• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.139-145
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• 2021

본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.148-158
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• 2022

The electrochemical CO₂ reduction (ECR) to produce value-added fuels and chemicals using clean energy sources (like solar and wind) is a promising technology to neutralize the carbon cycle and reproduce the fuels. Presently, the ECR has been the most attractive route to produce carbon-building blocks that have growing global production and high market demand. The electrochemical CO₂ reduction could be extensively implemented if it produces valuable products at those costs which are financially competitive with the present market prices. Herein, the electrochemical conversion of CO₂ obtained from flue gases of a power plant to produce diesel and formic acid using a consistent techno-economic approach is presented. The first scenario analyzed the production of diesel fuel which was formed through Fischer-Tropsch processing of CO (obtained through electroreduction of CO₂) and hydrogen, while in the second scenario, direct electrochemical CO₂ reduction to formic acid was considered. As per the base case assumptions extracted from the previous outstanding research studies, both processes weren't competitive with the existing fuel prices, indicating that high electrochemical (EC) cell capital cost was the main limiting component. The diesel fuel production was predicted as the best route for the cost-effective production of fuels under conceivable optimistic case assumptions, and the formic acid was found to be costly in terms of stored energy contents and has a facile production mechanism at those costs which are financially competitive with its bulk market price. In both processes, the liquid product cost was greatly affected by the parameters affecting the EC cell capital expenses, such as cost concerning the electrode area, faradaic efficiency, and current density.

• 대한화장품학회지
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• 제48권4호
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• pp.321-330
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• 2022

본 연구는 HPLC-PDA를 이용하여 화장품의 보존제 15 종, 자외선 차단제 2종 및 항산화제 1 종에 대해 신뢰성 있는 결과를 확보할 수 있는 최적의 다성분 동시분석법을 구축하고자 하였다. 이동상의 수소이온 농도(pH)가 분석성분의 산해리상수(pKa)에 영향을 주기 때문에 피크의 머무름 시간과 면적값 변화가 생기는 문제를 확인하였고, 이동상 조제시 0.1% H₃PO₄ 첨가량(mL)으로 pH를 조절하는 방법으로써 피크 분리조건을 확립하였다. 시험법의 유효성 검증 결과, 검량선의 직선성(R²)은 0.999 이상을 얻었으며 화장품 2 종(크림, 샴푸)에 대해 정확성은 87.9 ~ 101.1%, 정밀성은 0.1 ~ 7.6% 의 결과를 얻었다. 성분별로 검출한계(LOD)는 0.1 ~ 0.2 mg/kg, 정량한계(LOQ)는 2.0 ~ 4.0 mg/kg인 것으로 나타났다. 또한 합성보존제인 methylparaben과 차이점이 적어 HPLC에서 성분분리가 어려웠던 천연성분인 p-anisic acid를 동시에 분리할 수 있었다. 본 연구를 통해 화장품 중 사용상 제한이 필요한 성분들에 대한 품질관리 및 안전성 확보에 효과적으로 활용될 것이다.

• 한국광물학회지
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• 제25권4호
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• pp.271-282
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• 2012

비정질 실리카겔은 Si와 O로 이루어진 가장 간단한 화합물로서, 표면에 다양한 구조의 물과 수산기, 그리고 합성과정에서 형성된 유기 리간드(ligand)를 함유하고 있어, 지권, 수권, 그리고 생물권의 상호작용을 이해하는 모델 시스템으로서 의미를 갖는다. 본 연구에서는 $^{17}O$ NMR 분광분석을 통해 비정질 실리카겔의 Si-O-Si와 Si-OH 산소 원자환경의 차이를 규명하고자 하였다. 이를 위해 $SiCl_4$의 수화반응을 통해 $^{17}O$이 집적된 비정질 실리카겔을 합성하였다. $^1H$과 $^{29}Si$ NMR 분광분석 결과, 비정질 실리카겔 표면에는 다양한 수소결합 세기를 가진 물과 수산기 이외에, Si-$O{\cdots}R$ 형태의 유기 리간드가 존재함을 확인하였다. 이와 같은 유기 리간드는 에탄올 또는 증류수를 이용해 비정질 실리카겔을 초음파 세척함으로써 상당부분 제거 가능하다. $^{17}O$ NMR 분광분석 결과, 짧은 펄스 길이($0.175{\mu}s$)를 이용한 $^{17}O$ NMR 스펙트럼에서 Si-O-Si와 Si-OH 산소원자 환경이 거의 구분되지 않고 나타나는 반면, 특정 실험조건($2{\mu}s$ 펄스길이)의 $^{17}O$ NMR 스펙트럼에서는 약 0 ppm에서 빠른 동역학적 특성을 가지는 Si-OH로 추정되는 피크가 관찰되었다. 이 피크는 비정질 실리카겔 표면의 유기 리간드가 제거됨에 따라 더 뚜렷하게 관찰되며, 이는 유기 리간드와 비정질 실리카의 산소원자 사이의 상호작용이 존재함을 지시한다. 이와 같은 상호작용은 비정질 실리카겔 표면의 수산기의 원자구조에 대한 정보를 제공하며, 이를 통해 규산염 지구물질의 탈수반응 기작에 대한 이해를 고양시킬 수 있다. 따라서 궁극적으로 지구물질의 탈수반응에 기인하여 일어나는 섭입대의 중간깊이(약 70~300 km)에서 일어나는 지진의 미시적인 원인에 대한 실마리를 제시할 것으로 기대된다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권10호
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• pp.999-1005
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• 2008

토양 세척법 중에서 수산화나트륨(NaOH)과 과산화수소(H$_2$O$_2$)를 이용한 토양세척의 주된 반응은 H$_2$O$_2$ 분해시 발생되는 산소기포가 토양에 흡착되어 있는 유류오염물질을 효과적으로 탈착 부상시킨다. 이로 인한 H$_2$O$_2$의 분해속도를 온도에 따른 반응속도 상수를 통해 증명하고, 운전인자를 최적화하기 위하여 NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도와 세척시간, 고액비(soil-water)의 영향을 살펴보았다. 토양세척시 NaOH 수용액상에서 H$_2$O$_2$의 분해속도는 농도에 대해 1차 반응이고, NaOH 0.1 M 이하의 농도에서 반응속도상수 k$_1$은 0.9439 $\times$ exp(-1376.82/RT), 이상의 농도에서 반응속도상수 k$_2$는 17.3588 $\times$ exp(-2320.06/RT)이었다. 아울러, NaOH는 일정농도 이상에서 H$_2$O$_2$ 분해를 촉진시키며, 토양세척 시 최적 NaOH/H$_2$O$_2$ 농도를 반응속도상수를 통해 확인하였다. 또한, 토양세척 시최적조건은 세척시간 15 min, 고액비 1 : 3, NaOH 및 H$_2$O$_2$의 농도는 0.25 M과 0.1 M이 적절하였다.

• 환경위생공학
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• 제20권1호
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• pp.76-83
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• 2005

The process of reusing the treated water generated during this process and that of recovery of molybdenum from the excessive water were studied. The results were as follows. Molybdenum recollection 1. Reusing processing water generated after dissolving process on FL/20 type, the following were the remaining Mo.'s weights after the 1st, 2nd, 3rd, 4th, 5th, & 6th dissolutions respectively. 1) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 1st solving water) generated after the 1st dissolving Mo. process was $369g/\ell$ 2) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 2nd solving water) generated after the 1st dissolving Mo. process reusing the 1st solving water was $627.3g/\ell$ 3) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 3rd solving water) generated after the dissolving Mo. process reusing the 2nd solving water was $808.11g/\ell$ 4) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 4th solving water) generated after the dissolving Mo. process reusing the 3rd solving water was $934.68g/\ell$ 5) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 5th solving water) generated after the dissolving Mo. process reusing the 4th solving water was $1023.27g/\ell$ 6) The result of measuring the quantity of Mo. in processing water(the 6th solving water) generated after the dissolving Mo. process reusing the 5th solving water was $1085.29g/\ell$ 2. The followings were the results of recollectings Mo. in processing water respectively generated after dissolving Mo. to produce complete goods df FL/20 type filament. 1) the percentage of recollecting Mo. in the 1st solving water was $93.0\%$ 2) the percentage of recollecting Mo. in the 2nd solving water was $94.5\%$ 3) the percentage of recollecting Mo. in the 3rd solving water was $95.5\%$ 4) the percentage of recollecting Mo. in the 4th solving water was $96.0\%$ 5) the percentage of recollecting Mo. in the 5th solving water was $96.2\%$ 6) the percentage of recollecting Mo. in the 6th solving water was $96.4\%$ 3. The followings were the results of analyzing, with ICP, holding quantities of Mo. in the 6 processing waters to produce FL/20 type filament after passing a 3 staged solid-liquid separator through, dehydrating and drying for more than 3 hours in a dryer to recollect solving Mo. in them 1) the Mo. holding percentage in the 1st solving water was $76.6\%$ 2) the Mo. holding percentage in the 2nd solving water was $76.6\%$ 3) the Mo. holding percentage in the 3rd solving water was $76.6\%$ 4) the Mo. holding percentage in the 4th solving water was $76.6\%$ 5) the Mo. holding percentage in the 5th solving water was $76.6\%$ 6) the Mo. holding percentage in the 6th solving water was $76.6\%$ It was noted that with the number of times the recollecting Mo. percentage become higher, and in spite of much recollecting, without any large effect on the goods the solving water could be reused as the processing water. Because the collected Mo. holding percentages were more than $76\%$, it is considered they are very good one than Chinese Mo. ores with $50\%$ degrees of purity, worthy of recollecting Mo.

• 유기물자원화
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• 제20권4호
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• pp.118-126
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• 2012

본 연구를 위한 실험 장치는 하루에 100톤 규모의 돼지분뇨를 퇴비화와 액비화 하는 방식으로 처리하는 시설에 설치되었다. 액비조의 경우 폭기되는 분뇨의 상층부에 흡입부를 설치하고 기체를 빨아들이는 방식으로 실험용 기체시료를 포집하였다. 포집된 시료는 오존이 존재하는 2 종류의 반응조에 유입된 후 오존과 접촉하는 방식으로 처리되었다. 처리효율 분석은 처리시설 유입부 배관에서 채취한 시료와 오존과 반응한 후 배출되는 배관에서 채취한 시료의 성분함량을 비교하여 결정하였다. 퇴비사의 시료는 교반 후 발생하는 기체를 흡입한 후 액비조에서와 같은 방식으로 처리하고 그 효율을 분석하였다. 오존접촉에 의한 반응효과는 암모니아보다는 황 화합물에서 더 크게 나타났다. 암모니아의 경우 오존접촉 방법에 관계없이 10% 내외의 감소효과를 보였다. 반면에 황 화합물은 오존 처리에 의해 상당량 감소하는 결과를 나타냈다. 액비화 시설로부터 발생된 시료의 경우, 유입부에서 50.091, 4.9089, 27.8109, 0.4683 ppvs 의 농도를 보였던 $H_2S$, MM, DMS, DMDS가 반응 후 유출부에서는 각각 1.2317, 0.3839, 14.7279 0.3145 ppvs 수준으로 감소하였다. 같은 조건으로 호기적 퇴비화 과정에서 발생한 시료를 처리한 결과 $H_2S$, MM, DMS, DMDS 농도는 40.6682, 1.3675, 24.2458, 0.8289 ppvs에서 3.013, 불검출, 8.8998, 0.3651 ppvs 수준으로 감소하였다. 액비화 시설에서 발생하는 시료에 또 다른 형태의 오존을 적용한 결과 $H_2S$, MM, DMS, DMDS가 43.397, 1.4559, 3.6021, 0.4061 ppvs 농도 수준에서 각각 불검출, 불검출, 불검출, 0.2185 ppvs 수준으로 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.666-671
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• 2012

가스 하이드레이트는 고압 및 저온의 조건에서 주체 분자인 물의 수소 결합에 의해 형성된 격자 내로 저분자량의 기체 분자가 포집되어 있는 고체의 함유 화합물이다. 심해저 퇴적층과 영구 동토지역에 매장되어 있는 막대한 양의 천연가스 하이드레이트는 미래 청정 에너지원으로 주목받고 있다. 우리나라의 경우에도 동해안 울릉분지 부근 심해저에 천연가스 하이드레이트의 부존 가능성을 확인하였다. 이러한 심해저 천연가스 하이드레이트의 개발/생산을 위해서는 천연가스 하이드레이트의 상평형, 생성/해리 속도 등의 물리적 특성 뿐만 아니라 해리와 관련된 열물성에 대한 정보가 매우 중요하다. 따라서, 이 논문에서는 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 천연가스 하이드레이트의 주성분인 메탄, 에탄, 프로판 하이드레이트의 해리 엔탈피를 측정하였다. 메탄 하이드레이트의 경우 92.3 bar의 압력 조건에서 502.1 J/g-water, 437.3 J/g-hydrate, 54.2 kJ/mol-gas의 해리 엔탈피 값을 가졌으며, 해리 온도는 285.66 K이었다. 에탄 하이드레이트의 경우 18.7 bar에서 해리 엔탈피는 534.5 J/g-water, 438.8 J/g-hydrate, 73.8 kJ/mol-gas이었으며, 이때 해리 온도는 283.85 K이었다. 마지막으로 프로판 하이드레이트의 경우 압력이 3.2 bar일 때 해리 엔탈피는 417.2 J/g-water, 363.8 J/g-hydrate, 127.7 kJ/mol-gas 임을 알 수 있었고, 276.30 K에서 해리되는 것을 확인하였다. 또한, 해당 압력에서 각 기체의 가스 하이드레이트의 해리 엔탈피 측정과정에서 얻은 해리 온도를 문헌상의 가스 하이드레이트 3상(하이드레이트상(H)-물상(Lw)-기상(V)) 평형 데이터와 비교해 보면 거의 유사함을 알 수 있었다. 따라서, 고압 마이크로 시차 주사 열량계를 이용하여 가스 하이드레이트의 정확한 해리 엔탈피 측정 뿐만 아니라 가스 하이드레이트의 3상 평형도 함께 측정 가능함을 확인하였다.

• 자원환경지질
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• 제36권2호
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• pp.75-87
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• 2003

함안-군북 광화대는 한반도 남동부의 백악기 경상분지내에 위치해있다. 자철석, 회중석, 휘수연석, 황동석의 주광석 광물과 천금속 및 소량의 황염광물이 백악기 퇴적암, 화산암, 화강섬록암(118${\pm}$3.0 Ma)내에 발달된 열극을 충진한 전기석, 석영 및 탄산염맥내에서 산출된다. 광석 및 맥석광물들은 세 개의 광화시기로 구분될 수 있다: 광화 1기, 전기석+석영+철-동광석: 광화 2기, 석영+황화광물+황염광물+탄산염광물; 광화 3기, barren한 방해석. 광화 1기 및 2기의 초기 유체는 고염농도(35~70 equiv. wt.% NaCl+KCl)이며, 기상이 풍부하고 약 300$^{\circ}$~50$0^{\circ}C$의 온도에서 균질 되었다. 비록 황화물 광물이 상기유체에 의해 생성된 초기광물조합과 연관성이 없을지라도, 고염농도의 유체는 상당량의 나트륨, 칼륨, 철, 동, 황을 함유하는 염화물복합체 염수로 사료된다. 후기 용액은 새롭게 생성된 열극 및 맥을 따라 순환되었으며, 낮은 염농도($\leq$20 equiv. wt.% NaCl)이며 약200$^{\circ}$~40$0^{\circ}C$에서 균질화되었다. 할안-군북 열수계 유체의 산소-수소 동위원소조성은 광화초기에는 마그마성 열수의 특징을 보이다가 점차 광화후기로 가면서 순환수성 열수의 특징을 보여주고 있다. 함안-군복지역의 광체가 부존된 화강섬록암내에서 손환하고 있는 초기 열수성유체는 정출마그마에서 용리된후 고염농도의 액상을 함유한 유체와 $H_2O$-NaCl계의 기상으 함유한 유체로 불혼화되었다. 상기 마그마유체가 열극을 따라 이동하면서, 다른 황화광물과 황염광물의 침전없이 전기석 및 초기 철, 텅스텐, 몰리브데늄, 동 광화작용을 유발시켰다. 순환수기원의 후기광화용액은 동과 천금속 황화물, 황염광화작용을 촉발시켰다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.449-461
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• 2013

최근 발생한 경북 구미의 불산 누출 및 경남 울산의 염산 누출사고의 예와 같이 화학공장에서 발생되는 사고중대 부분은 저장탱크나 운송배관 및 플랜지호스 등의 손상에 의한 휘발성 유독성물질의 대량누출이며, 이 경우 누출된 지역의 자연환경과 대기 조건에 따른 유독성물질의 확산 거동이 인적, 물적 피해의 중요한 변수가 되기 때문에 위험성평가는 가장 중요한 관심 대상이 된다. 따라서 본 연구에서는 누출물질에 대한 대기 중 확산을 모사하기 위하여 불산 저장탱크에서 누출된 경우를 예제로 선택하여, 수치해석과 ALOHA(Areal Location of Hazardous Atmospheres)의 확산 시뮬레이션을 이용한 결과해석을 수행하였다. 먼저 공정위험분석으로 정성적 평가인 HAZOP(Hazard Operability) 결과를 살펴보면 첫째 공정흐름상(flow) 위험 요소로서 플렌지, 밸브와 호스의 균열 등 손상으로 인한 누출에 의한 운전지연 또는 독성가스누출 등이 발생할 수 있고, 둘째 온도, 압력, 부식으로부터는 화재, 질소공급과 압 그리고 탱크나 파이프 이음관의 내부 부식으로 인한 독성누출의 가능성이 높은 것으로 분석되었다. 다음 결과 영향분석 기법인 ALOHA를 운용한 결과를 살펴보면 Dense Gas Model에 대한 입력 자료값에 따라 미치는 결과 영향이 다소 차이가 있음을 발견하였으나 기상조건으로서 대기안정도 보다는 풍향 및 풍속이 가장 영향을 미치는 것으로 분석 되었다. 또한 풍속이 빠를수록 누출물질의 확산이 잘 일어났고, 수치해석결과인$LC_{50}$과 ALOHA의 AEGL-3(Acute Exposure Guidline Level)과 결과를 비교했을 때 확산길이는 다소 차이가 있지만 확산농도 측면에서는 액체와 증기누출인 경우에 있어서 거의 비슷한 결과를 보였다. 따라서 ALOHA 모델을 운영한 결과 각 시나리오별 경향은 상당히 일치함을 볼 수 있었다. 따라서 추후 수치해석과 확산모델링에 의한 예측농도를 국제적인 기준치인 IDLH(Immediately Dangerous to Life and Health), ERPG(Emergency Response Planning Guideline), AEGL(Acute Exposure Guidline Level)과 비교 함 으로서 독성 가스의 대한 완충거리를 결정 할 수 있고, 이와 같은 연구방법은 유독성물질 누출에 따른 위험성평가를 보다 효율적으로 수행하는데 도움을 줄 것이며, 지역사회 비상대응체계 수립 시 적절하게 활용할 수 있을 것이다.