• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.215-223
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• 2005

본 연구는 세 가지 다른 형태의 플라즈마 반응기 (SD, DBD, PDC)를 이용한 기상의 스타이렌 분해실험을 통하여 최적 플라즈마 반응기에 대하여 고찰하였다. 각 플라즈마 반응기에 대한 비교평가를 위하여 스타이렌 분해효율, 탄소수지, 반응 생성물의 동정, 생성물의 수율 및 선택성 등의 항목을 평가하였다. 스타이렌의 전환과정은 오존과의 반응이 중요하며, PDC 반응기보다 오존생성량이 많은 SD와 DBD 반응기가 스타이렌의 전환율이 더 높은 것으로 나타났다. 한편, PDC 반응기는 탄소수지, COx ($CO+CO_2$)의 수율 및 선택성에 있어서, SD와 DBD 반응기 보다 훨씬 더 뛰어난 것으로 판명되었다. 스타이렌 초기농도를 100ppmv로 하였을 때, PDC 반응기와 플라즈마 단독공정에서 탄소수지 100%를 달성하기 위해 필요한 비투입 에너지는 각각 110 J/L와 420 J/L로, PDC 반응기가 훨씬 더 낮은 에너지로 스타이렌의 완전분해가 가능하였다. 스타이렌의 분해과정에서 생성되는 주된 생성물로는 CO와 $CO_2$가 있으며 HCOOH가 미량 성분으로 관찰되었다. 이러한 반응 생성물의 수율에는 차이가 나타나지만 이들의 분포는 플라즈마 반응기의 종류와 관계없이 거의 동일한 것으로 나타났다. 이상적인 스타이렌 분해 성성물인 $CO_2$의 선택성에 있어서 SD와 DBD 반응기는 $39.5{\sim}60%$ 정도를 나타내었으나 PDC 반응기에서는 $68.5{\sim}75.5%$ 정도로 훨씬 더 높은 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제23권2호
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• pp.176-182
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• 2012

메탄 개질반응($CH_4$ reforming)은 온실가스($CH_4$와 $CO_2$)를 합성가스(CO, $H_2$)로 전환시켜 온실가스를 자원화 한다는 점에서 활발하게 연구가 진행되고 있다. 그러나 촉매 비활성화와 고온 반응으로 인해 아직 상업화된 공정이 없는 상황이다. 본 연구에서는 Co, Ru, Zr 금속과 담지체로 $SiO_2$를 이용해 Co-Ru-Zr-Si (CRZS)촉매를 제조하고 이를 성형하여 메탄개질반응 특성을 연구하고, 공정 개발을 위한 기초 자료를 얻고자 하였다. 성형촉매의 특성을 알아보기 위해 XRD, BET 그리고 EDS로 분석하였고, 메탄 및 이산화탄소 전환율은 GC (TCD detector)로 분석하였다. 또한 반응속도론적 연구로 부터 반응속도상수를 구하였으며 반응물의 물질전달영향을 받지 않는 촉매크기를 선정하였다. 선정된 성형촉매는 $850^{\circ}C$, 720 h에서도 활성을 유지하였다.

• 유기물자원화
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• 제8권2호
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• pp.93-101
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• 2000

음식 쓰레기 중 성분별 메탄 전환율을 측정한 결과, 배추의 경우 $297ml\;CH_4/g$ VS로 최대였으며 음식 쓰레기의 메탄화율은 $306.7ml\;CH_4/g$ VS 였다. 또한, 산발효 조건 선정 실험을 수행한 결과, 발효 36시간 경과 후 호기성처리의 경우, acetate, propionate, iosbutyrate, valerate 및 4-methyl-n-valerate의 농도는 각각 7,000 ~ 7,200 ppm, 260 ~ 280 ppm, 380 ~ 400 ppm, 40 ~ 50 ppm 및 250 ~ 280 ppm으로 유기산의 85%이상이 acetate였으며 유기물의 분해율은 30%였고 혐기성 처리 경우, 유기산 농도는 각각 1,400 ~ 1,600 ppm, 30 ~ 40 ppm, 220 ~ 250 ppm, 260 ~ 300 ppm 및 75 ~ 100 ppm으로 유기산의 70% 이상이 acetate였다. 유기물 분해율 25 % 였으며 적정 혐기성 산발효시간은 12시간 이었다. NaCl 1.0 %이하, 유기산 1,000 ppm이하 및 pH 6.8 ~ 7.2 범위에서 혐기성 소화가 정상적으로 이루어졌으며 음식 쓰레기:농축 슬러지의 혼합비를 달리하여 소화 실험을 진행한 결과, 최대 처리 가능량은 2:8이었다. 이 때 BOD 및 TS 분해율은 40 ~ 50%및 30%이상이었으며 메탄 발생량은 $107.7ml\;CH_4/g$ VS였다. 음식 쓰레기의 혐기성 소화 잔사의 발아율은 83 ~ 95 %였으며 중금속은 구리 30.1 ppm, 크롬 23.6 ppm만 검출되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.169-175
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• 2018

본 연구는 핵융합 배가스 중 삼중수소가 포함된 화합물인 메탄($CQ_4$) 및 물($Q_2O$)로부터 수소동위원소를 회수하기 위한 공정에 관한 것이다(Q는 수소, 중수소, 삼중수소). 수증기-메탄 개질반응과 수성가스 전환반응을 이용하여 $CQ_4$와 $Q_2O$를 $Q_2$로 변환시키고, 후속하는 팔라듐 분리막으로 생성된 $Q_2$를 회수한다. 본 연구에서는 $CQ_4$ 및 $Q_2O$ 중 하나의 물질인 $CH_4$ 및 $H_2O$로부터 수소 회수를 위해 촉매반응기, 팔라듐 분리막, 순환펌프로 구성된 순환루프를 적용하였다. 촉매반응온도 및 순환유량을 변화시켜가며 $CH_4$ 및 $H_2O$의 전환율을 측정하였다. $CH_4$ 중 수소 회수는 촉매반응온도 $650^{\circ}C$, 순환유량 2.0 L/min 조건에서 99% 이상의 $CH_4$ 전환율을확인하였고, $H_2O$ 중수소 회수는촉매반응온도 $375^{\circ}C$, 순환유량 1.8 L/min 조건에서 96% 이상의 $H_2O$ 전환율을 확인하였다. 이와 더불어, 향후 핵융합 실증로(K-DEMO)에서의 $CQ_4$ 발생량을 예측하고, 이에 대한 처리공정을 제안하였으며, HAZOP (Hazard and Operability) 분석을 실시하여 공정의 위험요소와 운전상의 문제점을 도출하고 해결방안을 제시하였다.

• 한국잡초학회지
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• 제17권4호
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• pp.390-399
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• 1997

비선택성 제초제 Bialaphos(basta)에 저항성인 PAT gene을 감자(Solanum tuberosum. cv. Desiree)에 도입하고자 본 실험을 실시하였다. 잎과 줄기절편을 이용한 신초재분화의 최적조건은 MS배지에 IBA 0.1mg/L+BA 0.5mg/L 조합처리하였을 때 가장 양호하였으며 재분화율은 잎은 54%, 줄기는 46%이었다. 이 조건에서 감자의 잎과 줄기 절편을 GUS : NPTII gene과 PAT gene을 가진 binary vector를 함유한 A. tumefaciens MP90에 공동배양하였다. 공동 배양시 acetosyringone 100${\mu}M$을 첨가할 경우 형질전환율이 잎의 경우 19%, 줄기의 경우 10%로 무처리보다 공히 약 4배가량 높았다. Kanamycin 100mg/L에서 캘러스가 형성된 후 이로부터 재생된 식물체를 약 6주후 Basta 10mg/L를 포함한 재분화배지에 옮겼을 경우 모두 생존하였다. 선발된 식물체의 형질전환여부를 조사하기 위해서 PCR, GUS반응 및 Southern blot를 실시한 결과 형질 전환체에 도입된 유전자가 안정되게 삽입되어 발현됨을 확인하였다. 확인된 형질전환체는 포장에 이식하여 순화시켰으며, 4주 후 제초제를 살포한 결과 대조구로 사용한 감자는 모두 고사되었으나, 형질전환체는 정상적인 생육을 보였다. 따라서 본 실험결과 PAT 유전자를 감자 식물체에 도입하여 감자 genome내에 안정되게 삽입되어 발현되는 제초제 저항성 감자를 선발할 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.65-71
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• 1996

Ni-Cu를 SiO$_2$에 담지시켜 공간속도(Space Velocity; S.V), 메탄올 분압, 반응온도 및 Ni-Cu 조성비에 따른 메탄올 분해 반응의 활성을 조사하였다. S.V는 10,000~30,000h$^{-1}$, 반응온도는 150~40$0^{\circ}C$까지 변화시켰으며 Cu/(Ni＋Cu)비는 0, 0.25, 0.5, 0.75, 1로 변화시켜 보았다. Ni 단일 촉매의 경우 온도가 상승하면서 전환율이 100%에 도달함에 따라 CO의 선택도가 급감소하는 반면 Ni에 Cu를 첨가함으로써 높은 선택도를 유지하였다. 반응의 주생성물로서 CO와 H$_2$가 생성되었고 $CO_2$와 CH$_4$가 부생성물로서 주로 생성되었다.

• 공업화학
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• 제20권5호
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• pp.522-526
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• 2009

다양한 금속(Ru, Mn, Co, Fe)을 $Al_2O_3$와 $CeO_2$에 담지한 촉매를 이용하여 1,2-Dichlorobenzen (1,2-DCB) 제거를 위한 촉매산화 실험을 실시하였다. 이와 더불어 동시에 NOx 제거가 이루어져 단일 촉매층에서 산화/환원 이원 기능이 가능한 촉매를 연구하고자 하였다. 실험결과 1,2-DCB 산화제거효율은 Ru/Co/$Al_2O_3$, Mn-Fe/$CeO_{2}$, 상용촉매인 Cr/$Al_2O_3$ 순으로 나타났다. 또한 1,2-DCB 산화제거효율이 가장 우수하였던 Ru/Co/$Al_2O_3$는 Chlorobenzene (CB)의 분해실험에서도 VOC 제거에 있어서 잘 알려진 Pt-Pd/$Al_2O_3$ 보다 우수한 활성을 나타내었다. 또한 $Cl_2$와 같은 생성물에 의하여 활성의 저하 및 황에 대한 내피독성과 내구성에서 우수한 결과를 얻을 수 있었다. NOx 제거에 있어서도 $260^{\circ}C$에서 NOx 전환율이 70% 정도로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.14-20
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• 2019

The power to gas (P2G) is one of the energy storage technologies that can increase the storage period and storage capacity compared to the existing battery type. One of P2G technologies produces hydrogen by decomposing water from renewable energy (electricity) and the other produces $CH_4$ by reacting hydrogen with $CO_2$. The objective of this study is the reaction of $CO_2$ methanation which synthesized methane by reacting carbon dioxide and hydrogen. The effect of $CO_2$ conversion and $CH_4$ selectivity on reaction temperature, pressure, and methane contents over 40% Ni catalyst was mainly investigated throughout this study. As a result, the activity of this catalyst appeared to be the highest in $CH_4$ yield at around $400^{\circ}C$ and the selectivity of $CH_4$ increased with increasing reaction pressure. The methane content was not significantly influenced below 3% of all componets. As the space velocity increases from 10,000 to 30,000/hr, the $CO_2$ conversion rate tends to decrease.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.420-424
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• 2019

포항산업과학연구원(RIST, Research Institute of Industrial Science & Technology)-고등기술연구원(IAE, Institute for Advanced Engineering)에서 제안한 합성천연가스(Synthetic Natural Gas, SNG) 제조공정(3개의 단열반응기와 1개의 등온반응기로 구성됨)에서, 합성가스와 함께 스팀을 공급함으로써 메탄화반응과 수성가스전환반응을 동시에 반응시켜 촉매층의 온도와 촉매 비활성화를 제어하였다. SNG 공정개발을 위해 본 연구에서는, 포항산업과학연구원에서 제조한 니켈계 촉매를 사용하여 낮은 $H_2/CO$ 비($CO_2$ 22% 포함) 조건에서의 메탄화반응 특성을 평가하였다. 운전조건(1차 단열반응기의 $H_2O/CO$ 비, 4차 등온반응기의 운전온도 범위 등)은 이전의 연구 결과를 반영하였으며, 동일한 조건을 유지하면서 파일럿 규모의 SNG 공정을 운전하였다. 그 결과, 파일럿 규모의 SNG 공정은 안정적으로 운전되었으며, CO 전환율 100%, $CH_4$ 선택도는 96.9% 그리고 $CH_4$ 생산성은 $660ml/g_{cat}{\cdot}h$의 값을 얻었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.788-791
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• 2007

기존의 미분탄 화력발전을 대체할 수 있는 차기 주자인 가스화복합발전(Integrated Gasification Combined Cycle) 기술은 단순히 열과 전기를 얻는데 그치지 않고 $CO_2$ 저감뿐만 아니라 다양한 형태의 2차 에너지원과 화학원료를 생산할 수 있는 기술이다. 상용화 운전 중인 기존의 IGCC 플랜트는 석탄 공급에 있어 건조된 미분탄(dry pulverized coal) 형태로 공급하는 건식 형태와 석탄슬러리(Coal water slurry)의 액상으로 공급하는 습식 형태로 대별되고 있다. 본 연구에서는 ASPEN plus를 이용하여 상용화 IGCC 플랜트에 대한 기본 모델을 구축하였으며, 산지별로 대상 탄종을 illinois #6(미국), Shenhua(중국), Drayton(호주)로 선정하여 가스화공정에 대한 성능을 해석하였다. 동일한 발전 출력을 얻고자 하였을 때, 석탄의 공급방식에 따라 필요한 석탄과 유틸리티 공급량과 가스화기 전${\cdot}$후단에서의 운전특성과 생성되는 합성가스(syngas) 조성, 냉가스(cold gas) 효율 및 탄소 전환율을 통해 각 case에 대한 플랜트 특성을 비교하였다.