• Journal of Aerospace System Engineering
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• v.18 no.3
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• pp.8-16
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• 2024

Because hydrogen has very low density, a different storage method is required to store the same amount of energy as fossil fuel. One way to increase the density of hydrogen is through liquefaction. However, since the liquefied temperature of hydrogen is extremely low at -252 ℃, it is easily vaporized by external heat input. When liquid hydrogen is vaporized, a self-pressurizing phenomenon occurs in which the pressure inside the hydrogen tank increases, so when designing the tank, this rising pressure must be carefully predicted. Therefore, in this paper, the internal pressure of a cryogenic liquid fuel tank was predicted according to the liquid hydrogen filling ratio. A one-dimensional thermodynamic model was applied to predict the pressure rise inside the tank. The thermodynamic model considered heat transfer, vaporization of liquid hydrogen, and fuel discharging. Finally, it was confirmed that there was a significant difference in pressure behavior and maximum rise pressure depending on the filling ratio of liquid hydrogen in the fuel tank.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.21 no.2
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• pp.157-166
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• 1985

The Purpose of this study are to investigate the characteristics of the flame behavior of gasoline-methanol blended fuels in spark ignition engine. Ionization probe were installed at the cylinder head and piston in order to measure flame speed. Other parameter such as engine performance, fuel consumption rate and exhaust gas were measured. The results were as follows. 1. In the case of increase methanol contents in blend fuel, flame propagation speed were increased, and thermal efficiency of the engine were increased due to decrease of energy consumption rate. 2. In the case of fixed equivalance ratio, NO sub(X) in exhaust gas were increased in accordance with increase of spark advance, and mean effective pressure were decreased in accordance with increase of methanol contents. 3. CO and HC concentration were decreased in accordance with increase of methanol contents.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.5
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• pp.589-595
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• 2019

The policies and researches for the reduction of greenhouses gases have been performed according to"Paris Agreement". Because South Korea is the $6^{th}$ biggest greenhouses gas emitter in the world, the Korea government has prepared the strategies for the reduction of greenhouse gases. The development of CCUS (Carbon Capture Utilization and Storage) technology is necessary to reduce greenhouse gases. Therefore, the CCUS has been studied by many contries in the world. In this work, the trends of CCUS technologies R&D has been shortly investigated.

• Clean Technology
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• v.28 no.2
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• pp.174-181
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• 2022

Biomass is a sustainable alternative resource for production of liquid fuels and organic compounds that are currently produced from fossil fuels including petroleum, natural gas, and coal. Because the use of fossil fuels can increase the production of greenhouse gases, the use of carbon-neutral biomass can contribute to the reduction of global warming. Although biological and chemical processes have been proposed to produce petroleum-replacing chemicals and fuels from biomass feedstocks, it is difficult to replace completely fossil fuels because of the high oxygen content of biomass. Production of petroleum-like fuels and chemicals from biomass requires the removal of oxygen atoms or conversion of the oxygen functionalities present in biomass derivatives, which can be achieved by catalytic hydrodeoxygenation. Hydrodeoxygenation has been used to convert raw biomass-derived materials, such as biomass pyrolysis oils and lignocellulose-derived chemicals and lipids, into deoxygenated fuels and chemicals. Multifunctional catalysts composed of noble metals and transition metals supported on high surface area metal oxides and carbons, usually selected as supports of heterogeneous catalysts, have been used as efficient hydrodeoxygenation catalysts. In this review, the catalysts proposed in the literature are surveyed and hydrodeoxygenation reaction systems using these catalysts are discussed. Based on the hydrodeoxygenation methods reported in the literature, an insight for feasible hydrodeoxygenation process development is also presented.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.129.1-129.1
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• 2010

석탄가스화로부터 얻어진 합성가스는 CO, $H_2$가 주성분으로, 그 자체를 연료로 사용하여 발전을 하거나 또는 적절한 정제, 분리 및 합성을 통해 다양한 원료물질을 생산할 수 있다. 이러한 석탄의 청정 사용 기술은 최근의 에너지 분야에서 많은 관심을 불러일으키고 있는 고유가 현상 및 석유자원 고갈에 대비할 수 있는 현실적인 방법의 하나로 여겨지고 있다. 석유를 대체할 에너지원으로서 석탄을 이용하는 다양한 응용 방법 중의 하나로 가스화 반응을 통해 발생하는 합성가스를 이용한 SNG 제조 공정을 들 수 있는데, 이는 석탄 등의 고체 시료를 이용하여 메탄이 주성분인 연료가스를 생산하는 것이다. SNG(Synthesis Natural Gas 또는Substitute Natural Gas)는 합성천연가스 또는 대체천연가스로 불리어지는데 주로 석탄의 가스화를 통해 얻어진 합성가스(syngas 또는 synthesis gas)인 CO, $H_2$를 촉매에 의한 합성반응을 통해 얻을 수 있다. SNG 합성 반응(메탄화 반응)은 보통 수성가스 전환 공정과 가스 정제 공정을 거친 합성가스를 $CH_4$로 전환하는 것으로 석탄을 이용한 SNG 제조 공정에서 가장 핵심 공정인 메탄화 반응은 높은 발열반응으로 주로 니켈 촉매를 사용하며 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 반응이 이루어진다. SNG 합성 반응은 공급되는 합성가스의 조성($H_2$/CO 비), 공급되는 합성가스의 유량과 반응기에 충진된 촉매의 부피와의 관계를 나타낸 공간속도, 반응온도 등의 조건에 따라 반응 특성이 달라질 수 있다. 가스화 반응을 통해 생성되는 합성가스를 이용한 SNG 합성반응(메탄화 반응)의 특성을 파악하기 위하여 Lab-scale 규모의 고정층 반응기를 이용하여 Ni 함량이 다른 2종류의 촉매를 대상으로 반응온도 및 압력에 따른 CO 전환율, $CH_4$ 선택도, $CH_4$ 생산성 변화를 파악하였다. 실험 결과 반응기의 온도가 350도 이상의 조건에서 CO 전환율은 99.8%이상, $CH_4$ 선택도는 90.7%이상으로 나타났으며, 공간속도가 2,000 1/h 이상의 조건에서는 $CH_4$ 생산성이 500 ml/g-cat, h을 만족하였다.

• Journal of Appropriate Technology
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• v.7 no.1
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• pp.59-71
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• 2021

Hybrid hydrothermal carbonization (Hybrid HTC) technology is a proprietary thermochemical process for two or more organic wastes.The reaction time is less than two hours with temperature range 180~250℃ and pressure range 20~40bar. Thanks to accumulation of the carbon of the waste during Hybrid HTC process, the energy value of the solid fuel increases significantly with comparatively low energy consumption. It has also a great volume reduction with odor removal effect so that it is evaluated as the best solid fuel conversion technology for various organic wastes. In this study of the hybrid hydrothermal carbonization, the effect on the calorific value and yield of Cambodian mango waste were evaluated according to changes in temperature and reaction time. Through the study, parameter optimization has been sought with improving energy efficiency of the whole plant. It is decomposed in the Hydro-Carbonation Technology to Generate Gas. At this time, it is possible to develop manufacturing and production technologies such as hydrogen (H₂) and methane (CH₄). Based on the results of the study, a pilot plant (2t/day) has been proposed for future commercialization purpose along cost analysis, mass balance and energy balance calculations.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2008.05a
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• pp.83-86
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• 2008

정부는 2006년 8월 기존의 발전차액 지원제도를 개정하여 발전차액 기준가격 지원대상 확대, 적용기간의 15년 단일화, 수력, 바이오에너지는 고정요금과 변동요금 중에서 선택할 수 있는 선택권 부여, 기술발전에 따라 태양광, 풍력, 연료전지는2-3년간의 유예기간 이후 매년 감소율을 적용하여 기준가격을 낮추는 등 많은 제도개선 내용을 반영하였다. 2006년 10월부터 개정된 발전차액 지원제도가 시행된 이후 태양광, 풍력의 신규진입이 대폭 증가하였고 수력, LFG, 바이오가스는 대부분 변동요금을 신청하였으며 2007년 집행된 신재생에너지 발전차액 기반기금의 55% 이상이 태양광발전에 지급되는 편중현상의 영향이 나타났다. 따라서 변동요금 설계시보다 SMP 평균이 22원 이상 높아져 변동요금의 재설계, 태양광 발전의 기반기금규모가 55% 이상을 점유하고 있으며 향후 더욱 심화될 예정이므로 특정전원의 기반기금 점유비중 제한 및 최근 수년간 준공된 신재생에너지의 운영실적을 분석하고 법적요건을 상세히 검토하여 투자비, 운영비, 이용률등을 재조정하여 기준가격을 합리적으로 개정하여 제2의 신재생에너지 도약기를 마련해야 할 것이다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.73-80
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• 2010

A solid oxide fuel cells(SOFC) is a clean energy technology which directly converts chemical energy to electric energy. When the SOFC is used in cogeneration then the efficiency can reach higher than 80%. Also, it has flexibility in using various fuels like natural gases and bio gases, so it has an advantage over polymer electrolyte membrane fuel cells in terms of fuel selection. A typical cathode material of the SOFC in conjunction with yttria stabilized zirconia(YSZ) electrolyte is still Sr-doped $LaMnO_3$(LSM). Recently, application of mixed electronic and ionic conducting perovskites such as Sr-doped $LaCoO_3$(LSCo), $LaFeO_3$(LSF), and $LaFe_{0.8}Co_{0.2}O_3$(LSCF) has drawn much attention because these materials exhibit lower electrode impedance than LSM. However, chemical reaction occurs at the manufacturing temperature of the cathode when these materials directly contact with YSZ. In addition, thermal expansion coefficient(TEC) mismatch with YSZ is also a significant issue. It is important, therefore, to develop cathode materials with good chemical stability and matched TEC with the SOFC electrolyte, as well as with high electrochemical activity.

• JOURNAL OF ELECTRICAL WORLD
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• s.451
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• pp.22-31
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• 2014

온실가스 다량 배출로 인한 지구온난화 현상은 많은 분야에서의 변화를 요구하고 있다. 특히 온실가스 배출의 주원인으로 꼽히고 있는 발전 등 에너지산업 분야의 경우 그 요구는 매우 거세다. 과거에는 경제성장이라는 측면만 고려하면 됐지만, 지금은 기후변화 대응을 위해 환경을 최우선적으로 고려할 것을 주문하고 있기 때문이다. 문제는 현재 전 세계적으로 약 20%에 이르는 인구가 전기 에너지를 사용하지 못하고 있다는 점이다. 즉 향후 에너지를 사용하고자 하는 신규 소비자는 더욱 늘 것이고, 산업의 발전으로 인한 에너지 소비 역시 큰 폭으로 증가할 수밖에 없다. 문제가 굉장히 어렵지만 해결책도 분명 존재한다. 결론적으로 말해 온실가스 배출을 최소화하면서도 에너지 효율은 높인 기술을 개발하면 되는 것이다. 그리고 이미 세계 각국은 청정에너지 기술개발을 위해 다각도의 노력을 펼치고 있는 상황이다. 그렇다면 세계 각국은 미래 에너지시장을 선도할 청정에너지 기술로 어떤 것을 꼽고 있을까. 이 질문에 대한 대답은 지난 5월 서울에서 개최된 '제5차 클린에너지장관회의(CEM, Clean Energy Ministerial)'에서 제시된 바 있다. CEM은 한국, 미국, 영국, 독일, 중국, 일본 등 세계 에너지의 70%를 사용하는 주요 국가의 관계 장관들이 모여 클린에너지 공급 확대와 에너지효율 향상을 위한 구체적 액션플랜을 논의하는 자리다. 2010년 미국에서 첫 회의가 열렸고 아랍에미리트, 영국, 인도에 이어 한국은 5번째로 CEM을 개최했다. 특히 이번 CEM에서는 회원국들의 의견을 모아 10대 청정에너지 혁신기술을 최초로 선정, 발표했다. CEM은 "향후 10년 간 에너지 시장의 변화를 선도할 유망 기술을 선정한 것으로 IEA 등 국제기구와 주요국 기술 로드맵을 기준으로 해 23개 회원국 회람을 거쳐 최종 확정하게 됐다"고 배경을 설명했다. 이번에 선정된 10대 청정에너지 혁신기술은 ${\triangle}$초고압직류송전 ${\triangle}$에너지저장장치 ${\triangle}$바이오연료 ${\triangle}$마이크로 그리드 ${\triangle}$탄소포집 및 저장 ${\triangle}$초고효율 태양광 발전 ${\triangle}$해상풍력 ${\triangle}$신재생에너지 하이브리드시스템 ${\triangle}$빅데이터 에너지관리시스템 ${\triangle}$지열 시스템이다. 이와 관련해 산업통상자원부 윤상직 장관은 "이번에 선정된 10개의 기술은 최근의 기술적 정책적 추세가 잘 반영된 결과"라고 평가했다. 특히 윤 장관은 "중앙집중형 공급원에서 분산형 전원으로의 변화, 에너지 효율향상의 중요성, ICT와 융 복합 추세 등 우리나라의 상황에서 시사하는 바가 크다"며 "현재 수립하고 있는 '제3차 국가에너지기술 개발계획'에 이러한 기술적 추세를 반영하겠다"는 의사를 표명했다. 향후 10년 간 에너지시장의 변화를 선도할 10대 청정에너지 유망기술을 자세히 소개한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.266-266
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• 2015

전 세계적으로 무한한 청정에너지 개발에 대한 연구가 주목받고 있다. 그 중, 수소에너지는 화석연료의 고갈과 환경문제를 동시에 해결할 수 있는 자원이며 수소 생산 방법 중에서도 태양에너지를 이용한 수소 생산 기술은 가장 이상적인 수소 생산 시스템이라 할 수 있다. 대표적인 광전극 소재로는 $WO_3$, ZnO, $Fe_2O_3$, $BiVO_4$ 등과 같은 무기 소재가 주로 사용되고 있으며, 최근에는 Si, CIGS 등과 같은 태양전지와 상기 광전극을 집적하는 탄뎀형 소재/소자가 개발되고 있다. 광전반응이 우수한 전도성 고분자는 광전기화학 전지의 소재로 개발되고 있다. 그러나 유기물의 수중 불안전성 문제 때문에 직접적으로 물에 침전시키는 것이 아니라 외부의 인가 전원용으로 그 사용이 제한적이다. 본 연구에서는 유기계 소재의 direct energy conversion을 위한 효율 및 수중 안정성 향상을 위하여 Ni계 촉매 및 그래핀옥사이드가 융합된 유기기반 광전기화학전지를 개발하였다.