• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.205-209
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• 2015

이산화탄소 포집 및 활용(CCU)은 화석연료 시 배출되는 온실가스인 $CO_2$ 저감과 이용을 위해 잠재력을 가지고 있는 기술이다. 이산화탄소를 분해하기 위해 3상 글라이딩 아크 플라즈마-촉매 반응기를 설계 및 제작하였다. 이산화탄소 저감 특성 실험은 단일 이산화탄소 가스 공급 유량 변화와 이산화탄소와 메탄 혼합 주입에 따른 주입 전력 변화, 촉매 그리고 수증기 공급 변화에 대해 연구를 수행하였다. 단일 이산화탄소 공급 유량이 12 L/min에서 분해율이 7.9%, 에너지 분해 효율은 $0.0013L/min{\cdot}W$로 나타났다. 이산화탄소 분해됨에 따라 일산화탄소와 산소가 생성된다. 메탄과 이산화탄소 혼합가스를 주입 시 $CH_4/CO_2$ 비 1.29, 주입 전력 0.76 kW에서 이산화탄소 분해율과 메탄 전환율이 각각 37.8, 56.6%를 보였다. $NiO/Al_2O_3$ 촉매 설치 시, 플라스마 단독 공정에 비해 이산화탄소 분해율 및 메탄 전환율이 11.5, 9.9% 증가한다. 수증기 공급으로 인한 이산화탄소 분해 효과에는 큰 영향을 주지 못한다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.239-239
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• 2003

탄소재료의 산화반응을 설명한 대부분의 논문은 TGA(Thermo Gravimetric Analysis)를 이용한 연구이다. TGA 장치는 가열이 필요한 물질의 반응연구에 다양하게 이용되고 있는데, 온도에 대한 무게 변화를 간편하게 알 수 있다는 장점과 함께 보편적으로 편리한 Arrhenius형태의 속도식으로 해석된다. 많은 연구자들은 TGA를 이용하여 다양한 탄소재료에 대한 반응속도상수를 구하였으며, 반응기체, 반응온도 및 원료물질에 따라 다른 속도를 나타내는 실험결과를 표준화된 속도식으로 표현하고자 하는 노력이 있었다. 그러나 이런 대부분의 연구는 coal 등과 같은 탄소재료의 연소특성을 이용하려는 에너지 변환 연구가 주를 이루어 왔으며, 탄소섬유의 산화반응에 대한 표준화 식으로 해석한 보고는 거의 없는 실정이다. 이 연구에서는 내부구조가 현격하게 차이나는 다른 두 종류의 피치계 탄소섬유를 TGA를 이용하여 등온 산화반응 시켰다. 반응기체의 종류와 반응온도를 변화시켜 산화반응조건에 따른 중량변화를 관찰하였고, 여러 산화조건에서 얻어진 산화속도를 Kasaoka 등에 의해 제안된 표준화식을 이용하여 산화반응의 평균 속도상수 K와 전환율이 0.5일 때의 속도상수 $k_{f=0.5}$ 결과를 비교하여 산화 반응속도를 정량적으로 해석하고자 하였다.다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.112.2-112.2
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• 2010

슬러리 기포탑 반응기는 열 및 물질 전달의 용이성, 낮은 운전비용 및 장치의 간단성의 장점을 가지고 있어서 Fischer-Tropsch 반응, bio-reaction 등에 많이 응용되고 있다. 그러나 기포탑 반응기 내의 물질 거동은 매우 복잡하기 때문에 많은 연구가 이루어지고 있음에도 불구하고 그 현상에 대한 명확한 이해는 어려운 상황이다. 특히 기포탑반응기내에 기체의 포집율(gas hold-up)을 증가시키는 것을 목적으로 하는 연구들이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 기체의 분사 방향에 따른 기체 포집율의 변화를 관찰하였다. 기체 분사는 0.6 mm의 pore가 66개로 구성된 perforated plate를 통해서 이루어졌고, 수직방향, 수평방향, 45도 그리고 수직/수평 조합의 네 가지 분사방향에 대해서 실험을 수행하였다. 반응기는 내경이 0.15 m이고 높이 2.0 m 아크릴 반응기를 이용하였다. 사용된 연속상은 수돗물을 사용하였고 분산상 기체로는 압축 공기를 이용하였다. 전체적인 기체 포집율은 수직방향의 분사방향에서 가장 높게 측정되었다. 그리고 수직/수평의 조합 분사방향의 경우, 기체 포집율이 가장 낮게 관찰되었다. 이것은 분사방향이 수직/수평으로 서로 엇갈릴 경우, 기포간의 충돌 가능성이 높아지고 bubble coalescence가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 실제로 homogeneous flow regime에서 heterogeneous flow regime으로 전환되는 기체선속도는 분사방향이 수직, 45도, 수평, 수직/수평 조합의 순서로 감소하였다. 즉 이 순서로 기체흐름의 와류가 증가하는 것을 알 수 있었다. 또한 Dynamic Gas Disengagement(DGD) 분석을 통하여 큰 기포가 발생하기 시작하는 기체 선속도의 변화를 관찰하였다. 이 경우, 예상되듯이 수직/수평 조합에서는 1.5 cm/sec 기체 선속도에서 큰 기포가 발생하기 시작한 반면 수직 방향 분사의 경우에는 2.5 cm/sec의 보다 높은 기체 선속도에서 관찰되기 시작하였다. 이러한 현상들을 종합하였을 때, 기체 분사방향을 수직으로 일정하게 했을 때, 기포간 출동을 최소화하고 와류발생을 최대한 지연시키며 전체 기체 포집율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제6권3호
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• pp.16-25
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• 2003

본 논문에서는 RORO선을 이용한 연안운송에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량의 삭감 효과에 대하여 고찰한다. 먼저 국내 CO₂가스 배출량과 수출입 컨테이너화물의 물동량에 대하여 고찰한다. 다음에 RORO선의 특성, CO₂가스 배출량 기준과 NOx가스 배출량 기준에 대하여 고찰한다. 또한 경인지역과 부산항 사이의 수출입 컨테이너 화물의 운송에 있어서 도로운송을 연안운송으로 전환한 경우의 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 삭감 효과에 대하여 계산한다. 마지막으로 RORO선의 적재율과 연안운송 분담율 변화에 따른 CO₂가스 배출량과 NOx가스 배출량 변화에 대하여 조사한다. 본 논문의 결과를 통하여 수출입컨테이너 화물의 운송을 도로운송으로부터 RORO선을 이용한 연안운송으로 전환하는 것이 CO₂가스 배출량 삭감에는 효과적이나 NOx가스 배출량 삭감에는 큰 효과가 없는 것을 확인하였다.

• 한국균학회지
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• 제21권4호
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• pp.285-292
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• 1993

에너지 요구 반응 인 5'-XMP 의 5'-GMP 보의 효소적 전환을 위해 Escherichia coli CH 41(guaB mutant)로부터 추출 정제한 XMP aminase에 Saccharomyces cerevisiae의 glycolysis를 통한 ATP 재생계를 도입하였다. 전환 반응의 ATP원으로는 동결 건조 효모가 가장 효율적이었으며, 전환 반응의 최적 온도 및 pH는 각각 $40{\circ]C$, pH 7.4였다. 또한 100 mM glucose, 100 mM inorganic phosphate 및 6mM AMP 에서 가상 높은 전환율을 보였다. 상기의 조건에서 36 unit/ml의 XMP aminase 가 이용될 경우 효모 농도는 60 mg/ml로 충분하였으며, 최적 조건에서 6시간 반응시 1.8 mM(65.6 mg/100 ml) 5'- XMP 의 약 71%가 5'-GMP로 전환되었다.

• 대한교통학회지
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• 제28권4호
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• pp.97-106
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• 2010

지구온난화 등 기후변화로 지구가 위기를 맞이하고 있으며, 이에 따라 온실가스 감축은 시대의 흐름으로, 교통수단 중 자전거는 가장 빨리 이 목표를 가능하게 해주는 수단이다. 자전거 이용 활성화를 위해서는 자전거 인프라가 부족한 현 시점에서 자전거 전용도로를 새로이 건설하는 것이 효과적이나, 공간확보가 어려우므로 도로다이어트가도시 내에서 자전거전용차로를 확보하기 위한 가장 현실적인 대안이다. 그러나 도로다이어트에 대한 효과분석이 이루어진 사례는 거의 없다. 본 연구에서는 도로다이어트에 의한 자전거전용차로 설치 시 자전거수단분담률 변화에 따른 각 수단의 전환율을 산정하였으며 이로부터 편익을 추정하였다. 현재 자전거의 수단전환 모형이 구축되어 있지 않아 자전거로의 전환량 목표를 설정한 후 다른 수단의 전환량을 모형을 이용하여 추정하였다. 사례지역으로 서울을 선정하였으며 SECOMM 모형을 이용하여 분석하였다. 기존의 통행시간 절감편익 이외에 건강증진, 환경오염, 에너지절감 편익 등을 고려하였다는 것이 타 연구와의 가장 큰 차이점이라 볼 수 있으며, 도로다이어트의 시행으로 수단들의 총 통행시간이 증가하지만 자전거의 분담률이 5% 정도가 되면 상쇄하는 것으로 분석되었다. 분담률이 2% 일 때 통행시간 절감편익은 (-)이지만 전체 편익은 (+)이며 분담률이 5%를 넘어설 때엔 통행시간 절감편익도 (+)가 되는 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.27-38
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• 2015

본 논문에서는 모래-실트 혼합토의 압력수준별 전단특성을 파악하기 위해 모래가 골격구조를이루는 세립분 함유율의 시료를 이용하여 저압 및 고압 삼축압축시험을 수행했다. 시험조건으로 세립분 함유율(0%, 9.8%, 14.7%, 19.6%), 공시체의 밀도(다짐에너지 $22kJ/m^3$, $504kJ/m^3$), 구속압(100kPa, 1MPa, 3MPa, 5MPa) 등을 변화시켜가며 각 조건에서 비소성 실트가 혼합토의 전단강도와 거동에 미치는 영향을 조사했다. 시험 결과, 모래의 골격구조에서 세립분 구조로 전환되는 전환 세립분 함유율은 구속압이 높을수록 감소하는 경향을 나타낸다. 구속압력이 높은 고압영역에서의 전단 특성은 구속압이 높을수록 조립자의 파쇄로 인하여 조밀한 모래에서도 느슨한 모래와 같은 경화, 수축거동을 나타내고 세립분 함유율이 증가함에 따라 전단강도 또한 증가하였다. 이러한, 비소성 실트가 혼합토의 전단특성에 미치는 영향은 실트도 모래와 같은 입상체이므로 소성점토 혼합토와는 상이한 거동을 나타냄을 알았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2010

최근 유가 상승 및 에너지 확보, 경질 원유 생산량 및 부존량 감소로 인하여 대체 석유자원의 개발에 대한 연구 및 관심이 급증하고 있다. 기존의 연소 방식이 아닌 연료를 청정 가스로 전환하여 이용하는 가스화 기술 개발이 진행되고 있다. 석탄은 매장량이 세계적으로 풍부 할뿐만 아니라, 지역적으로도 편재되어 있지 않은 에너지원인 석탄을 활용하는 새로운 발전기술로 환경보전성이 우수하며, 효율이 기존의 발전 시스템보다 뛰어난 에너지 이용기술로 각광받는 분야이다. 석탄 슬러리는 분쇄한 석탄을 믹서를 사용하여 소량의 계면활성제를 첨가하여 제조한다. CWM 제조용 석탄은 대체로 고유수분 5%이하, 회분 10%이하의 석탄이 추천되고 있으며, 수분이나 회분량, 산소함량, 입자의 세공율이 증가할수록 고농도화에 불리한 것으로 나타나고 있다. 연료적 가치를 향상시키기 위해서는 물의 함량을 적게, 즉 석탄의 농도를 증가시키는 것이 중요하다. 일반적인 CWM 규격으로는 석탄농도 65% 이상이 바람직한 것으로 보고되고 있다. 석탄가스화에 연료로 사용되는 CWM의 연료성상 및 미립화 정도, 제조 조건 등에 따라 많은 차이가 발생한다. 본 실험에서는 1.0T/D급 습식 분류층가스화기에서 이용할 CWM의 제조를 위하여 소형 믹서를 이용하여 석탄의 농도에 따른 점도 변화와 석탄의 분쇄입자 크기에 따른 점도 변화, 계면활성제와 첨가제의 농도에 따른 점도 특성을 실험하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권5호
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• pp.341-345
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• 2009

음식물쓰레기와 종이류로 구성된 유기성고형폐기물(고형물 함량 30% TS)을 대상으로 중온 건식혐기성소화를 시도하였고, 연속 운전 중 수리학적 체류 시간(HRT)을 150일, 100일, 60일, 40일로 감소시켰다. 기질의 고형물 농도를 30% TS (Total Solids)로 고정하였기 때문에 각각의 HRT에 해당하는 고형물 부하는 2.0, 3.0, 5.0, 7.5 kg TS/$m^3$/d였다. HRT를 줄임에 따라 단위용적 당 바이오가스 생산 속도는 증가하였고, HRT 40일에서 3.49${\pm}$0.31 $m^3/m^3/d$로 가장 높은 성능을 보였다. 이 때, 76%의 휘발성 고형물(VS) 분해율이 유지되었고, 0.25 $m^3$/kg $TS_{added}$의 메탄 생산 전환율을 보였으며, 이는 기질의 67.4%에 해당하는 에너지가 메탄 가스로 전환된 것을 의미한다. HRT 100일에서 0.52 $m^3$/kg $TS_{added}$로 가장 높은 바이오가스 전환율을 보였지만, 모든 HRT에서 0.45${\sim}$0.52 $m^3$/kg $TS_{added}$로 큰 차이가 나지 않았다. 고형물 함량이 높은 기질의 원활한 주입을 위해 소화조 발효액의 일부를 기질 투입구로 반송하여 기질과 혼합 후 주입하였다. 주입하고자 하는 기질의 5배에 해당하는 양의 소화조 발효액을 반송하여 혼합하였을 때, 가장 효과적인 기질 주입이 이루어졌다. 중온 건식 조건에서 서식하는 메탄 소화균의 활성도를 측정한 결과, 아세트산, 뷰틸산, 프로피온산을 이용할 경우 각각 2.66, 1.94, 1.20 mL $CH_4/g$ VS/d였다.

• 공업화학
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• 제8권6호
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• pp.960-966
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• 1997

양이온 촉매(N-Benzylpyrazinium hexafluoroantimonate, BPH)/에폭시 경화계에서 에폭시 수지(DGEBA/DGEBF)의 에폭시 당량 및 촉매함량이 경화 거동, 열적특성 및 유변학적 특성에 미치는 영향을 FT-IR, DSC 및 Dynamic Viscometer를 이용하여 연구하였다. 0.5wt% BPH를 함유하는 DGEBA의 경우 DGEBF/BPH에 비하여 반응 속도가 빠르고 반응 초기에서의 반응 진행(전환율)이 크게 나타나는 것을 등온 DSC 및 FT-IR 결과에서 확인할 수 있었다. 반면 BPH의 함량이 증가함에 따라 반응속도와 전환율이 거의 같은 값을 보여줌을 알 수 있었다. 겔화점(Gel point)으로 정의되는 저장 탄성율(G')과 손실 탄성율(G")의 교차점(G'/G"=1)의 경우 하이드록시기를 포함할 때 도달시간이 빠르게 나타나는데 이는 반응 초기에 하이드록시기의 반응 참여에 의해 반응 초기에 3차원 가교 구조를 형성하는 것으로 생각되었고 또한 DSC 및 FT-IR 결과와 일치하는 결과를 보여주었다. 겔화점에 도달하는 시간을 이용하여 구한 활성화에너지 값은 $31-39kJ.mol^{-1}$의 값을 나타내었다.