• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.577-583
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• 2017

A series of microwave waste tire pyrolysis experiments were conducted using a lab-scale batch reactor to delineate the effects of microwave ouput power on the pyrolysis behavior of waste tire. As results of experiments, it was found that as the microwave output power was increased from 1.22 kW/kg to 2.26 kW/kg, the reaction temperature and oil yield increased significantly and the required time and microwave power consumption decreased remarkably, respectively. With increased power consumption, the content of the fixed carbon of pyrolysis residue increased.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.232-239
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• 2021

본 연구는 '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'이라는 새로운 시스템 개발을 위해 열분해 실험을 수행하기 전에 공정 모사를 위한 기본 데이터를 얻기 위하여 수행되었다. 기초 열분해 실험에서는 폐플라스틱 대신 폴리프로필렌(PP)을 모델 물질로 선택하였고, '열매체 및 가스 순환형 열분해 시스템'에서 열전달 매체로 활용되는 유동사(이하 sand로 표기)를 사용하였다. Ni은 촉매 열분해를 촉진하기 위해 모래에 활성 촉매로 담지하였다. 열중량분석기(thermogravimetric analyzer, TGA)를 이용하여 PP의 기본 물성을 분석하고, N₂ 분위기 600 ℃에서 열분해하여 액상 오일을 생산하였다. 촉매 열분해 반응을 통해 생성된 액상 오일은 GC/MS를 이용하여 탄소 수 분포를 분석하였다. 이번 연구에서는 열분해 공간 속도와 촉매량의 변화가 열분해 후 생성되는 액상 오일 수율과 액체 연료의 탄소수 분포에 미치는 영향을 조사하였다. Ni/sand를 이용하면 열분해 오일 수율은 공간속도 30,000 h^-1에서 10 wt% Ni/sand 하나의 조건을 제외하고 오일 수율이 증가하였고, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 증가하였다. 공간속도가 증가하면 더 높은 열분해 오일 수율을 얻었으나, C₆ ~ C₁₂사이의 탄화수소의 비율은 감소하였다. 1 wt% Ni/sand를 이용한 경우, 10 wt% Ni/sand를 사용할 때 보다 액상 오일 수율은 더 높았다. 결론적으로 공간속도 10,000 h^-1에서 1 wt% Ni/sand를 이용하였을 경우 오일 수율은 60.99 wt%이고, 42.06 area%의 가장 높은 C₆ ~ C₁₂ 탄화수소의 비율이 나타났다.

• 공업화학
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• 제16권2호
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• pp.296-303
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• 2005

PVC와 ABC의 혼합물을 대상으로 혼합비에 따른 공열분해 특성과 CaO와 $Cu_2O$의 첨가효과를 TG와 GC-MS를 이용하여 연구하였다. $500^{\circ}C$의 등온실험에서 ABS의 혼합비율이 증가할수록 스티렌 단량체와 방향족 화합물의 수율은 증가하였으며, BTX 화합물의 최대 수율은 PVC와 ABS의 혼합비가 4:1일 때 16.14% 정도임을 확인하였다. 금속산화물을 첨가한 경우 액상 생성물의 수율은 혼합비 0.4의 CaO를 첨가했을 때 73%와 0.4의 $Cu_2O$를 첨가했을 때 70%인 최대값을 얻을 수 있었으며, 각각 혼합비 0.5인 CaO와 1.0인 $Cu_2O$를 첨가했을 때 기상 생성물에 포함된 염화수소를 완전히 제거할 수 있었다. 본 연구의 실험조건에서는 염화수소를 완전히 제거할 수 있고, 가장 높은 액상 수율을 얻을 수 있는 반응조건은 $500^{\circ}C$에서 혼합비 0.5인 CaO나 혼합비 1.0인 $Cu_2O$를 첨가하는 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.190-197
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• 2021

펄프 및 제지산업에서 목재의 셀룰로오스 성분 활용 후 남는 부산물인 크라프트 리그닌(kraft lignin)은 촉매적 저분자화 공정을 통해 바이오연료나 고부가가치 페놀 단량체로 전환될 수 있다. 본 연구에서는 크라프트 리그닌의 효율적인 저분자화를 위한 촉매로 수소화 금속 및 산-염기점을 동시에 지니는 Ru-Mg-Al-oxide 복합 촉매를 제조하고, 리그닌 분해 성능을 평가하고자 하였다. 촉매 내 다양한 활성점들(산점, 염기점, 수소화 금속)이 리그닌 분해 반응에 미치는 영향을 파악하기 위해 MgO, Mg-Al-oxide, Ru-Mg-Al-oxide의 세 가지 촉매를 제조하여 초임계 에탄올 용매 상에서 리그닌 분해 반응을 수행하였고, 리그닌 분해 성능은 바이오오일(bio-oil) 수율 및 분자량, 그리고 페놀계 단량체 수율을 통해 평가하였다. 그 결과, Ru-Mg-Al-oxide 촉매가 다양한 활성점들의 시너지 효과로 인해 가장 높은 수율의 바이오오일 및 페놀 단량체들을 생산한다는 것을 확인하였다. Ru-Mg-Al-oxide 촉매 상에서 분해 효율을 최적화하기 위해 다양한 반응 조건(온도, 시간, 촉매양)에 따른 분해 효율을 평가하였고, 최종적으로 반응온도 350 ℃, 리그닌 대비 촉매 비율 10%, 4 h 반응을 통해 72%의 높은 바이오오일 수율과 무촉매 대비 3.5배 이상 증가한 페놀 단량체를 생산할 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2007년도 추계학술 발표회
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• pp.159-162
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• 2007

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.94-100
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• 2016

해조류 유래 급속열분해를 통해 생성된 바이오오일로부터 수소가스를 생산하기 위해 상용 개질 촉매를 사용하여 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료로 급속열분해로부터 생성되는 crude 바이오오일의 상분리를 통해 얻어진 수용액상의 바이오오일이 사용되었으며, 상용 개질 촉매(FCR-4-02, POS-7, Cat. A, RUA), 반응온도 및 수증기/탄소(S/C) 비율에 따른 수증기 개질 반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험 결과 원료의 S/C 비율과 촉매의 구성성분에 따라 반응활성이 크게 달라지는 것이 확인되었으며, 특히 POS-7 촉매를 사용한 1073 K, S/C 비율 10의 조건에서의 수증기 개질 반응에서 가장 높은 수소 수율(70%)이 확인되었다.

• 공업화학
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• 제5권6호
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• pp.957-966
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• 1994

HZSM-5와 Ag 이온으로 교환된 ZSM-5를 촉매로 사용하여 부탄과 1-부텐으로부터 방향족 화합물로의 전환반응을 수행하였다. 방향족 탄화수소의 수율은 HZSM-5 내에 Ag 이온을 도입함으로써 현저하게 증가하였다 Ag 이온들은 출발원료인 탄화수소의 탈수소 촉매로서 작용하였다. 부탄과 1-부텐의 탈수소 과정에서 생성된 수소는 $Ag^+$ 이온을 Ag 금속으로 환원시킴과 동시에 산점의 형성을 유발하였다. Ag의 담지량이 다른 ZSM-5를 촉매로 사용하여 1-부텐의 전환반응을 수행하고, 이들 촉매의 산점특성 변화에 따른 효과를 검토하였다.

• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.379-387
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• 2013

본 총설에서는 최근 청정수소생산방법으로 큰 관심을 받고 있는 에탄올 수증기개질반응(ethanol steam reforming reaction)에 대해 소개하고자 한다. 다양한 촉매, 반응온도, 에탄올과 물의 몰비에 따른 에탄올 수증기개질반응의 반응특성 및 반응속도식(reaction rate equation)을 검토해 보고자 한다. 또한, 반응기와 분리기를 동시에 장착한 새로운 개념의 막반응기(membrane reactor)를 소개하며, 막반응기의 사용이 일반적인 충전층반응기(packed-bed reactor)에 비해 에탄올 전환율과 수소 수율에 어떠한 영향을 주는지에 대하여 고찰해 보고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.356-363
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• 2005

The purpose of this paper is to investigate the optimal condition of the Syngas production by reforming of fuel using plasmatron. Plasma was generated by air and arc discharge. The effects of applied steam, $CO_2$ or Ni-catalyst on fuel conversion, as well as hydrogen yield and $H_2$/CO ratio were studied. When the variations of $O_2$/fuel ratio, $H_2O$/fuel flow ratio and $CO_2$/fuel flow ratio were $0.94{\sim}1.48$, $4.3{\sim}10$ and $0.8{\sim}3.05$, respectively. Under the condition mentioned above, result of $H_2O$/fuel flow ratio was maximum $H_2$ concentration, or $28.2{\sim}31.6%$, and result of $H_2O$/fuel flow ratio with catalyst was minimum CO concentration or $6.6{\sim}7.1%$. and $H_2$/CO ratio were $3.89{\sim}4.86$.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.401-407
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• 2005

본 연구는 C. beijerinckii KCTC 1785의 배양배지(RCM)에서 수소생산을 위한 최적화 조건을 탐색하고 수소생산을 위한 배지성분을 최적화하였다. 수소생산을 위한 최적 초기 pH와 발효온도는 각각 7.0과 $35^{\circ}C$이었고, 교반은 수소생산을 가속화 시켰다. C. beijerinckii KCTC 1785는 6%(w/v)의 glucose 농도까지 성장할 수 있지만 4%의 glucose 농도에서 가장 많은 수소를 생산하였으며, 이 때 바이오가스 중 수소 함량은 37%(v/v)이었다. 그러나 배지내 잔여 glucose 양을 고려할 때 수소생산을 위한 최적 glucose 농도는 1%이었다. 발효가 진행되는 동안 수소가 생산됨과 동시에 acetic acid와 butyric acid가 동시에 생성되었으며, acetic acid와 butyric acid가 각각 5,000 mg/L과 3,000 mg/L 이상의 농도에서 수소생산을 저해하였다. 또한 발효조의 pH를 5.5로 계속 유지하였을 경우 15시간 동안 0.5% glucose로부터 1,728 mL의 수소를 생산하였으며 이 때 수소의 생산수율은 1.23 mol $H_2/mol$ glucose이었다. C. beijerinckii KCTC 1785의 성장에 있어서 yeast extract 또는 tryptose는 반드시 필요한 배지의 성분이었다.