• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.327-332
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• 2023

본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al₂O₃ 및 Ni-CeO₂ 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH₄:CO₂:H₂O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h^-1 gcat^-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al₂O₃ 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제30권2호
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• pp.239-251
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• 2024

본 연구에서는 온실가스 배출을 감축하기 위해 메탄올을 추진 연료로 사용하는 선박에 수소 연료전지 시스템이 추가된 하이브리드 시스템 공정을 설계하였다. Case1에서는 메탄올 연료 엔진 시스템을 설계하여, 엔진에 가솔린 대신 메탄올을 연료로 공급했을 때의 배기가스 배출량을 알아보았다. Case2에서는 Case1에 메탄올 개질 시스템을 추가해, 수소연료전지 시스템을 설계하였다. 이 하이브리드 시스템에서는 그레이 수소를 생산하며, 엔진과 연료전지의 출력을 조합하여 선박을 구동한다. 하지만 그레이 수소는 수소를 생산하는 과정에서 탄소를 배출한다는 단점이 있다. 이 점을 보안하기 위해 Case3에서는 CCU시스템을 추가하였다. Case2에서 배출한 Flue gas의 이산화탄소를 포집한 후, 그레이 수소와 합성해 블루 메탄올을 생산하였다. 본 연구에서는 Case study를 통해 개질 온도220℃, 개질 압력500kPa, SCR은 1.0, flow ratio가 0.7일 때 최적의 운전조건임을 알 수 있었다. Case3의 시스템은 Case1에 비해 탄소 배출량을 42% 감소시켰다. 결과적으로, Case3의 하이브리드 시스템을 통해 선박의 이산화탄소 배출을 유의미하게 저감할 수 있을 것으로 예상한다.

• 공업화학
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• 제19권6호
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• pp.592-599
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• 2008

오일샌드는 원유성분이 함유되어 있는 모래로 종전에는 높은 생산비용으로 인해 큰 관심을 끌지 못했지만, 최근 고유가 시대를 맞아 새로운 대체원유로서 세계적으로 주목받고 있다. 특히 오일샌드로부터 추출한 역청을 개질(upgrading)하여 합성원유를 만드는 기술을 통해 그 가치 및 활용가능성을 더욱 넓힐 수 있다. 본 연구에서는 개질 기술이 출원되기 시작한 1969년부터 2006년까지 미국, 캐나다, 일본, 유럽, 한국의 213건의 특허를 수집하여 특허출원 동향 분석을 수행하였다. 개질 기술은 수소화 분해 기술, 코킹 기술, 열분해 기술, 아스팔텐 제거 기술, 초임계 기술, 생물학적 기술, 수소화 처리 기술, 가스화 기술 및 기타 기술의 9가지 세부기술로 나누어 정리하였다. 오일샌드로부터 합성원유 생산기술 중 개질 기술은 1970년대 이후 특허 출원 건수가 증가하다가 1980년대 초반에 가장 많은 특허를 출원하였고, 최근 들어 다시 서서히 증가하는 경향을 보이고 있다. 다른 나라에 비해 오일샌드 관련 기술력이 취약한 한국도 자원 자주개발율을 높이기 위해 오일샌드 생산 및 활용기술, 특히 축적된 석유정제 기술력에 기반한 개질 기술 개발이 필요한 상황이다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권4호
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• pp.375-381
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• 2010

촉매연소를 열원으로 하여 수증기 개질 반응을 수행하는 동심 2중관 원관형 반응기에서의 반응 및 열전달 특성을 제시하였다. 동심 2중관 반응기는 각각 연소 촉매와 개질 촉매가 장입된 충전층 반응기로 제작하였으며 개질 반응인 흡열 반응과 발열 반응인 연소 반응의 열적 거동을 실험적으로 연구하였다. 연소용 혼합 가스는 MCFC(용융탄산염 연료전지) 연료극에서 슬립(slip)되는 합성가스를 성분별로 용량에 맞게 공급 하였으며, 개질 반응에서는 적당한 수증기/탄소비를 고정하여 실험하였다. 이 연구를 토대로 수소 생산량이 최대가 되는 개질 측 반응 온도분포를 예측하기 위한 반 경험적 고찰을 수행하였고 이는 장차 이 연구에서와 같은 연소반응과 개질반응이 복합된 수소생산용 개질기에 대한 기본설계 지침을 제시할 수 있을 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권6호
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• pp.925-933
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• 2011

The traditional feedstock for dimethyl ether (DME) has been natural gas obtained by pipeline from a nearby natural gas or oil field. This report focuses on other feedstock: Coal bed methane (CBM). The resource availability and suitability of CBM for DME manufacturing have been investigated. CBM in a short time has become an important industry, providing an abundant clean-burning fuel and also suggesting as a feedstock for gas industry. The use of CBM will have very little impact on the KOGAS' DME process design and economics up to 50 vol% of $CO_2$ in the CBM source. Many of the CBM sources in Asia are high in $CO_2$, but pose no difficulties for the KOGAS' DME plant. Since tri-reformer requires substantial $CO_2$ in its feed, no $CO_2$ removal from the CBM feed is needed. The $CO_2$ in the CBM means that less $CO_2$ needs to be recycled from the downstream in the process.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제31권3호
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• pp.345-351
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• 2014

Dinitramide($N(NO_2)_2$)염 화합물은 현재 고체 산화제로 로켓추진제의 중요한 원료 물질 중 하나이며, 환경 및 인체에 독성이 적은 친환경 에너지물질로 알려져 군사적 목적 외에 다양한 가스발생제로서 사용되고 있다. 특히 무기염이 아닌 유기염인 Guanidine 염(GDN)은 수분에 대한 안정성이 향상되어 안정적 보관 및 제조가 가능하므로 고순도 물질의 대량 생산이 가능하다. GDN의 출발물질로 guanidine의 음이온 염인 acetate, chloride, carbonate, nitrate, sulfate를 사용하여, GDN(GDN-1,2,3,4,5)을 최대 99%의 수율로 합성하였고, 이들의 물성을 다양한 분석기기를 이용하여 평가하였다. 흡수파장은 3452, 3402, 3354, 3278, 3208, 1642, 1570, 1492, 1416, 1337, 1179, $1000cm^{-1}$이 공통적으로 관찰되었으며, 열적 특성 변화는 $130^{\circ}C$에서 일어나기 시작하며 $150^{\circ}C{\sim}160^{\circ}C$에서는 발열반응과 함께 물질의 변화가 관찰되었다.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.17-22
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• 2011

Biomass gasification provides synthesis gas or syngas that can be used for internal combustion engines as fuel or chemical synthesis as feedstock. Among different types of gasifiers, downdraft gasifier can produce relatively clean syngas with lower tar contents. In this study, a downdraft gasifier was fabricated with 150 mm of hearth diameter to gasify woodchip that is commercially available in this country. After drying woodchip to about 20 %, gasification experiments were conducted measuring temperature, pressure, air and gas flow rates. The volumetric concentrations of CO, $H_2$, $CO_2$, $CH_4$ were 10.7~14.5, 16.5~21.4, 12.5~16.6, and 2.3~2.9, respectively. They were overall within the ranges of the results that the previous studies showed. However, CO concentration was relatively lower and H2 was slightly higher than those from other studies. It seemed that water gas shift reaction was occurred due to the moisture in the fuel woodchip. Additional drying process coupled with syngas cooling would be required to improve the overall efficiency and syngas quality.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.453.2-453.2
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• 2014

그래핀을 수직으로 성장한 형태인 탄소나노월(Carbon nanowall; CNW)은 탄소를 바탕으로 하는 다른 나노물질에 비해 표면적이 상당히 넓은 물질로 전극에 활용하여 소자 성능향상을 기대 할 수 있다. 또한 탄소를 기반으로 하는 나노 구조물중에서 가장 높은 표면밀도를 가진다. CNW를 차세대 염료감응형 태양전지(Dye sensitised solar cells; DSSC)의 상대전극으로 사용한다면 기존대비 광변환 효율을 향상시킬 수 있어 새로운 상대전극으로 활용 가능하다. 또한 CNW는 다른 촉매 없이 직접성장이 가능함으로 불순물 제거공정이 필요하지 않고, 공정시간이 짧아 대량생산에 용의하다. 본 연구에서는 마이크로웨이브 PECVD 장비를 사용하고 메탄(CH4)을 반응가스로 사용하여 CNW 하부전극을 제조하였다. CNW 하부전극의 광 변환효율을 관찰하기위해서 합성시간을 변화를 주었다. 제조된 DSSC의 광 변환 효율을 측정하기 위해 Solar simulator 장비를 사용하여 제작된 cells의 효율을 측정하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제20권1호
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• pp.79-84
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• 1988

대두(大豆)중에 존제하는 장내(腸內) 가스 발생인자인 raffinose와 stachyose의 제거에 이용될 수 있는 Aspergillus niger의 ${\alpha}$-galactosidase는 Czapeck-Dox 액체배지와 밀기울 배지에서 5일간 배양하였을 때 효소생성이 제일 높았다. Czapeck-Dox 액체배양에서 raffinose와 $NaNO_3$가 효소생산에 가장 효과적인 탄소원과 질소원으로 나타났으며 밀기울 배양에서는 질소원 또는 탄소원의 첨가효과가 없었다. 생성된 조효소(組酵素)용액의 작용 최적 pH는 4.0-5.0, 안정도 최적 pH는 3.5-6.5, 최적온도는 $40-50^{\circ}C$ 였다. 합성기질인 p-nitrophenyl-${\alpha}$-D-galactoside에 대한 Michaelis상수는 0.42mM, 최대반응속도는 152${\mu}moles$ substrate/min/kg (고체배지)이었다. $HgCl_2$는 강력한 비경쟁 저해제로 작용하였고 p-chloromercuribenzoate는 낮은 농도에서 경쟁 저해제로 작용하였다. 조효소 용액은 raffinose와 stachyose를 완전 분해하여 단당류 만을 생성하였다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.793-794
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• 2010

피셔트롭스반응은 합성가스 ($H_2+CO$) 로부터 액체연료를 생산하기 위한 목적으로 연구되고 있으며 최근 한정된 석유자원으로 인하여 그 중요성이 증대하고 있다. 이 반응을 통해 생산된 왁스는 수첨분해 반응을 통해 원하는 액체연료 (디젤, 항공유, 윤활유 등) 영역의 수율을 높일 수 있다. 수첨분해반응을 위해선 수소화/탈수소화 기능을 가지는 금속을 포함하고 크래킹 반응을 일으키는 산점을 가지는 양기능성 촉매가 선호된다. 본 연구에서는 수소첨가분해 반응에 이용하는 일반적인 촉매를 알아보고 왁스종류, 반응온도, 반응압력 등 공정변수에 따라 사용가능한 촉매를 조사, 비교하였다.