LNG CCS which is a special type of cargo hold operated at -163℃ for transporting liquefied LNG is composed of a primary barrier, plywood, insulation panel, secondary barrier, and mastic. Currently, glass fiber is used to reinforce polyurethane foam. In this paper, we evaluated the possibility of replacing glass fiber-reinforced polyurethane foam with basalt fiber-reinforced polyurethane foam. We conducted a thermal conductivity test to confirm thermal performance at room temperature. To evaluate the mechanical properties between basalt and glass-fiber-reinforced polyurethane foam which is fiber content of 5 wt% and 10 wt%, tensile and an impact test was performed repeatedly. All of the tests were performed at room temperature and cryogenic temperature(-163℃) in consideration of the temperature gradient in the LNG CCS. As a result of the thermal conductivity test, the insulating performance of glass fiber reinforced polyurethane foam and basalt fiber reinforced polyurethane foam presented similar results. The tensile test results represent that the strength of basalt fiber-reinforced polyurethane foam is superior to glass fiber at room temperature, and there is a clear difference. However, the strength is similar to each other at cryogenic temperatures. In the impact test, the strength of PUR-B5 is the highest, but in common, the strength decreases as the weight ratio of the two fibers increases. In conclusion, basalt fiber-reinforced polyurethane foam has sufficient potential to replace glass fiber-reinforced polyurethane foam.
본 연구는 '홍로'와 '후지' 품종에 benzyladenine(BA, 99% purity), MaxCel$^{(R)}$(1.9% BA), Fruitone(3.5% NAA), MaxCel$^{(R)}$ + Fruitone, simazine 등 약제들이 과실의 착과 및 과실품질에 미치는 영향을 조사하였다. BA와 MaxCel$^{(R)}$은 $100mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로, Fruitone은 $0.1mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로 과실직경이 6mm인 만개 8일 후에, 그리고 simazine은 $400mg{\cdot}L^{-1}$ 농도로 만개 7일후와 14일 후에 2회 처리하였다. 적과제 처리 후 '홍로' 품종의 정화아의 과총당 착과수는 MaxCel$^{(R)}$ + Fruitone, MaxCel$^{(R)}$, simazine 처리구가 각각 1.67, 1.84, 1.81개로 무처리구 2.35개보다 적어 적과효과를 보였고, 특히 무착과 과총 비율이 높아 적과효과가 더 우수하였다. '후지' 품종의 경우 정화아의 과총당 착과수는 MaxCel$^{(R)}$ + Fruitone, Fruitone, MaxCel$^{(R)}$ 처리구가 1.29, 1.60, 1.76개로 무처리구 2.56개보다 적어 우수한 적과효과를 보였다. 또한, 두 품종 모두에서 MaxCel$^{(R)}$ + Fruitone 혼용처리구가 MaxCel$^{(R)}$ 단독처리구에 비하여 적과증진효과를 보였다. 그리고 액화아의 경우도 정화아의 결과와 유사한 결과를 보였다. 과중은 '홍로' 품종의 BA 처리구에서, '후지' 품종에서는 BA와 MaxCel$^{(R)}$ 처리구에서 증가하였다. 그리고 가용성 고형물 함량은 두 품종 모두에서 BA, MaxCel$^{(R)}$, MaxCel$^{(R)}$ + Fruitone 처리 과실들에서 증가하였지만 다른 과실특성들은 차이를 보이지 않았다.
본 연구는 2년에 걸쳐 '감홍' 품종에 석회유황합제(Lime sulfur), MaxCel(1.9% BA), Fruitone(3.5% NAA)을 처리하여 적과와 과실품질에 미치는 영향을 조사하였다. 1차년도 약제 처리에 의한 과총당 착과수는 석회유황합제 3회 처리구는 0.82개, MaxCel(10mm) 처리구 역시 1.15개로 무처리구 1.74개에 비해 유의하게 적어 적과 효과가 인정되었다. 과총당 과실의 착과수는 석회유황합제 또는 MaxCel(10mm) 처리 시 단일과 착과율이 각각 47.9%와 48.7%로 무처리 36.0%에 비하여 높았고, 3개이상 과실 착과율이 각각 1.4%와 5.8%로 무처리 22.9%에 비해 낮아 좋은 적과 효과를 보였다. 액화아의 경우 석회유황합제 및 MaxCel(10mm) 처리구 0.36개와 0.50개로 무처리구 1.20개에 비하여 낮아 정화아에서와 비슷하게 우수한 적과 효과를 보였다. 2년차 적과 효과는 무처리를 제외한 모든 처리구에서 높은 적과 효과를 보였고, 약제 처리가 과실품질에 미치는 영향은 없었다. 따라서, 석회유황합제 또는 MaxCel 혼용처리보다 단용처리만으로도 착과수를 감소시키는데 효과가 있었다.
인공동결공법(artificial ground freezing method)은 연약지반 및 도심지에서의 지하구조물 시공에 적합한 차수 및 지반보강 공법이다. 인공동결공법은 동결관(freezing pipe)을 지중에 매설한 후 냉매(refregerant)를 순환시켜 대상 지반에 차수벽 및 지지체의 역할을 수행하는 동결벽체(frozen wall)를 형성한다. 그러나 간극수의 동결에 따른 간극수의 부피팽창은 지반의 변형을 야기시킬 수 있고, 시공완료 후 동결토의 융해에 따른 지반의 소성변형 및 입자의 재배치 등은 지반의 역학적 특성을 변화시킨다. 본 논문에서는 인공동결공법에 따른 해성 점토지반(marine clay)의 동결속도를 평가하기 위하여 인공동결공법 현장실증시험을 수행하였다. 현장실증시험은 지중에 3.2 m 깊이로 매설된 동결관 1공 내로 초저온 냉매인 액화질소를 순환시키는 방법으로 수행되었다. 또한, 원지반과 인공동결공법에 의해 동결/융해된 지반에 대한 피에조 콘 관입시험(piezo cone penetration test, CPTu) 및 공내재하시험(lateral load test, LLT)을 수행함으로써 동결/융해(freezing-thawing)에 따른 해성 점토지반의 강도 및 강성 특성의 변화를 평가하였다. 시험결과, 부피가 약 $2.12m^3$인 원기둥 모양의 동결체를 형성하는데 총 3.5일이 동안 약 11.9 ton의 액화질소가 소요되었다. 동결/융해에 따른 지반의 강도 및 강성 저하는 각각 48.5%, 22.7%로 산정되었다.
수소는 화석연료를 대체할 수 있는 COx-free 에너지원으로 사용량은 지속적으로 증가할 것이다. 수소는 단위 질량당 에너지 함량이 높으나, 낮은 저장 밀도와 장기 저장의 어려움으로 저장 및 운송에 한계가 존재한다. 반면, 암모니아는 단위 부피당 저장용량이 크고, 비교적 액화가 용이하여 대용량 수소를 저장 및 운송할 수 있는 수소 운반체로 주목받고 있다. 암모니아 분해를 통한 수소 생산 반응은 흡열반응으로 공정의 효율성 및 경제성을 위해 저온 활성이 우수한 촉매 개발이 요구된다. 본 연구에서는 활성금속 Ni의 고분산 담지를 위해 넓은 비표면적의 제올라이트를 지지체로 사용하였으며, 제올라이트 종류(5A, NaY, ZSM5)에 따른 특성(기공구조, 양이온, Si/Al-비)이 촉매 활성 및 반응 특성에 미치는 영향을 확인하였다. 5A 제올라이트는 표면, 기공, 구조체 내에 Ni 을 고분산 담지를 가능하게 하였으며, 낮은 Si/Al-비로 인한 풍부한 산점은 암모니아 흡착을 증가시켰다. 또한, 지지체에 포함된 Na과 Ca 양이온으로 인한 중간-염기점은 질소 탈착속도를 향상시켰다. 따라서, 15wt%Ni/5A 촉매는 강한 금속-지지체 상호작용과 중간-염기점을 통한 질소 탈착 속도 향상으로 가장 우수한 암모니아 전환율과 높은 수소 생성율 23.5 mmol/gcat·min (30,000 mL/gcat·h, 600 ℃)을 보였다.
본 연구는 농업과학기술원 응용미생물과에 보존된 망태버섯속(Dictyophora sp.)에 대한 인공배양 자실체 및 균사체의 형태적 특징을 관찰하였다. 이 버섯의 알과 성숙한 자실체는 대, 치마, 갓, 대주머니로 이루어져 있다. 알은 타원형으로 내피막, 젤라틴층, 외피막으로 싸여 있으며, 표면에는 백색의 침상 균사돌기로 싸여 있다. 성숙한 자실체는 대주머니 안에 젤라틴층이 액화되어 남아 있으며, 포자는 갓 위에 짙은 녹색의 포자층을 형성하고 있다. 치마는 대주머니 위로 길게 내려오고, 그물망의 눈은 다각형이며, 밤꽃 냄새가 난다. 균사체에서 후막포자 모양의 팽대세포(swelling cell)가 확인되었으며, clamp connection도 존재하였다. 본 연구를 통하여 공시균주 KACC 50650은 Dictyophora echinovolvata로 동정되었으며, 한국명으로는 '흰돌기망태버섯'으로 명명하고자 한다.
[ $100,000m^3$ ] 규모의 원통형 탱크에 저장되어 있는 초저온의 액화천연가스는 외부조건 및 운전모드에 따라 복잡한 유동양상과 열물성 변화를 보인다. 이런 현상은 LNG의 저장 및 운전조건과 탱크의 설계사양 및 열전달 특성에 크게 영향을 받으며, 또한 저장탱크내 LNG의 안정적 저장 및 공급에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 연구에서는 LNG 저장탱크의 외부조건에 따른 2차원 열전달 해석, 시운전시 초기 상온상태의 LNG 저장탱크를 냉각하기 위한 Cool Down 프로세스, 그리고 탱크내 LNG의 유입 및 상승을 고려한 주입프로 세스의 해석을 수행하였다. 또한, 혼합 LNG 저장에 대한 해석도 수행하였다. 이런 LNG저장탱크내의 전반적인 열유동에 대한 해석을 토대로 가시화된 종합적인 열유동 해석프로그램을 개발하였다. 본 프로그램의 개발은 탱크내 저장된 LNG의 열적 안정성 해석의 기술력 확보뿐만 아니라 실탱크의 기본설계에 이용할 수 있게 되었다.
시추공을 이용한 초기응력 측정을 위한 새로운 방법을 제안하였다. 이 새로운 개념의 측정법은 기본적으로 응력 해방과 파쇄 기술을 결합한 방법이다. 액화질소와 같은 극저온 액체를 이용하여 시추공 주변의 인장 열응력을 유도하여 시추공 주변의 응력을 해방시킬 수 있다. 종국에는 시추공 주변의 인장 강도가 암반의 인장 강도에 초기 지압으로 존재하는 압축 응력의 합을 초과할 때 시추공벽에 균열을 발생시킨다. 이와 같은 개념을 인장 응력으로부터 초기 응력 수준을 평가하는데 적용하기 위한 이론적 분석을 수행하였다. 또한, 제안한 방법의 유효성을 검토하기 위해 FLAC3D를 이용한 열-역학 상호작용 연속체 해석을 수행하였다. 사전 이론적 검토 및 수치해석으로부터 저온 열균열 발생 현상을 이용한 초기 응력 측정법이 시추공벽에서의 인장 균열 형성을 감시하고 시추공벽에서의 균열 개시 시점의 온도를 기록함으로써 초기 응력을 정밀하게 측정할 수 있음을 확인하였다.
액화석유가스(liquefied petroleum gas, LPG)에 디메틸에테르(dimethyl ether, DME)가 첨가된 DME-LPG 혼합연료의 탄화수소 화합물을 가스크로마토그래피(GC)를 이용하여 정성 정량분석하는 새로운 분석방법을 연구하였다. DME-LPG 혼합연료는 함산소화합물(oxygen-containing compound)인 극성의 DME와 비극성물질인 LPG로 구성되어 있기때문에 하나의 GC 컬럼에서 모든 성분을 완전히 분리하기가 어렵다. 따라서 서로 다른 성질의 화합물이나 아주 복잡한 화합물 중 목표물질의 분석에 응용되고 있는 Deans switching 시스템을 도입하였다. 상기 시스템은 두 개의 GC 컬럼 사이에 유체의 압력 제어를 통하여 용출되는 물질의 흐름 방향을 변경시켜주는 기술로서, 이 방법을 이용하여 DME와 LPG를 서로 다른 컬럼에서 분리하여 한번의 시료 주입으로 DME-LPG 혼합연료의 모든 탄화수소 화합물을 정성 정량분석할 수 있었다. 또한 DME 합성과정에서 부산물로 생성될 수 있는 메탄올, 포름산메틸, 에틸메틸에테르 같은 미량성분까지 분석이 가능하였다.
화석연료를 사용하는 선박이나 자동차는 $CO_2$가스를 과대하게 발생하므로 지구 온난화에 영향을 주기 때문에 화석연료 대신 수소를 사용하는 수소연료전지자동차(FCV)가 크게 각광을 받고 있다. 우리나라는 현대자동차가 FCV자동차를 미국, 일본, 독일 등의 선진국들의 자동차회사와 경쟁적으로 개발하고 있다. 수소는 제철소의 코크스 공장, 서유화학공장의 부산물로 얻으며, 석탄, 메탄가스 등을 고온에서 증기와 반응시켜서 메탄 수증기개질법과 압력스윙흡착법 또는 막분리형멤브레인개질 법을 이용한 수소분리형개질방법으로 고순도 수소를 제조하거나 물을 전기분해하여 제조한다. 수소는 전자공업, 금속 및 화학공업, 로켓 연료 및 공장, 병원, 가정용 등의 연료전지시스템이나 FCV의 연료로 사용하고 있다. 수소의 저장은 수소용기에 수소를 압축하는 방법과 액화수소로 저장하는 방법이 일반적이고, 최근 수소화물이나 유기화학하이드라이드법으로 저장하여 수소스테이션에 운반해서 사용한다. 우리나라는 현재 13개소의 수소스테이션이 가동 중에 있으며, 향후 43개소를 설치할 계획이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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