• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.231-234
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• 2005

수소 기반의 에너지 사회는 중소규모 분산 발전과 연료 전지 자동차에서 시작될 거라는 예측이 지배적이다. 가정용 고분자 연료전지 시스템은 상업화에 가장 가까운 소규모 분산 발전 시스템중의 하나이며, 에너지기술연구위원에서는 가정용 고분자 연료전지에 수소를 공급하기 위한 천연가스 수증기 개질시스템의 개발을 진행해 왔다. 효율 향상과 제작의 용이성, 그리고 소형화에 초점을 맞추어 개발된 prototype-I은 $2.0Nm^3/hr$의 순수 수소 생산 용량을 가지고 있으며, 수증기 개질기와 수성가스 전이 반응기 수중기 생성 장치, 그리고 반응열 공급에 필요한 버너 등을 이중 동심원관에 통합한 형태이다. 수중기 개질과 수성가스 전이 반응을 거쳐 나오는 개질 가스의 조성은 $72.3\%\;H_2,\;4.8\%\;CH_4,\;0.7\%\;CO,\;22.2\%\;CO_2$이며, 이때 S/C 비율은 2.5였다. 고분자 연료 전지 공급 시 요구되는 CO 농도가 10ppm 이하이기 때문에, 본 시스템에는 선택적 산화 반응기를 2단으로 설치하여 CO. 농도를 10ppm 이하로 낮추어주었다. 전체 시스템의 열효율은 LHV 기준으로 $68\%$. Prototype-I의 운전을 통해 설계 개선안을 도출하였으며, 이를 적용해 제작한 prototype-II가 시험 운전 중이다,. 통합된 개질 시스템에서는 각 단위 반응기사이의 열교환을 최적화하여 단위 반응들이 적정 온도 범위에서 일어나도록 유도하는 것이 중요하다. Prototype-II는 수증기 개질 반응기와 WGS 반응기, 수증기 생성 장치 사이의 열교환율을 향상시켜 농도를 $2.5\%$로 감소시키면서 CO의 농도는 $1\%$이하로 유지하였다. 이 결과를 바탕으로 얻어진 메탄 전환율은 $87\%$이고, 열효율은 LHV 기준으로 $75\%$이다. 아울러 개선점을 적용한 선택적 산화 반응기를 제작하였다. 개질 가스와 산소의 혼합을 유도하고, 반응기 온도의 제어를 통해 선택적 산화 반응의 속도와 선택성을 향상시키고자 한다. 시스템의 운전을 통해 메탄 전환율과 열효율의 개선을 진행할 예정이다.

• 산업식품공학
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• 제13권4호
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• pp.243-250
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• 2009

프라바스타틴 나트륨은 HMG-CoA(3-hydroxy-3-methylglutaryl coenzyme A) 환원효소 저해제로서, 콜레스테롤 생합성의 초기 율속단계(rate-limiting step)에 작용하여 메 발로네이트(mevalonate)의 합성을 저해하는 광범위한 고지혈증 치료제이다. 본 연구에서는 효율적 발효와 고품질의 정제를 통한 생산성 향상을 위해 수행하였다. 프라바스타틴 나트륨의 경쟁력있는 생산성 향상을 위하여 Streptomyces carbophilus KCCM 10370을 UV 돌연변이 처리하여 프라바스타틴 나트륨의 생산량을 약 45배 향상시키는 S. carbophilus K-212(KCCM 10370) 선별하였다. 생산성을 극대화시키기 위하여 콤팩틴 나트륨의 연속식 투입이 회분식 투입보다 생산량이 24%, 전환율 4.3%로 향상 되었으며, 본배양에서 콤팩틴 나트륨의 농도를 연속적으로 투입하여 0.1%(w/v) 이하로 유지시켜 프라바스타틴 나트륨의 생산량이 0.49%, 전환율 70%로 확인하였다. 발효가 종료된 후 배양액을 Diaion HP20 수지 컬럼, 분배(Partition), 그리고 ODS(Octa-Decylsilyl Silicagel) 수지 컬럼 크로마토 그래피를 하여 유럽약전기준(EP)에 적합한 순도 99.7% 이상, 70~72%의 수율이었다. 프라바스타틴 나트륨을 적외부스펙트럼측정법, 자외부스펙트럼측정법, 수소핵자기공명스펙트럼측정법 및 탄소핵자기공명스펙트럼측정법으로 분석한 결과 유럽약전기준(EP)과 일치하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제24권4호
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• pp.427-435
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• 2007

에너지원으로서 수소를 생산하기 위하여 하니컴 구조를 갖는 모노리스에 10 wt% $Ni/CeO_2-ZrO_2$ 촉매를 담지한 후 메탄의 수증기 개질 실험을 수행하였다. 다른 $CeO_2/ZrO_2$ 몰비를 갖는 촉매들 중에서, $Ni/CeO_2-ZrO_2(CeO_2/ZrO_2=4/1)$촉매가 $700-800^{\circ}C$에서 높은 메탄의 전환율을 보여 주었다. 10wt% $Ni/CeO_2-ZrO_2$ 촉매가 담지된 금속 모노리스 촉매체는 높은 열전도도와 비표면적들로 인하여 좋은 촉매 특성을 보여줌을 확인할 수 있었다. 또한, 금속모노리스 촉매체는 반응물에서 과다의 수증기에 의한 수소 수율에서 크게 영향을 받지 않음을 알 수 있었다. $GHSV=30,000h^{-1}$, 반응물 비$(H_2O/CH_4=3.0)$ 반응온도 $800^{\circ}C$에서 금속모노리스 촉매체는 98%이상의 메탄의 전환율을 보여주었다. 생성물 가스에서 $CO_2/CO$의 비는 수증기/메탄의 반응물비가 증가할수록 수성가스화 반응에 의하여 증가됨을 알 수 있었다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제41권5호
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• pp.384-389
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• 1998

제초제 propanil(3',4'-dichloropropionanilide)과 그 분해산물인 DCA(3,4-dichloroaniline)가 laccase, horseradish peroxidase(HRP) 및 birnessite에 의하여 중개된 oxidative coupling에 의하여 토양 유기물의 구성성분에 병합될 수 있는지를 알기 위하여 토양 유기물의 monomer들과의 반응성을 조사하였다. Propanil 또는 DCA가 단독으로 존재하는 반응조건에서는 산화환원촉매들에 의하여 이들의 전환이 거의 이루어지지 않았거나 상당히 낮은 수준이었다. 그러나 humic monomer들이 있을 때 laccase와 HRP의 경우 propanil은 syringic acid와 DCA는 catechol과 높은 전환율을 나타내었으며, birnessite의 경우 DCA는 protocatechuic acid와 높은 전환율을 나타내었다. DCA의 전환율은 laccase의 경우 catechol과 pH 8.0에서 24시간 동안 반응시킬 때, HRP의 경우 catechol과 pH 3.0에서 2시간 동안 반응시킬 때 가장 높았고, birnessite의 경우 protocatechuic acid와 pH 5.0에서 2시간 동안 반응시킬 때 가장 높았다. Humic monomer의 농도를 증가시킬수록 DCA의 전환율도 증가하였다. Humic monomer 대신 dissolved organic carbon(DOC)이 있을 때 laccase는 DCA를 거의 전환시키지 못 하였으나, HRP는 DCA의 전환율을 크게 증가시켰고, birnessite는 큰 영향을 미치지 않았다. DCA의 전환율은 laccase 단독으로 있을 때 보다 birnessite와 공존할 경우 약 5배 가량 증가된 반면, HRP와 birnessite가 공존할 경우에는 증가되지 않았다.

• 폴리머
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• 제24권3호
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• pp.287-298
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• 2000

DVB (divinylbenzene)를 가교제로 하여 마이크로미터 크기의 단분산상 폴리스티렌 입자를 분산 중합법으로 제조하면서, 반응 온도와 단량체, 개시제, 용매 및 공용매의 농도, 안정제 poly(N-divinylpyrrolidone) (PVP) 함량과 분자량, 그리고 DVB의 함량이 전환율과 생성 입자의 크기 및 분포도에 미치는 영향을 조사하였다. 분산매로는 에탄올을, 개시제로 AIBN, 공통 분산매로톨루엔, 그리고 안정제로는 분자량 40000의 PVP를 사용하였다. 반응온도가 높아지고 개시제의 농도가 1%에서 4%로 증가할수록 반응속도와 전환율은 상승하고 모든 반응조건에서 10시간의 반응 결과 전환율과 입자의 크기는 거의 완결 단계에 이르렀으며, 오히려 24시간 동안 반응된 입자의 안정성은 10시간의 것보다 뒤떨어졌다. 또한 반응온도의 상승이 개시제의 농도변화보다 반응속도와 전환율에 더 민감한 영향을 미치는 것으로 관찰되었다. 각각 반응물의 조성을 변화시키면서 입자크기 및 분산도의 변화를 조사한 결과, 표면 특성이 안정하며 단분산상의 분포도를 갖는 구형의 고분자 입자를 중합할 수 있는 최적의 조건은 0.5% DVB, 25% 스티렌 단량체, 20-25% 톨루엔, PVP 농도는 10~15%, AIBN의 농도는 2와 4%이었으며, 이 조건에서 10시간의 반응으로 합성된 비드의 평균 입자경은 각각 3.9~4 $\mu\textrm{m}$와 3.4~9.3 $\mu\textrm{m}$이었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.595-596
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• 2008

가스 하이드레이트의 생성속도와 전환율을 높이며, 동시에 생성유도시간을 억제하기 위한 방법으로 다공질 물질을 활용하여 공극 내에 물을 함침시킨 후 가스와 반응시키는 제조방법을 개발하였다. 내용적 10 L 의 대용량 고압 반응기를 제작하여 실험을 수행하였으며, 장치 대형화에 따른 다공질 실리카겔의 다짐현상에 의한 발열제어 등에 대한 문제점은 특별히 나타나지는 않았다. 하이드레이트 형성을 위한 구동력이 높을수록 생성속도가 좋아지는 것을 확인하였다. 일반 벌크상 하이드레이트 제조법과 비교하여 매우 높은 생성속도 및 전환율, 거의 제거된 생성유도시간 등은 응용기술로 활용하기에 매우 바람직한 특성으로써 선택적인 가스분리, 가스저장 매체로 활용이 가능하다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 1부
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• pp.367-369
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• 2011

본 연구에서는 글리세롤과 우레아를 이용하여 글리세롤카보네이트를 합성하는 반응을 진행하였다. ZnO와 Zn-Al 이원계 금속 산화물 촉매를 제조하고, 제조되어진 촉매를 사용하여 글리세롤의 전환율과 글리세롤카보네이트의 수율을 확인하였고, Al의 첨가에 따른 촉매 특성의 분석과 글리세롤카보네이트 합성반응에서의 역할에 대해 확인하였다. 글리세롤카보네이트 합성 반응에서 ZnO를 단독으로 촉매를 사용한 경우보다 Zn-Al 혼합 산화물을 촉매로 사용하여 반응하였을 때, 부반응이 억제되어 전환율 및 수율이 증가함을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.117-117
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• 2010

석탄 가스화에서 유도된 합성가스는 합성반응 공정을 통하여 합성석유, 메탄올(& DME), 합성천연가스(SNG) 등의 다양한 화학원료를 제조할 수 있어 이의 활용이 점차적으로 확대될 것이다. 이 중 SNG 공정의 경우, 석탄가스화기에서 생산된 합성가스는 집진, 탈황, 수성가스전환($H_2$/CO 비를 조절), $CO_2$ 제거 등의 공정을 거쳐 메탄화 반응기로 유도되는데, 메탄화 반응에서 $CO_2$가 반응에 참여하면 탄소포집 및 저장(CCS)의 부담을 크게 줄일 수 있어 이에 대한 관심이 커지고 있다. 특히, 상업용으로 활용되고 있는 단열반응기를 직렬로 연결할 경우, 메탄화반응의 발열로 인한 반응기내의 온도 상승으로 $CO_2$가 생성되는데 이후의 2차 또는 3차의 단열반응기에서 $CO_2$ 수소화반응이 진행되면 최종 생성물인 메탄의 수율이 증가하며, 뿐만아니라 생성물 중 포함된 수소의 농도를 낮출 수 있는 장점을 가지게 된다. 따라서, 본 연구에서는 Ni계 촉매를 사용하여 풍부한 $H_2$ 분위기에서 Fe를 첨가하여 이의 함량이 $CO_2$ 수소화반응의 탄소 전환율과 생성되는 메탄의 수율에 미치는 영향을 고찰하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.206.1-206.1
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• 2010

폐기물 등을 열분해 가스화한 합성가스로부터 효과적으로 고순도의 수소를 회수하기 위하여 WGS(수성가스전환반응) 및 $CO_2$ 회수 PSA 공정을 적용하였다. 벤치스케일 열교환형 WGS반응기를 개발하여 기존 단열방식에 비하여 단순화한 반응시스템을 구축하였으며 출구 CO농도 4%대를 달성하였다. 또한 3베드로 구성된 벤치스케일의 $CO_2$ PSA운전을 수행한 결과, 2.5barg 흡착 및 진공재생단계를 적용하여 회수되는 $CO_2$의 농도가 95%이상, 회수율 80%이상을 기록하는 효율적인 $CO_2$ 회수공정을 개발하였다. 한편, 흡탈착 모사프로그램인 ADSIM을 통해서도 실험과 비교적 일치한 결과를 얻을 수 있었는데 향후 스케일업 설계자료 확보시 유용할 것으로 판단되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권1호
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• pp.121-129
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• 2017

$TiO_2$, $Al_2O_3$, $ZrO_2$, $SiO_2$와 같은 다양한 담체에 습식함침법을 이용하여 Pd 기반 촉매를 제조하여 일산화탄소 존재하에 수소의 선택적 산화반응에 적용하였다. 제조된 촉매는 물리화학적 특성을 알아보기 위하여 XRD, $N_2$ 흡착, CO-, (CO+$H_2O$)-TPD, CO-TPR, XPS등의 특성분석을 수행하였다. CO-TPD와 (CO+$H_2O$)-TPD를 통해 $CO_2$ 탈착에 대한 $H_2O$의 영향을 알아보았으며 이러한 TPD 결과는 $H_2/CO$ 전환율과 상관관계가 있음을 확인하였다. 사용된 촉매 중에서 $Pd/ZrO_2$가 $H_2$ 전환율 측면에서 가장 활성이 좋은 것으로 나타났다. $H_2O$가 첨가된 선택적 $H_2$ 산화반응에서는 $H_2O$, CO, $H_2$가 경쟁흡착을 하였으며, 첨가된 $H_2O$가 CO 및 $H_2$의 반응을 촉진시켰다.