 인공 광합성 연구 분야까지 그 응용분야가 대단히 넓은 기술이다. 본 강연에서는 이러한 광촉매의 반응 원리와 대표적인 응용분야인 환경 정화 분야 및 에너지 분야에서의 광촉매 기술의 활용, 그리고 현재 광촉매 관련 연구 분야의 주요 관심사 및 미래 성장을 위한 과제 등을 포괄적으로 다루고자 한다. 광촉매 반응은 반도체의 따간격 에너지 흡수에 따라 전자와 정공(+전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 발생한 뒤에 일어나는 계면에서의 전자전달 반응을 기초한다. 발생한 정공과 전자는 각각 산화와 환원 반응을 유발하며 이러한 산화, 환원반응을 통해 다양한 분야로의 응용이 가능하다. 환경 정화 분야의 경우, 정공이 물 혹은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 생성되는 OH 라디칼 ($OH{\cdot}$)의 강력한 산화력을 주로 이용하게 된다. OH 라디칼에 의한 다양한 난분해성 유기물질의 산화분해 반응을 활용하여 고도처리공정이 가능하게 되며, 수계 난분해성 유기오염물질의 제거뿐만 아니라 대기 중에 존재하는 VOCs, 악취물질 등의 분해도 가능하며, 아울러 바이러스나 박테리아와 같은 세균을 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 한편, 물 분해 수소제조 및 이산화탄소의 전환과 같은 에너지 분야 응용의 경우, 전도대의 전자를 활용한 환원반응에 기초한다. 앞서 언급한 다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 광촉매의 종류 또한 매우 다양하며, 이사화티탄(TiO2)는 대표적인 고효율 상용 광촉매이다. 아울러, 원하는 응용 분야에서의 광활성이 높은 새로운 광촉매의 제조 및 평가가 꾸준히 진행되고 있으며, 그 가운데 태양광의 가장 많은 영역을 차지하고 있는 가시광 활성을 갖는 광촉매 개발에 관한 연구가 활발히 수행되고 있다. 이에, 현재까지 개발된 다양한 가시광 광촉매 시스템에 대한 소개 및 각 광촉매 응용분야에서 최근 새롭게 대두되고 있는 이슈들에 대하여 중점적으로 고찰하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2008.11a
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• pp.143-143
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• 2008

초고주파 유도결합플라즈마는 에너지전달효율이 높고, 고밀도플라즈마의 발생이 용이하기 때문에, 물 플라즈마에 적용하면, 물로부터 고효율 수소제조가 용이하고, 빠른 응답특성으로 향후 도시형 수소스테이션 등에 적용이 기대되는 첨단기술 분야이다. 본 연구에서는 공급유량, 반응기압력, 플라즈마 출력 등의 공정변수에 따른 물분해 효율을 분석하여 에너지 효율이 높은 운전조건을 찾아내기 위한 연구를 수행하여 약 65% 정도의 물분해 효율과 플라즈마 watt당 0.22 sccm의 수소 생성 결과를 얻었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.9
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• pp.885-894
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• 2012

A numerical study of a microchannel steam methane reforming reactor has been performed to understand the characteristics of heat and mass transfer. The integration of Rh-catalyzed steam methane reforming and Pt-catalyzed methane combustion has been simulated. The reaction rates for chemical reactions have been incorporated into the simulation. This study investigated the effect of contact time, flow pattern (parallel or counter), and channel size on the reforming performance and temperature distribution. The parallel and counter flow have opposite temperature distribution, and they show a different type of reaction rate and species mole fraction. As the contact time decreases and channel size increases, mass transfer between the catalyst layer and the flow is limited, and the reforming performance is decreased.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.230.2-230.2
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• 2010

천연가스 수증기 개질 반응에 사용되는 펠릿 촉매의 단점인 열 및 물질 전달 제한, 낮은 effectiveness factor, 압력강화와 channeling 등의 문제점을 해결 하고자 모노리스 형태의 금속 구조체 촉매를 본 연구에 적용 하였다. Fecralloy 재질의 금속 구조체에 Ni 촉매를 워시코팅 (wash coating) 하여 제조 하였으며, 이를 천연가스 수증기 개질 반응에 적용하여 수소를 생산하였다. 실험 조건으로는 S/C ratio를 3으로 고정하여 온도를 $600^{\circ}C{\sim}800^{\circ}C$로 변화 시켰으며, GHSV $3000{\sim}30000h^{-1}$에서 진행 되었다. 구조체 촉매 코팅에 사용된 Ni 촉매의 BET, TPR, H2-chemisorption, SEM, EDS의 특성분석을 수행 하였다. 온도별 테스트에서 모노리스 형태의 금속 구조체 촉매가 펠릿 형태의 촉매에 비해 우수한 열전달 효과로 인해 낮은 퍼니스 온도와 높은 반응 활성을 나타내었으며, GHSV 변화에 따른 성능평가 결과도 15wt% $Ni/MgAl_2O_4$펠릿 촉매와 비교하여 금속 구조체 촉매가 높은 활성을 보였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.10a
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• pp.61-64
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• 1997

1. 서론 : 적절한 이산화탄소의 분리는 지구온난화의 가속현상을 늦출 수 있을 뿐만 아니라 각종 탄화수소가스의 원료로 분리 정제된 이산화탄소를 재이용할 수 있으므로 경제적으로 매우 중요하다. 이산화탄소 분리에 사용되던 기존 공정들의 단점을 보완할 수 있는 대체방안으로 최근에 개발되기 시작한 것이 소수성의 다공성 고분자 분리막(hydrophobic porous ploymeric membrane) 방법인데, 이는 모듈의 유효 막 표면적이 상대적으로 크고 기체와 액체의 흐름을 독립적으로 제어할 수 있으므로 범람 등의 현상이 없으나 막 자체의 저항이 비교적 큰 단점을 가지고 있다. Qi와 Cussler는 이러한 특성을 가지는 중공사막 모듈에서의 기-액 흐름에 대한 물질전달 상관관계식을 얻었으며[1], Karoor 등은 여러 가지 중공사막 모듈을 사용하여 순수물과 diethanolamine(DEA) 등의 흡수제에 대한 이산화탄소의 물질전달 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다[3]. 또한 중공사막 접촉기의 실제적 응용에 대하여 Matsumoto 등은 화력발전소에서 발생하는 연소가스 내의 이산화탄소 흠수에 대한 연구를 수행하였다[4]. 본 연구에서는 중공사막 접촉장치를 사용하여 흡수제를 순수물과 탄산칼륨($K_2CO_3$)을 사용했을 경우의 이산화탄소의 분리 거동을 수치모델과 실험을 통하여 고찰하였다. 수치모델의 경우 이전까지의 연구가 반응이 없는 경우나 반응식을 간략화시킨 경우에 한정되었는데 비하여, 반으이 있는 경우 각각의 반응물질들의 거동을 고려한 반응식을 유도하여 해를 구하고자 하녔다.

• Journal of the Korean Society for Marine Environment & Energy
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• v.8 no.4
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• pp.179-185
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• 2005

Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a kind of toxic environmental pollutants and has been accumulated usually in marine sediments. Due to their potential hazardous to human, removal of PAHs from environments has been great concern. In the present study, the effect of microbial inoculation and the supplementation of mixed form cyclodextrin (M-CD) was assessed in the pre-sterilized or nonsterilized microcosms for optimizing operational conditions for ex situ bioremediation of sediments contaminated by PAHs. Activity of electron transport system (ETSA) was increased by the addition of M-CD regardless of inoculation of microorganisms in microcosms without sterilization. The degradation rate of PAHs in sterilized microcosms was app. 9-20% by the inoculation of single strain and 24-37% by the inoculation of microbial consortium supplemented with 1% M-CD, respectively. The degradation was not observed in microcosms without sterilization under the same conditions. The proportion of inoculated microorganisms also decreased in nonsterilized microcosms. Signals of inoculated bacteria were decreased to detection limit after 2 days in the microcosms without M-CD. In conclusion, microbial inoculation with appropriate carbon sources and removal of natural flora and grazers are required for the efficient ex situ bioremediation of sediments contaminated by PAHs in bioslurry reactor.

• Journal of Korea Soil Environment Society
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• v.5 no.1
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• pp.97-108
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• 2000

A Gram-type negative bacteria that can utilize crude oil as the sole source of carbon and energy was isolated from an activated sludge of a local sewage treatment plant and identified tentatively as belonging to the genus Acinetobacter. The isolate could degrade n-alkanes and unidentified hydrocarbons in crude oil and utilize n-alkanes, hydrophobic substrates, as sole carbon and energy sources. n-Alkanes from tridecane (Cl3) to triacontane (C30) in crude oil were degraded simultaneously with no difference in degradation characteristics between the two close odd and even numbered alkanes in carbon numbers. The linear growth of the isolate and the degradation characteristics of Pr-alkanes suggested that the transport of substrates from the oil phase to the site where the substrates undergo the initial oxidation in microorganism might be the rate limiting in the biodegradation process of crude oil constituents. The remainder fraction of substrates after cultivation was considered to reflect the hydrocarbon inclusions in the cell mass, characteristics in Acinetobacter species, and to control the transport of substrates from crude oil phase. On the basis of the results, the isolate was considered to play an important role in the degradation study of hydrophobic environmental pollutants.