• 한국분무공학회지
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• 제19권4호
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• pp.155-166
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• 2014

This review will be concentrated on the spray characteristics of bioethanol and its derived fuels such as ethanol-diesel, ethanol-biodiesel in compression ignition (CI) engines. The difficulty in meeting the severe limitations on NOx and PM emissions in CI engines has brought about many methods for the application of ethanol because ethanol diffusion flames in engine produce virtually no soot. The most popular method for the application of ethanol as a fuel in CI engines is the blending of ethanol with diesel. The physical properties of ethanol and its derivatives related to spray characteristics such as viscosity, density and surface tension are discussed. Viscosity and density of e-diesel and e-biodiesel generally are decreased with increase in ethanol content and temperature. More than 22% and 30% of ethanol addition would not satisfied the requirement of viscosity and density in EN 590, respectively. Investigation of neat ethanol sprays in CI engines was conducted by very few researchers. The effect of ambient temperature on liquid phase penetration is a controversial topic due to the opposite result between two studies. More researches are required for the spray characteristics of neat ethanol in CI engines. The ethanol blended fuels in CI engines can be classified into ethanol-diesel blend (e-diesel) and ethanol-biodiesel (e-biodiesel) blend. Even though dodecanol and n-butanol are rarely used, the addition of biodiesel as blend stabilizer is the prevailing method because it has the advantage of increasing the biofuel concentration in diesel fuel. Spray penetration and SMD of e-diesel and e-biodiesel decrease with increase in ethanol concentration, and in ambient pressure. However, spray angle is increased with increase in the ethanol percentage in e-diesel. As the ambient pressure increases, liquid phase penetration was decreased, but spray angle was increased in e-diesel. The increase in ambient temperature showed the slight effect on liquid phase penetration, but spray angle was decreased. A numerical study of micro-explosion concluded that the optimum composition of e-diesel binary mixture for micro-explosion was approximately E50D50, while that of e-biodiesel binary mixture was E30B70 due to the lower volatility of biodiesel. Adding less volatile biodiesel into the ternary mixture of ethanol-biodiesel-diesel can remarkably enhance micro-explosion. Addition of ethanol up to 20% in e-biodiesel showed no effect on spray penetration. However, increase of nozzle orifice diameter results in increase of spray penetration. The more study on liquid phase penetration and SMD in e-diesel and e-biodiesel is required.

• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.41-49
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• 2012

이형반응기 미생물연료전지(MFC) 시스템의 전기생산에 미치는 운전온도 및 전극간 거리의 영향에 관한 실험실 규모 실험을 수행하였다. 외부저항이 $(100\;{\Omega})$인 조건에서 시스템의 평균온도가 $30^{\circ}C$에서 $34^{\circ}C$로 증가할 때 외부저항 양단의 전압은 약 1.4배 증가하였다. 운전온도의 증가는 MFC의 OCV(open circuit voltage)를 증가시키며, 전극간 거리가 감소하고 운전온도가 증가함에 의해 최대전력이 얻어지는 전류가 상승하는 것으로 나타났다. MFC 시스템의 운전온도 증가에 의해 모든 전극간 거리조건에서 최대전력밀도가 크게 증가하였다. 시스템의 평균온도가 $4^{\circ}C$로 증가할 때 5~10 cm의 전극간 거리에서 얻어지는 최대전력밀도는 1.9~2.4배 증가하였고 동일한 온도조건에서는 전극간 거리가 감소할수록 전력수율이 증가하였다. MFC의 전기생산에 미치는 운전온도와 전극간 거리의 영향은 시스템의 내부저항과 밀접하게 관련되어 있는 것으로 나타났다. 즉, MFC의 운전온도가 증가하고 전극간 거리가 감소함에 의해 시스템의 내부저항이 감소함으로써 전기생산이 증가하였다.

• 유기물자원화
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• 제20권1호
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• pp.78-86
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• 2012

본 연구에서는 제 3세대 바이오매스 미세조류를 이용한 혐기성 암발효 수소 생산 과정에서 산 전처리의 최적화를 통계학적 실험방법인 반응표면법을 적용하여 도출 하였다. 1~3% (v/w)의 산 농도와 10~60 min 전처리 시간을 최적화 실험 범위로 설정하였으며 기질농도 76 g dcw/L와 초기 pH는 7.4로 고정하였고 수소발효 운전 중에 pH는 조절하지 않았다. 최적화 결과 HCl 1.2%와 반응시간 48 min에서 가장 높은 수소전환율인 36.8 mL $H_{2}/g$ dcw을 얻었으며 이때 가용화율은 18.9%로 나타났다. 정확도는 $R^{2}$=0.95로 매우 정확한 상관계수를 보였고 ANOVA test를 통해 예측된 수소전환율에 관련한 경험식은 a quadratic polynomial equation 으로 나타났으며 반응시간보다 산주입농도가 수소 생산에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.497-503
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• 2008

디젤 및 바이오디젤의 구성 성분 중에 포함된 n-파라핀과 포화 지방산 메틸에스테르가 저온에서 결정화되는 것을 방지하기 위하여 여러 가지 기술들이 알려져 있다. 그 중에서 메타크릴레이트 공중합체가 디젤의 유동점과 저온필터막힘점을 낮출 수 있는 효과적인 저온유동성 향상제로 알려져 있다. 본 논문에서는 C12, C18 및 C22 지방 알콜과 메타크릴산의 에스테르화 반응에 의하여 알킬 메타크릴레이트 단량체를 합성하여 스티렌과 30:70, 50:50 및 70:30의 몰 비율로 라디칼 공중합체를 합성하였다. 합성한 공중합체의 구조를 $^1H-NMR$ 및 FT-IR 스펙트럼으로 분석하였으며 GPC로 분자량을 측정하였다. 디젤 및 바이오디젤을 5% 함유한 경유(BD5)에 100~5000 ppm의 공중합체를 첨가하여 유동점 및 CFPP 등의 저온 유동성을 평가하였다. 저온 유동성을 평가한 결과, 스티렌-스테아릴 메타크릴레이트 공중합체(PStmSMAn)의 저온 유동성이 다른 공중합체에 비하여 우수하였으며 특히, PSt82SMA18 공중합체 5000 ppm을 함유한 BD5의 유동점이 첨가 전에 비해 $25^{\circ}C$, CFPP $9^{\circ}C$ 강하되는 결과를 나타내었다.

• 공업화학
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• 제23권4호
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• pp.421-427
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• 2012

초저유황 경유의 윤활성능을 향상시킬 목적으로 식물유 기반 알칸올 아마이드 유도체를 합성하여 윤활성능을 평가하였다. 알칸올 아마이드 유도체는 폐식물유(다크오일), 팜유, 코코넛유를 메탄올과의 연속 전이에스테르화 반응을 통하여 합성한 지방산 메틸에스테르와 디에탄올아민(DEA)의 아마이드화 반응을 행하여 합성하였다. 합성한 알칸올 아마이드 유도체는 1 wt% 범위 내에서 초저유황 경유에 잘 용해되었으며, 이 유도체를 120 ppm 포함한 초저유황 경유의 윤활성능을 HFRR법으로 측정하였다. 그 결과, 초저유황 경유의 마모흔의 직경이 581 ${\mu}m$에서 아마이드 첨가 후 305~323 ${\mu}m$으로 현저히 작아져 초저유황 경유의 윤활성능을 향상하는 것으로 확인되었다. 한편, 식물유의 종류에 따른 마모흔의 차이는 크지 않아 알칸올 아마이드 유도체의 알킬기의 구조에 따른 윤활성능의 차이는 크게 나타나지 않았다. 알칸올 아마이드 한 종류를 선정하여 첨가 농도에 따른 윤활성능을 평가한 결과, 농도에 따라 마모흔의 직경이 현저히 작아지는 결과를 얻었는데 이는 윤활성능이 첨가 농도에 따라 향상되는 것을 의미한다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권1호
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• pp.113-121
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• 2013

가장자리는 산불 피해 후 산림생태계 변화 및 회복과정에 중요한 역할을 하는 것으로 알려져 있다. 본 연구는 산불피해지의 공간 자기상관성을 고려하여 산불피해지 가장자리 형성과 경관특성변수들과의 관계 분석에 목적을 두고 수행되었다. 연구대상지로는 2000년도에 발생한 삼척 산불피해지를 선정하였으며, 대상지내 경관특성변수 측정을 위하여 산불피해지 전 지역을 포함하도록 500 $m^2$ 격자를 생성하였다. 연구에 사용된 경관 특성 변수들로는 표고, 경사, TWI(Topographic Wetness Index), SRI(Solar Radiation Index)을 사용하였고, 연료유형변수와 토지피복 변수를 포함시켰다. 격자들은 산불피해지 경계선과 교차하는 격자는 가장자리로 그 외의 격자들은 내부지역으로 설정하였다. 공간자기 상관을 보정하기 위하여 경관 변형된 t-검정과 상관분석을 실시하였다. 분석 결과 산불피해지 경계 형성과 양의 관계를 보이는 변수는 TWI, SRI, 물, 전, 답, 개발지, 나대지이며, 음의 관계를 보이는 경관특성변수는 경사, 표고, 그리고 모든 연료 유형 변수들이었다. 특히 TWI은 r=0.437로 경계형성과 강한 양의 관계를 보였다. 따라서 산불 피해지의 경계는 산림과 이질적인 토지피복 혹은 토지이용이 존재하는 경우와 경사가 완만하고 표고는 낮으며, 토양 및 지표면의 상대습도가 높은 지형에서 형성될 가능성이 높은 것으로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제19권4호
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• pp.291-301
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• 2009

친전자성 치환반응을 통하여 제조된 술폰화 단량체와 비(非)술폰화 단량체의 직접 중합법을 통하여 서로 다른 술폰화도를 나타내는 술폰화 폴리아릴에테르술폰 공중합체를 합성하고, 이들로부터 직접 메탄올 연료전지용 이중층(層) 고분자 전해질 막을 제조하였다. 우수한 이온 전도특성을 나타내는 술폰화도 50%의 공중합체를 사용하여 전해질 막의 모체(母體) 전도층을 제조하고, 이들의 한쪽 표면에 술폰화도 10%의 공중합체를 도포한 후 건조하여 낮은 메탄올 투과 특성의 코팅층을 형성시켰다. 도포되는 공중합체의 질량비를 5~20%로 조절함으로써 코팅 층 두께에 따른 전해질 막의 특성 변화를 고찰하였으며, 형성된 코팅 층을 막-전극 접합체의 음극 면에 접합시켜 운전 시 메탄올 연료와 직접 접촉하도록 하였다. 이중층 형성 공정을 통하여, 단일 전해질 막과 동등한 수준의 이온 전도 특성을 유지하면서도, 전해질 막을 통한 메탄올 투과 특성이 현저히 개선된 우수한 효율의 고분자 전해질 막 제조가 가능하였다. 작동 온도 $60^{\circ}C$, 2 M의 메탄올 공급 환경에서 수행된 연료 전지 성능 평가 결과, 막-전극 접합체 출력 밀도는 5%의 질량비에서 최대 $134.01\;mW/cm^2$였으며, 이로부터 상용 나피온 115 대비 105.5%의 향상된 성능 효율을 확인할 수 있었다.

• 한국환경보건학회지
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• 제44권1호
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• pp.98-105
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• 2018

Objectives: In Mongolian housing, they use coal as a fuel for indoor heating and cooking. The combustion of coal releases particulate matter, which can affect indoor air quality. The purpose of this study was to analyze the concentrations of indoor $PM_{2.5}$ in winter time dwellings in ger town. Methods: In this study, indoor $PM_{2.5}$ concentrations, temperature and humidity in houses were measured by a real-time PM monitor, while the time activity patterns of the residents were also observed. Results: The correlation between factors that may affect the indoor air quality was analyzed.The indoor $PM_{2.5}$ concentrations were $178.4{\pm}152.7{\mu}g/m^3$ (n=37). Five types of indoor $PM_{2.5}$ concentrations have been classified, which were associated with indoor activity. The stove type, fuel types and indoor activities such as cleaning, cooking and opening the stoves were not significantly associated with indoor $PM_{2.5}$ levels. Conclusions: Further study is needed to determine the effect of stove type through 24hours of indoor air quality monitoring.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.1-7
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• 2015

국내 외에서 대기 오염에 대한 관심은 높은 편이며, 자동차 및 연료 연구자들은 깨끗한 (친환경 대체연료) 연료와 연료 품질에 맞춘 새로운 엔진 설계의 구성, 혁신적인 후처리 시스템 등의 접근을 통하여 차량의 배기가스 배출을 줄이려고 노력하고 있다. 이러한 연구는 다음과 같은 다양한 주요 이슈를 가져오게 된다. PM 배출량이 디젤과 가솔린 차량에 대해 규제해야 하는지 여부와 가솔린 및 LPG 차량이 PM 배출가스 규제에서 무시될 수 있는지 여부이다. 마지막으로 온실 가스 규제가 자동차 배출 규제를 포함하여 논의 것 등이다. 자동차의 온실 가스 및 배출가스는 경오염, 건강 악영향 등의 원인으로 많은 문제점을 일으키게 된다. 다양한 차량 시험모드 및 환경조건에 기초하여, 본 논문에서는 배출가스와 온실가스에 대한 LPG 차량의 특성을 논의하였다. 또한 본 논문은 시험 온도에 대한 배출가스 특성을 평가하였다. 이때의 시험온도는 시험모드 상의 온도와 국내 겨울철 최저온도를 기준으로 나누어서 실시하였다. 본 연구를 통해 시험모드 및 환경조건, 배출가스, 온실가스의 상관관계를 분석하고자 하였다.

• 공업화학
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• 제3권3호
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• pp.527-534
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• 1992

Raney nickel 촉매를 이용하여 알칼리형 연료전지의 수소극을 제작하였다. $700^{\circ}C$에서 소결한 Raney nickel로 제작한 수소극의 경우 가장 좋은 전극성능을 갖는 $450mA/cm^2$의 전류밀도를 나타냈으며 이때의 평균촉매입자 크기는 $90{\AA}$이었다. CO-chemisorption 측정 및 분극곡선과 Tafel slope를 통하여 PTFE의 첨가량에 대한 전극의 전기화학적 성능을 고찰하였다. CO-chemisorption 측정 결과 5wt%의 PTFE가 첨가되었을 때 최고값을 갖는 것이 확인되었으나 전극에서의 전류밀도와 Tafel slope를 비교한 결과 10wt%의 PTFE를 첨가하는 경우가 가장 적당함을 알았다. Raney nickel제조시 nicke과 aluminum의 함량비는 60:40의 경우에 가장 좋은 전극 특성을 나타내었으며 담지량은 $0.25g/cm^2$의 경우가 적당하였다. 전극제조시 촉매층의 press압 및 촉매층과 기체확산층과의 접합시의 Press압에 대한 영향도 검토하였다. 또한 촉매의 표면 구조를 SEM으로 관찰하였으며 활성화시간 및 열처리 온도 등 여러가지 조건에 대한 전극의 영향도 고찰하였다.