• 한국자동차공학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.78-83
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• 2011

Natural gas is one of the most promising alternatives to gasoline and diesel fuels because of its high thermal efficiency and lower harmful emissions, including $CO_2$. Although the high octane value of natural gas increases engine output and efficiency due to the high compression ratio, this fuel is prone to such difficulties as a narrow limit of inflammability and a slow combustion speed in the lean burn operation domain, leading to unstable combustion and higher emissions of harmful exhaust gases. Hydrogen blended with natural gas can extend the lean burn limit while maintaining stable, efficient combustion and achieving lower NOx, hydrocarbon and green house gas emissions. In this study, the effect of hydrogen addition on an engine performance and NOx emission characteristics was investigated in a heavy duty natural gas engine. The results showed that thermal efficiency was increased and NOx emissions were reduced due to the expansion of lean operation range under stable operation. NOx emission can be significantly reduced with the retard of spark advance timing.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.193-200
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• 2007

Natural gas is one of the most promising alternatives to gasoline and diesel fuels because of its lower harmful emissions, including $CO_2$, and high thermal efficiency. In particular, natural gas is seen as an alternative fuel for heavy-duty Diesel Engines because of the lower resulting emissions of PM, $CO_2$ and $NO_x$. Almost all CNG vehicles use the PFI-type Engine. However, PFI-type CNG Engines have a lower brake horse power, because of reduced volumetric efficiency and lower burning speed. This is a result of gaseous charge and the time losses increase as compared with the DI-type. This study was conducted to investigate the effect of injection conditions (early injection mode, late injection mode) on the combustion phenomena and performances in the or CNG Engine. A DI Diesel Engine with the same specifications used in a previous study was modified to a DI CNG Engine, and injection pressure was constantly kept at 60bar by a two-stage pressure-reducing type regulator. In this study, excess air ratios were varied from 1.0 to the lean limit, at the load conditions 50% throttle open rate and 1700rpm. The combustion characteristics of the or CNG Engine - such as in-cylinder pressure, indicated thermal efficiency, cycle-by-cycle variation, combustion duration and emissions - were investigated. Through this method, it was possible to verify that the combustion duration, the lean limit and the emissions were improved by control of injection timing and the stratified mixture conditions. And combustion duration is affected by not only excess air ratio, injection timing and position of piston but gas flow condition.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.146-153
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• 2013

CNG buses has contributed to improve air quality in cities. But it is difficult to meet the next emission regulations such as EURO-VI without the help of additional post-processing device. Hydorgen has higher flame speed and lower combustion temperature that make it thermal efficiency increase with leaner operation. Using hydrogen natural gas blend (HCNG) fuel is promising technology which can reduce $NO_x$ and $CO_2$ emissions for a natural gas vehicle. However, fuel flow rate of HCNG should be increased since hydrogen's energy density per volume is much smaller than natural gas. In the present study, the characteristics of fuel supply system and its applicability were evaluated in a heavy duty natural gas engine. The results showed that the potential of fuel pressure regulator and fuel metering valve had enough capacity with HCNG. Employed mixer did not affect the distribution characteristics of mixture.

• 원자력산업
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• 제37권9호
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• pp.58-90
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• 2017

'공포의 값비싼 대가(The High Cost of Fear)'는 공개된 자료 중 동료 평가를 마친 최신의 자료와 간단한 계산 방법을 통해 한국의 탈원전 정책이 가져올 경제적, 환경적 영향을 분석한 보고서이다. 우리는 탈원전 정책이 다음과 같은 영향을 미칠 것으로 예측한다. ${\cdot}$천연가스 구매에만 최소 매년 100억 달러의 비용이 들 것이다. 이는 한국 평균임금인 연소득 29,125달러를 받는 일자리 343,000개에 해당하는 금액이다. ${\cdot}$비용의 대부분은 연료 수입에 사용될 것이며, 한국의 무역 수지가 악화될 것이다. ${\cdot}$한국의 부족한 재생에너지 자원을 고려할 때, 상당한 양의 화석 연료를 추가로 사용하게 될 것이다. ${\cdot}$LNG 발전소가 석탄 발전소를 대체하지 못하고 원자력발전소를 대체하면서 대기 오염으로 인한 조기 사망자 수가 증가할 것이다. ${\cdot}$한국의 전도유망한 원전 수출 산업이 아예 붕괴되거나 큰 타격을 입을 것이다. ${\cdot}$평균적 미국 자동차의 연간 주행거리를 기준으로 150만대에서 270만대의 미국 자동차가 배출하는 배기가스의 양만큼 연간 탄소 배출이 증가할 것이고, 한국은 파리기후협정에서 약속한 탄소 배출 감축 목표를 달성할 수 없게 된다. 본 보고서는 현재 계획된 탈원전 정책의 역사적 사회적 배경을 분석하여 다음과 같은 결론을 도출하였다. ${\cdot}$'그린피스(Greenpeace)', '지구의 친구들(Friends for the Earth)' 등 막대한 자금 지원을 받는 해외 환경단체들은 탈원전 거짓 정보의 근원이며, 이들은 저렴하고 풍부한 에너지라는 개념을 반대한다. ${\cdot}$후쿠시마 원전 사고와 그 여파의 주된 원인은 일본 원자력산업계의 오만과 원자력에 대한 과장된 집단 공포이다. ${\cdot}$반핵 진영의 논리에는 산업계와 정부에 대한 불신과 원자력, 방사선에 대한 몰이해가 반영되어 있다. ${\cdot}$반핵 진영은 후쿠시마 사고를 2014년 한수원 납품 비리 사태의 심각성을 과장하는 데 사용하고 있다. 2014년의 비리 사태는 한국 원자력 규제기관의 독립성을 증명했으며, 2016년의 경주 지진은 2011년 후쿠시마에서 쓰나미와 노심 용융을 초래한 동일본 대지진의 1/350,000의 크기밖에 되지 않는다. 본 보고서는 한국과 타국가의 반핵 운동이 주는 교훈을 다음과 같이 정리하였다. ${\cdot}$어떠한 국가도 에너지 자원 최빈국인 프랑스나 한국 같은 국가조차도 탈원전 '전쟁'에서 자유롭지 않으며, 이는 전 세계적으로 원자력산업이 쇠퇴하는 원인이다. ${\cdot}$원자력산업계, 정부, IAEA 등은 한국과 세계 여러 국가에서- 문화적, 제도적, 재정적 원인으로 원자력산업의 보호와 확대라는 목표를 달성할 수 없다. ${\cdot}$원자력산업을 구하기 위해서는 새로운 비전과 새로운 제도, 그리고 새로운 리더십이 필요하다. ${\cdot}$원자력의 근원적이고 혁신적인 비전 원자력 인본주의(atomic humanism)에 대한 재조명이 필요하다. ${\cdot}$원자력을 지키고 대중과 소통하기 위해 과학 연구단체, 대학교, 사단법인, NGO 등의 새로운 기관들을 후원해야 한다. ${\cdot}$공포를 조장하는 반원전 세력에 맞서 공포를 극복해야 하고, 대중의 공포를 극복해왔던 다른 기술들의 사례에서 교훈을 얻어야 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.573-580
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• 2020

최근 석유를 대체할 수송 에너지원으로 수소에 대한 관심이 커지고 있다. 수소의 장점을 극대화하기 위해서는 수소 충전소가 많이 보급되어야 한다. 본 논문은 수소 충전소를 보다 가깝게 이용 할 수 있는 최적 위치 선정 방법론을 제안하였다. 기존 에너지의 공급처인 주유소와 천연가스 충전소의 위치를 우선 참고하고, 인구, 등록 차량 수 등의 데이터를 추가 반영하여 수소자동차의 예상 충전 수요를 계산하였다. 기계 학습(machine learning) 기법 중 하나인 k-중심자 군집화(k-medoids Clustering)를 이용하여 예상 수요에 대응하는 최적 수소 충전소 위치를 계산하였다. 제안된 방법의 우수성은 서울의 사례를 통해 수치적으로 설명하였다. 본 방법론과 같은 데이터 기반 방법은 향후 수소의 보급 속도를 높여 환경친화적인 경제 체계를 구축하는데 기여할 수 있을 것이다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제32권6호
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• pp.465-473
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• 2008

Type II compressed natural gas(CNG) storage vessels for automobiles have been acknowledged for their excellence and have recently become established in local regions. Their supply is not only to automakers in Korea such as Hyundai Motors but they are being increasingly exported. Although the available products have undergone safety evaluations and are certified by an authorized institution they are still short of the optimal design that is possible for such storage vessels. This research investigates the shape and thickness of the dome with the aim of optimizing the type II CNG storage vessels by using a finite element analysis technique. CNG storage vessels can be largely divided into 3 parts namely, the hear part, the cylinder part and the dome part. The head part is designed by means of a hot spinning process and this method is safer than that used in the design of the dome part even though its shape is similar. The thickness of the liners and reinforcing materials was optimized based on the requirements of the cylinder and dome parts. In addition, the shape of the dome, which is most suitable for Type II CNG storage vessels, is proposed by a process of review and analysis of various existing shape, and then conducting a structural stability evaluation to ensure the optimal design plan.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권9호
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• pp.875-883
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• 2010

본 연구에서 차량 탑재용 LNG 연료 탱크의 단열 성능과 연료 공급 능력 등을 예측하기 위하여, 내조와 외조 사이가 진공 단열된 2중 벽 구조이며 탱크 용량은 450$\ell$, 정상 운전조건은 800 kPa인 연료 탱크를 해석 대상으로 선택했으며, LNG의 물성치는 메탄($CH_4$)과 동일하다고 가정했다. 밀폐 저장기간의 연장을 위하여, 차폐 관을 제시했고 기존의 연료 탱크 저장 기간과 비교 해석했다. 또한 기관으로의 적절한 연료량 공급을 보장할 수 있는 탱크 내의 압력 유지를 위하여, 외부로부터 추가적인 열전달률을 예측했다. 이러한 계산을 위하여 압력 변화율과 전열률, 연료 출입률 간의 열역학 관계식을 유도했고, 선택한 연료 탱크 모델로부터 열저항을 근거한 계산식을 설정했다. 계산 결과에 의하면, 차폐된 관을 사용한 연료 탱크는 약 25~30% 이상의 저장기간이 연장되었고, 연료 압송 최소압력 유지를 위하여 외부에서 탱크로 공급되는 열전달에 적합한 운전조건도 결정할 수 있었다.

• 한국중재학회지:중재연구
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• 제18권2호
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• pp.201-233
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• 2008

러시아와 한국간의 공식적인 접촉은 1990년 6월 샌프란시스코에서 개최된 정상회담이다. 동년 9월 뉴욕에서 개최된 양국의 외무장관 회담에서 러시아와 한국의 외교관계가 수립되었다. 그간 양국간에는 협정을 통한 협력의 법적기반이 조성되었는데 주요 분야를 보면 무역, 투자보장, 어업, 이중과세방지, 군사기술분야, 원자력의 평화적 이용, 문화교류에 관한 협정들이 있다. 역시 양국간의 주요 관심사항은 무역과 경제협력 분야이다. 2007년도 러시아와 한국의 무역액은 150억 달러를 초과함으로써 전년도에 비해 55.5% 증가하였다. 러시아의 한국으로의 수출은 약 70억 달러로서 전년도에 비해 52.6% 증가했고 한국으로부터의 수입은 80억 달러를 초과함으로써 전년도에 비해 56.1% 증가하였다. 그리하여 러시아는 한국의 10대 교역국으로 성장하였다. 가스와 오일 프로젝트 추진과 관련하여 사할린지역에서 사용하기 위해 한국으로부터 수입하는 드릴기계장비, 탱커, 자동차, 휴대전화는 한국과 러시아 양국간 경제성장의 주요요인이 되고 있다. 2008년 1/4 분기 양국간 무역액은 42억 달러를 초과했는데 이는 전년도 동기와 비교해서 72.1% 증가한 것이다. 이 중 한국에의 수출은 17억 달러를 초과했는데 이는 전년도 1/4분기에 비해 91.7% 성장한 것이다. 한국으로부터의 수입은 약 25억 달러로서 전년도 1/4 분기와 대비해서 60.6% 성장했다. 러시아와 한국간의 경제교류가 크게 증대하게 된 배경에는 러-한경제과학기술협력공동위원회가 큰 역할을 담당했다. 이 논문에서 필자는 무역과 투자측면에서 본 양국간 경제협력의 특징을 고찰하는 한편 러시아의 동부지역(러시아 극동 및 바이칼횡단지역)과 한국과의 협력과 관련된 역동성과 과제를 제시하는데 연구의 목적을 두었다. 한국은 외국기업과 함께 러시아 극동지역의 무역과 경제협력 증진에 상당한 공헌을 함으로써 러시아 극동경제권에서 주요 무역파트너가 되고 있다. 또한 본 연구에서는 한국과 러시아간의 주요 협력프로젝트에 관하여 고찰하는 한편 앞으로의 전망을 제시하였다. 이 문제는 무엇보다도 한-러간의 공동 에너지프로젝트 및 에너지자원의 무역과 관련되어 있다. 한국과 러시아는 이미 많은 분야에서 상당한 정도로 상호 협력관계를 발전시켜왔다. 여기에는 정책, 에너지, 경제, 문화, 과학기술 분야가 포함되어 있다. 현재 러시아와 한국간에는 에너지 분야에서의 전략적 대화채널 구축에 관한 문제와 함께 연료 및 에너지공단 건설과 관련하여 협력문제가 논의되고 있다. 에너지 분야에서의 전략적 대화개념 구축을 위해서는 전략, 예측 및 투자환경의 문제가 양국간에 집중논의 되어야 하고 법제상의 조화문제도 논의되어야 한다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.94-104
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• 2024

재제조는 사용 후 제품을 분해, 세척, 검사, 보수, 조정, 재조립하여 원래의 성능 또는 그 이상의 성능을 가진 제품으로 재상품화하는 것으로, 재제조산업은 2050 탄소중립을 실현하기 위해 필요한 핵심 산업이다. 본 연구에서는 자동차부품 중 재제조가 활발히 이루어지고 있는 인젝터를 대상으로 전과정평가를 이용하여 회피효과를 고려 시와 미고려 시 자원 저감 및 온실가스 저감 효과를 분석하고자 한다. 연구결과, 인젝터 재제조로 인한 자원 저감 효과와 온실가스 저감 효과는 회피효과를 미고려 시 1개 기준으로 95.30%, 93.88%가 저감되는 것으로 나타났다. 재제조 시 제품을 재사용함으로써 사용 후 제품이 폐기되지 않는 환경영향과 천연자원을 사용하지 않는 환경영향의 회피효과를 고려할 시 190.91%, 188.33%가 저감되는 것으로 나타났다. 본 연구결과는 향후 재제조 시 회피효과를 고려한 환경영향 저감량을 평가하고, 연구방법론 개발 시 활용할 수 있을 것으로 본다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.18-24
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 천연가스는 대기환경 오염물질을 거의 배출하지 않는 청정연료이며, 주로 시내버스의 연료로 사용되어져 왔다. CNG 버스의 보급률이 계속적으로 증가하고 있으며 이에 대한 엄격한 배기규제를 충족시키고 경제적인 후처리장치의 연구개발이 필요하다. 장기적인 연구로는, CNG 버스에서 배출되는 유독성가스인 $CH_4$와 NOx를 동시저감시키는 새로운 NGOC/LNT+NGOC/SCR 복합시스템을 개발하는 것이다. 이 연구는 복합시스템 후단에 장착되는 선택적인촉매환원(SCR)의 washcoat를 세라믹과 메탈 담체에 코팅하여 $de-CH_4/NOx$ 특성을 파악하는 것이다. V, Cu-SCR 촉매는 $CH_4$ 산화반응에는 영향을 미치지 않고, 이중층으로 코팅된 2, 4번 NGOC/SCR 촉매는 $400^{\circ}C$에서 $CH_4$가 산화되기 시작하여 약 $550^{\circ}C$에서는 약 20% 수준으로 $CH_4$가 저감되었다. NGOC/SCR처럼 two layer로 코팅된 2, 4번 SCR 촉매는 $350^{\circ}C$이상에서는 마이너스(-) NOx 전환률을 나타냈다. 이는 $ NH_4NO_3$(질산염)으로 흡장되어 있는 NOx가 촉매의 반응속도가 저하됨에 따라 $N_2$로 환원되지 못하고 $NO+NO_2$로 탈착되었기 때문이다. 세라믹 기반의 복합시스템은 $400^{\circ}C$에서 약 30%, $500^{\circ}C$에서 LOT50에 이르러 메탈 기반의 복합시스템보다 약 20% CH4 정화 성능이 높았고, NGOC/LNT+Cu-SCR 복합시스템 조합이 적합하다.