Transactions of the Korean Society of Automotive Engineers
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v.21
no.2
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pp.98-103
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2013
Conventional method to estimate mass of particulate matter accumulated in diesel particulate filter is to use pressure difference between upstream and downstream of the filter. Then measured pressure difference should be compared that of clean condition which is no particulate matter accumulated in DPF. During regeneration soot oxidation is also estimated by same method. This methodology, however, has demerit on accuracy because of pressure difference deviation of clean DPFs and pressure difference caused by non-carbon based PM which is different from that of caused by carbon based PM. This study suggests new methodology to estimate accumulated soot oxidation rate through exhaust gas characteristics during regeneration. Results, more high accuracy of soot oxidation was obtained by analysis of relationship between fuel mass and concentration of carbon dioxide and oxygen.
Journal of Korean Society for Atmospheric Environment
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v.20
no.5
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pp.655-662
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2004
An adsorption process to recover the pure $CH_4\;and\;CO_2$ from its mixture was examined. In this study, activated carbon fibers were used as a selective adsorbent. The activated carbon fibers has 78~94% micropore volume and 10.5~20.3${\AA}$ narrow pore size, and showed high adsorption rate and the good selectivity for $CO_2$ under the ambient pressure. The ACF with high surface area showed short mass transfer zone and long breakthrough time and, its adsorption capacity depended on the microporosity. Compared with single component adsorption, the amount adsorbed $CO_2$ on ACF increased by the roll-up of $CH_4$ in mixed gases. The adsorption selectivity increased as now rate and $CO_2$ concentration of mixed gases increased, showing 5.2 selectivity for 75% $CO_2$ concentration.
Marine diesel engines with high thermal efficiency and fuel diversity used for propulsive power have been taking charge of important position on marine transport. However, marine environment has recently focused on emissions such as nitrogen oxide and sulfur oxide which is generated from combustion of low grade fuels. EGR(Exhaust gas recirculation) system is one of effective methods to reduce the nitrogen oxide emission from marine diesel engines. In general, it is considered that recirculating gas influences fuel combustion and emissions in diesel engines. However, along with positive effects of EGR, the EGR system using fuels of including high sulfur concentration should be considered about re-combustion and activation of sulfur dioxide in recirculating gas. Therefore, in experimental study, an author investigates effects of sulfur dioxide mixture concentration in intake air on combustion and exhaust emission characteristics in a direct injection diesel engine. In results, change of sulfur dioxide concentrations in intake air had negligible impact on combustion chamber pressure, rate of heat release and emissions compared with effects of oxygen decreasing and carbon dioxide increasing of EGR.
Hydrogen could be produced from any substance containing hydrogen atoms, such as water, hydrocarbon (HC) fuels, acids or bases. Hydrocarbon fuels couold be converted to hydrogen-rich gas through reforming process for hydrogen production. Even though fuel cell have high efficiency with pure hydrogen from gas tank, it is more beneficial to generate hydrogen from city gas (mainly methane) in residential application such as domestic or office environments. Thus hydrogen is generated by reforming process using hydrocarbon. Unfortunately, the reforming process for hydrogen production is accompanied with unavoidable impurities. Impurities such as CO, $CO_2$, $H_2S$, $NH_3$, and $CH_4$ in hydrogen could cause negative effects on fuel cell performance. Those effects are kinetic losses due to poisoning of electrode catalysts, ohmic losses due to proton conductivity reduction including membrane and catalyst ionomer layers, and mass transport losses due to degrading catalyst layer structure and hydrophobic property. Hydrogen produced from reformer eventually contains around 73% of $H_2$, 20% or less of $CO_2$, 5.8% of less of $N_2$, or 2% less of $CH_4$, and 10ppm or less of CO. Most impurities are removed using pressure swing adsorption (PSA) process to get high purity hydrogen. However, high purity hydrogen production requires high operation cost of reforming process. The effect of carbon dioxide on fuel cell performance was investigated in this experiment. The performance of PEM fuel cell was investigated using current vs. potential experiment, long run (10 hr) test, and electrochemical impedance measurement when the concentrations of carbon dioxide were 10%, 20% and 30%. Also, the concentration of impurity supplied to the fuel cell was verified by gas chromatography (GC).
Journal of the Korean Applied Science and Technology
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v.31
no.1
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pp.143-150
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2014
Recently, supercritical fluid process has been widely used in material synthesis and processing due to their remarkable properties such as high diffusivity, low viscosity, and low surface tension. Supercritical carbon dioxide is the most attractive solvent owing to their characteristics including non-toxic, non-flammable, chemically inert, and also it has moderate critical temperature and critical pressure. In addition, supercritical carbon dioxide would dissolve many small organic molecules and most polymers. In this study, we have prepared the poly (ethylene oxide)/clay nanocomposites using supercritical fluid as a carbon dioxide. Commercialized Cloisites-15A and Cloisites-30B used in this study, which are modified with quaternary ammonium salts. The nanocomposites of polymer/clay were characterized by XRD, TGA and DSC. Poly (ethylene oxide)/clay nanocomposites by supercritical fluid show higher thermal stability than nanocomposites prepared by melt process. In addition, supercritical fluid process would be increased dispersibility of the nanoclay in the matrix.
Jin Woo Park;Joonhyub Lee;Soyeon Heo;Jeong-Gu Yeo;Jaehoon Shim;Jinhyuk Yim;Chungseop Lee;Jin Kuk Kim;Jung Hyun Lee
Membrane Journal
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v.33
no.6
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pp.344-351
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2023
The membrane separation process for carbon dioxide capture from hydrogen reformer exhaust gas has been developed. Using a commercial membrane module, a multi-stage process was developed to achieve 90% of carbon dioxide purity and 90% of recovery rate for ternary mixed gas. Even if a membrane module with being well-known properties such as material selectivity and permeability, the process performance of purity and recovery widely varies depending on the stage-cut, the pressure at feed and permeate side. In this study, we verify the limits of capture efficiency at single-stage membrane process under various operating conditions and optimized the two-stage recovery process to simultaneously achieve high purity and recovery rate.
Park, Mi-Seon;Lee, Si-Eun;Kim, Min Il;Lee, Young-Seak
Carbon letters
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v.16
no.1
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pp.45-50
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2015
High crystallinity coke-based activated carbon (hc-AC) is prepared using a potassium hydroxide solution to adsorb carbon dioxide ($CO_2$). The $CO_2$ adsorption characteristics of the prepared hc-AC are investigated at different temperatures. The X-ray diffraction patterns indicate that pitch-based cokes prepared under high temperature and pressure have a high crystal structure. The textural properties of hc-AC indicate that it consists mainly of slit-like pores. Compared to other textural forms of AC that have higher pore volumes, this slit-pore-shaped hc-AC exhibits higher $CO_2$ adsorption due to the similar shape between its pores and $CO_2$ molecules. Additionally, in these high-crystallinity cokes, the main factor affecting $CO_2$ adsorption at lower temperature is the pore structure, whereas the presence of oxygen functional groups on the surface has a greater impact on $CO_2$ adsorption at higher temperature.
Rehab Hammoda;Naser Shaalan;Mohammed H. Al-Mashhadani;Dina S. Ahmed;Rahimi M. Yusop;Ali H. Jawad;Emad Yousif
Analytical Science and Technology
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v.36
no.5
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pp.236-249
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2023
Carbon dioxide (CO2) capture and storage is a critical issue for mitigating climate change. Porous aromatic Schiff base complexes have emerged as a promising class of materials for CO2 capture due to their high surface area, porosity, and stability. In this study, we investigate the potential of Schiff base complexes as an effective media for CO2 storage. We review the synthesis and characterization of porous aromatic Schiff bases materials complexes and examine their CO2 sorption properties. We find that Schiff base complexes exhibit high CO2 adsorption capacity and selectivity, making them a promising candidate for use in carbon capture applications. Moreover, we investigate the effect of various parameters such as temperature, and pressure on the CO2 adsorption properties of Schiff base complexes. The Schiff bases possessed tiny Brunauer-Emmett-Teller surface areas (4.7-19.4 m2/g), typical pore diameters of 12.8-29.43 nm, and pore volumes ranging from 0.02-0.073 cm3/g. Overall, our results suggest that synthesized complexes have great potential as an effective media for CO2 storage, which could significantly reduce greenhouse gas emissions and contribute to mitigating climate change. The study provides valuable insights into the design of novel materials for CO2 capture and storage, which is a critical area of research for achieving a sustainable future.
Kim, Sung-Jin;Lee, Min-Kyung;Back, Sung-Sin;Chun, Byung-Soo
KSBB Journal
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v.22
no.3
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pp.174-178
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2007
The aim of this study was to identifyisothiocyanates (ITCs) from wasabi (Wasabi japonica Matsum) using supercritical carbon dioxide ($SCO_2$) and to compare the composition in the extracts between $SCO_2$ and organic solvents extraction. A semi-continuous high pressure apparatus was used to extract wasabi (roots, stems and leaves) at following conditions pressure 80$\sim$120 bar, temperature $40\sim50^{\circ}C$. Ether, ethanol, chloroform and dichloromethane were used as organic solvents. The ITCs extracted by means of both separation technologies were analyzed by a gas chromatography system. As the results of study, AITC and ITCs were highly extracted at 40$^{\circ}C$ and 80 bar. To extract AITC from wasabi, $SCO_2$ extraction is more effective than organic solvents extraction, resulted in thermal degeneration and remaining of organic solvents.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.36
no.2
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pp.147-152
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2014
In this research, polysulfone hollow fiber membrane was used to recover $CO_2$ which is one of greenhouse gases from flue gas stream being emitted after the combustion of fossil fuels. The prerequisite requirement is to design the membrane process producing high-purity $CO_2$ from flue gas. For separation of $CO_2$, a membrane module and flue gas containing 10% carbon dioxide was used. The effects of operating conditions such as pressure, temperature, feed gas composition and multi-stage membrane on separation performance were examined at various stage cuts. Higher operating pressure and temperature increased carbon dioxide concentration and recovery ratio in permeate. Recovery ratio and separation efficiency increased if a higher content of $CO_2$ injection gas composition. Three-stage membrane system was producing a 95% $CO_2$ with 90% recovery from flue gas. The separation efficiency of three-stage membrane system was higher than one-stage system.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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