• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.111.2-111.2
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• 2011

최근 지구온난화로 인해 국제적으로 이산화탄소 저감에 대한 연구가 진행되고 있으며 특히, 이산화탄소의 분리 및 유용물질 전환 등의 다양한 방법에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 이산화탄소를 메탄으로 전환시키는 생물학적 반응은 acetotrophic methanogen, hydrogenotrophic methanogen 등의 미생물이 관여한다. 본 연구에서는 hydrogenotrohpic methanogen을 이용하여 메탄으로 전환하고자 하였다. 이를 위해 이산화탄소와 수소의 체류시간에 대한 연구를 진행하였으며, 선행 연구로 혐기성슬러지의 혼합배양균으로부터 hydrogenotrophic methanogen을 우점종화 하기 위해 고정층 반응기를 이용하여 이산화탄소와 수소 가스를 주입하여 고농도로 배양하였다. 그 결과, 반응기내의 이산화탄소의 메탄전환 균주로써 수소를 환원제로 이용하는 hydrogenotrophic methanogen이 배양되었음을 확인하였다. 이산화탄소와 수소가스의 체류시간에 따른 이산화탄소의 생물학적 메탄 전환 실험 결과, 약 4시간에서 이산화탄소의 저감률이 99%이었으며, 체류시간이 2시간, 1.5시간인 경우 이산화탄소의 저감률은 각각 71%, 68% 이었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.11
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• pp.727-734
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• 2017

The electrochemical conversion of $CO_2$ is one of the methods for reducing $CO_2$. Four materials (Ag, Ni, Pt, and Ir) were selected as the electrodes. The electrochemical conversion was performed under a cell voltage of 4.0 V at $600^{\circ}C$. The amounts of $CO_2$ reduction and carbon production were at the highest for Ag, followed by, Pt, Ni, and then Ir. The produced carbon samples were analyzed by thermogravimetric analysis and XRD. The thermogravimetric analysis results indicated that all the carbon produced at each electrode exhibited similar thermal reactivity. The XRD results showed that the crystallization of carbon was different depending on the electrode utilized. Although electrochemical conversion was the highest for the Ag electrode, a loss of material accompanied it. Therefore, for this study, the optimal electrode is Pt, taking into account reactivity and material losses.

• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2013.04a
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• pp.67-75
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• 2013

최근 이상기후의 원인으로 손꼽히는 물질의 중심에는 이산화탄소가 있으며 이를 제거하기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 최근에는 전극이 있는 수조에 미생물을 넣고 이산화탄소를 화학적 에너지로 사용할 수 있도록 알코올로 변환시켜주는 시스템이 발표되었다. 이에 따라 본 연구진에서는 이러한 전극 시스템에서 이용될 수 있는 효소를 찾고 효소촉매화 반응의 메커니즘을 자세히 연구하고자 하였다. 본 연구에서 사용된 효소인 Formate dehydrogenase (FDH)는 formate를 조효소인 nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$)를 사용하여 이산화탄소로 산화시키는 반응을 촉진시키는 효소이다. 본 연구에서는 이러한 FDH의 산화반응의 역반응을 이용하여 이산화탄소를 효과적으로 분해하는 메커니즘을 연구하기에 앞서 wild type의 반응 메커니즘에 대해 깊이 연구하고자 B3LYP 방법의 양자계산을 하여 반응의 transition state와 potential energy를 조사하였다.

• Clean Technology
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• v.19 no.3
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• pp.306-312
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• 2013

We investigated the effects of the concentration of carbon dioxide on the char-$CO_2$ gasification reaction under isothermal conditions of $850^{\circ}C$ using the Drayton coal. Potassium carbonate was used to improve the low-temperature gasification reactivity. The enhancement of carbon dioxide concentration increased the gasification rate of char, while gasification rate reached a saturated value at the concentration of 70%. The best $CO_2$ concentration for gasification is determined to be 70%. We compared the shrinking core model (SCM), volumetric reaction model (VRM) and modified volumetric reaction model (MVRM) of the gas-solid reaction models. The correlation coefficient values, by linear regression, of SCM are higher than that of VRM at low concentration. While the correlation coefficients values of VRM are higher than that of SCM at high concentration. The correlation coefficient values of MVRM are the highest than other models at all concentration.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.47 no.3
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• pp.267-274
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• 2009

Considerable attention has been given to developing methodologies to reduce the emission of carbon dioxide from industry to meet strengthened environmental regulations. In this article, recent research trends on dry reforming of methane as an alternative method to reduce $CO_2$ emission from large scale industrial processes are addressed. To efficiently provide the energy needed in this strong endothermic reaction without additional $CO_2$ emission, it seems to be desirable to adopt autothermal reaction mode. The produced synthesis gas could be used as a reducing gas, or a feedstock for synthesis of chemicals and fuels.

• Proceedings of the Korean Society of Postharvest Science and Technology of Agricultural Products Conference
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• 2003.10a
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• pp.189.1-189
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• 2003

‘부유’단감은 국내에서는 일반화되어 있는 PE필름 밀봉 저장방식으로 과실의 호흡에 의해 산소농도의 감소와 이산화탄소의 증가로 호흡이 억제되고 이에 따라 노화가 지연됨으로 과실의 저장수명을 증가시키는 방식이며, 최적저장온도는 -0.5~$0^{\circ}C$라고 보고되고 있다. 이에 본 실험에서는 상온유통을 고려하여 2$0^{\circ}C$에서 0.03mm, 0.05mm LDPE필름으로 포장한 경우와 무포장한 경우를 비교하여, 중량, 수소이온농도, 가용성고형분, 경도를 측정하고 이를 외관품질검사 결과와 종합적으로 검토하였으며, 또한 환경기체조성의 범위를 설정하기 위하여 산소농도(1~5%), 이산화탄소농도(5~15%)를 독립변수로 중심합성계획법(central composite design)에 의해 3단계로 부호화하였고 산소소비농도, 이산화탄소 발생속도, pH 당도, 경도를 종속(반응)변수로 결과를 이용하여 독립변수와 종속변수간의 함수관계를 규명하며, 독립변수들의 값의 변화에 따라서 반응량(종속변수)이 어떻게 달라지는 가를 예측하며, 독립변수가 종속변수인 반응량을 최적화(Optimize) 하는가와 어떤 실험계획법을 쓰면 가장 좋은 정도를 얻을 수 있는지를 규명하고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.2
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• pp.184-192
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• 2015

Characteristics of Char-$CO_2$ gasification for petroleum coke, biomass and mixed fuels were compared in the temperature range of $1,100{\sim}1,400^{\circ}C$ using TGA (Thermogravimetric analyzer). Kinetic constants with respect to reaction temperature were determined by using different gas-solid reaction models. Also activation energy (Ea) and pre-exponential factors ($K_0$) in each models were calculated by using Arrhenius equation and then were compared with experimental values to determine reaction rate equation for char-$CO_2$ gasification. Reaction time for $CO_2$ gasification decreased with an increase of reaction temperature. Also, the activation energy of $CO_2$ gasification reaction for mixture with petroleum coke and biomass decreased with increasing biomass contents. This indicates that mixing with biomass could bring synergy effects on $CO_2$ gasification reaction.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.110.2-110.2
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• 2010

현재 상용가능한 연소전 $CO_2$ 포집 기술은 습식 스크러빙 방식으로 고온의 합성가스를 상온 수준으로 온도를 낮춘 후 $CO_2$를 포집해야 하고 포집된 $CO_2$의 압력이 낮아 재압축하여 저장소로 보내야 함에 따라 큰 폭의 열효율 손실이 불가피하다. 고온 고압에서 이산화탄소를 포집할수 있는 고체 흡수제를 이용할 경우 이산화탄소 포집 치 저장 추가에 따른 시스템 효율 저하를 최소화할 수 있다. 고체 $CO_2$ 흡수제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $CO_2$를 흡수하고 재생탑에서는 고온의 수증기와 접촉하여 흡수된 $CO_2$를 다시 배출함으로써 재생된다. 따라서 건식 재생 $CO_2$ 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 $CO_2$ 흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 유동층 공정에 적합한 물성을 가진 연소전 $CO_2$ 포집용 고체 흡수제를 분무건조법으로 제조하였으며, 모사 합성가스를 이용하여 열중량분석기와 기포유동층반응기를 이용하여 $200^{\circ}C$ 흡수, $400^{\circ}C$ 재생, 압력 20 bar 조건으로 반응성을 측정하였다. 개발된 고체 $CO_2$ 흡수제는 열중량분석기에서는 반응 후 10-13 wt%의 무게증가를 나타내었고 기포유동층반응기에서는 8-10 wt%의 $CO_2$ 흡수능을 보여주었다. 특히 수증기의 함량이 10% 이상에서 높은 흡수능을 나타내어 수증기가 반응에 크게 작용하고 있음을 알 수 있었다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.22 no.2
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• pp.644-650
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• 2021

This study characterized the reforming of methane with carbon dioxide, which is a major cause of global warming. The methane decomposition reaction with carbon dioxide was carried out using transition metal catalysts. The reactivity of tin was lower than that of a transition metal, such as nickel and iron. Most of the decomposition reaction occurred in the solid state. The melting point of tin is 505.03 K. Tin reacts in a liquid phase at the reaction temperature and has the advantage of separating carbon produced by the decomposition of methane from the liquid tin catalyst. Therefore, deactivation due to the deposition of carbon in the liquid tin can be prevented. Methane decomposition with carbon dioxide produced carbon monoxide and hydrogen. Ni was used to promote the catalyst performance and enhance the activity of the catalyst and lifetime. In this study, catalysts were synthesized using the excess wet impregnation method. The effect of the reaction temperature, space velocity was measured to calculate the activity of catalysts, such as the activation energy and regeneration of catalysts. The carbon-deposited tin catalyst regeneration temperature was 1023 K. The reactivity was improved using a nickel co-catalyst and a water supply.