• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.421-428
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• 2012

The Sulfur-Iodine (SI) thermochemical hydrogen production process is one of the most promising thermochemical water splitting technologies. In the integrated operation of the SI process, the $O_2$ produced from a $H_2SO_4$ decomposition section could be supplied directly to the Bunsen reaction section without preliminary separation. A $HI_x$ ($I_2+HI+H_2O$) solution could be also provided as the reactants in a Bunsen reaction section, since the sole separation of $I_2$ in a $HI_x$ solution recycled from a HI decomposition section was very difficult. Therefore, the Bunsen reaction using $SO_2-O_2$ mixture gases in the presence of the $HI_x$ solution was carried out to identify the effect of $O_2$. The amount of $I_2$ unreacted under the feed of $SO_2-O_2$ mixture gases was little higher than that under the feed of $SO_2$ gas only, and the amount of HI produced was relatively decreased. The $O_2$ in $SO_2-O_2$ mixture gases also played a role to decrease the amount of a impurity in $HI_x$ phase by only striping effect, while that in $H_2SO_4$ phase was hardly affected.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.8-18
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• 2023

지속적인 인구의 증가와 경제의 발전으로 인한 전세계 에너지 수요의 증가는 화석연료의 이용을 끊임없이 증가시키고 있다. 그러나 화석연료에 대한 높은 의존도는 환경오염과 급격한 지구온난화라는 새로운 문제를 야기시켰다. 이의 해결을 위해 전통적인 연소에서 벗어나 열분해, 가스화와 같은 새로운 열화학적 전환 공정을 이용한 청정 에너지 생산이 빠르게 확산되고 있다. 특히 다양한 연료의 이용, 쉬운 연속조업, 높은 열 및 물질전달, 등온 조업, 낮은 조업 온도 등의 특성들을 가지는 유동층 공정은 열화학적 에너지 전환에 적합하기 때문에 널리 채택되어 이용되고 있다. 이에 본 총설에서는 열분해, 가스화, 연소에 적용된 최근의 유동층 공정 연구의 중요한 결과들을 정리하였다. 더불어 유동층 열화학적 공정에서 주로 연구되지 않은 층물질, 미세먼지 저감을 위한 물질(바이오매스, 천연 자원 폐기물 등)과 같은 연구의 필요성을 제시하였다. 이를 통해 유동층 기술에 대한 관심과 이해를 높이고, 유동층 공정 기술 개발의 미래 과제를 해결하기 위한 방향을 제시하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권3호
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• pp.633-638
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• 2008

열화학적 물분해에 의한 수소 생산 공정 중의 하나인 IS(Iodine-sulfur) 사이클에서 요오드와 이산화황, 그리고 물을 반응물로 하여 요오드화수소와 황산을 제조하는 분젠 반응에 대한 연구를 수행하였다. 요오드의 투입 몰수에 관계없이 황산의 생성량은 일정하였으나 요오드화수소의 생성량은 요오드의 투입 몰수가 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 이는 생성된 요오드화수소와 미 반응된 요오드가 $HI_3$ $HI_5$ or $HI_7$와 같은 착화합물인 polyiodide를 형성하기 때문인 것으로 생각된다. 이들 착화합물의 형성은 생성물의 2액상 분리 특성의 향상을 가져온다. 또한 요오드 투입 몰수의 증가함에 따라 반응 속도는 향상되었다. 반응물인 요오드의 투입 몰수 및 반응 온도가 증가함에 따라 생성 용액의 2액상 분리 특성이 향상되었으며 모든 실험의 조건 하에서 부반응은 발생 되지 않는 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.46-51
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• 2007

LSM powder material for an oxygen-electrode(anode) of High Temperature Steam Electrolysis (RISE) was synthesized by a Modified-Glycine nitrate process(GNP). Amount of nitric acid and its concentration was varied to find out an appropriate composition for the oxygen-electrode(anode). In order to optimize the amount of Glycine used as an oxidant of self-combustion process, the ratio of Glycine to Anion was varied. $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3$, $La_{0.5}Sr_{0.5}MnO_3$, and $La_{0.2}Sr_{0.8}MnO_3$ were synthesized in this study. Those LSM were dried for overnight to remove moisture from the material at $110^{\circ}C$ and were calcined 2 hours at $650^{\circ}C$ and were sintered in a furnace for 5 hours at $1400^{\circ}C$. Their structures, surface morphologies, surface areas, and weight changes were investigated with XRD, SEM, BET, and TG/DTA. The best perovskite phase for the oxygen-electrode of HTSE was obtained with $La_{0.8}Sr_{0.2}MnO_3$ formula in which 100 ml of 3M nitric acid was used in the preparation of its formula. The optimized ratio of Glycine to Anion was 2.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권6호
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• pp.4024-4031
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• 2014

나노섬유의 경우 넓은 비표면적과 높은 공기투과도 등으로 인해 여러 분야에 폭넓게 활용될 것으로 기대되고 있다. 또한 석유화학 기반 고분자의 경우 가채연수 제한문제와 이산화탄소 배출에 의한 온실가스 유발문제로 인해 바이오매스 유래 고분자로의 패러다임의 전환이 절실히 요구되고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 목질계 셀를로오즈로부터 유래된 플랫폼 화합물 중 퓨란계 유도체인 2,5-furandicaboxylic acid와 ethylene glycol을 이용하여 이를 중합한 바이오매스 유래 PEF(polyethylene furoate)를 제조 및 이를 활용하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하고자 하였으며, 또한 전기방사 과정에서 사용된 용매와 고분자 용액의 농도, 전기장의 세기 등의 변수들이 섬유형상에 어떠한 영향을 미치는지 고찰하고자 하였다. 결론적으로, PEF 15 wt%의 농도로 HFIP를 용매로 제조한 고분자 용액을 이용하여 약 200~700 nm의 나노섬유의 제조가 가능하였으며, 섬유의 직경은 인가된 전기장의 세기가 증가할수록 증가하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권1호
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• pp.13-21
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• 2016

The Sulfur-Iodine thermochemical hydrogen production process (SI process) consists of the Bunsen reaction section, the $H_2SO_4$ decomposition section, and the HI decomposition section. The $HI_x$ solution ($I_2-HI-H_2O$) could be recycled to Bunsen reaction section from the HI decomposition section in the operation of the integrated SI process. The phase separation characteristic of the Bunsen reaction using the $HI_x$ solution was similar to that of $I_2-H_2O-SO_2$ system. On the other hands, the amount of produced $H_2SO_4$ phase was small. To investigate the effects of $SO_2$ solubility on Bunsen reaction, the continuous Bunsen reaction was performed at variation of the amounts of $SO_2$ gas. Also, it was carried out to make sure of the effects of partial pressure of $SO_2$ in the condition of 3bar of $SO_2-O_2$ atmosphere. As the results, the characteristic of Bunsen reaction was improved with increasing the amounts and solubility of $SO_2$ gas. The concentration of Bunsen products was changed by reverse Bunsen reaction and evaporation of HI after 12 h.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제45권3호
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• pp.401-414
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• 2013

HTR50S is a small modular reactor system based on HTGR. It is designed for a triad of applications to be implemented in successive stages. In the first stage, a base plant for heat and power is constructed of the fuel proven in JAEA's $950^{\circ}C$, 30MWt test reactor HTTR and a conventional steam turbine to minimize development risk. While the outlet temperature is lowered to $750^{\circ}C$ for the steam turbine, thermal power is raised to 50MWt by enabling 40% greater power density in 20% taller core than the HTTR. However the fuel temperature limit and reactor pressure vessel diameter are kept. In second stage, a new fuel that is currently under development at JAEA will allow the core outlet temperature to be raised to $900^{\circ}C$ for the purpose of demonstrating more efficient gas turbine power generation and high temperature heat supply. The third stage adds a demonstration of nuclear-heated hydrogen production by a thermochemical process. A licensing approach to coupling high temperature industrial process to nuclear reactor will be developed. The low initial risk and the high longer-term potential for performance expansion attract development of the HTR50S as a multipurpose industrial or distributed energy source.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제52권2호
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• pp.279-286
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• 2020

In this article, we develop a reactive distillation (RD) column configuration for the production of hydrogen. This RD column is in the HI decomposition section of the sulphur - iodine (SI) thermochemical cycle, in which HI decomposition and H₂ separation take place simultaneously. The section plays a major role in high hydrogen production efficiency (that depends on reaction conversion and separation efficiency) of the SI cycle. In the column simulation, the rigorous thermodynamic phase equilibrium and reaction kinetic model are used. The tuning parameters involved in phase equilibrium model are dependent on interactive components and system temperature. For kinetic model, parameter values are adopted from the Aspen flowsheet simulator. Interestingly, there is no side reaction (e.g., solvation reaction, electrolyte decomposition and polyiodide formation) considered aiming to make the proposed model simple that leads to a challenging prediction. The process parameters are determined on the basis of optimal hydrogen production as reflux ratio = 0.87, total number of stages = 19 and feeding point at 8th stage. With this, the column operates at a reasonably low pressure (i.e., 8 bar) and produces hydrogen in the distillate with a desired composition (H₂ = 9.18 mol%, H₂O = 88.27 mol% and HI = 2.54 mol%). Finally, the results are compared with other model simulations. It is observed that the proposed scheme leads to consume a reasonably low energy requirement of 327 MJ/kmol of H₂.

• 한국안전학회지
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• 제24권3호
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• pp.54-58
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• 2009

화석연료의 고갈과 환경문제로 인해 대체에너지 개발의 필요성이 대두되고 있다. 이에 거론되고 있는 대체에너지 중에서 물로부터 수소를 생산하는 기술은 탄소발생이 없는 매우 장래가 유망한 기술이다. IS 열화학적 물분해 공정은 거론되는 방법 중 매우 유망한 기술로 에너지원으로 900$^{\circ}C$ 이상의 열을 공급할 수 있는 고온가스냉각로(HTGR)를 시용하여 매우 능률적으로 수소를 생산할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 IS공정 의 초기사건을 도출하기 위해 주논리도(MLD)방법이 사용되어 화학물질의 유출을 야기할 수 있는 초기사건 9가지가 도출되었다. 또한 도출된 9가지 초기사건 중 6가지를 선정, 사건수목을 이용하여 정량화하였다.

• 한국가스학회지
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• 제9권2호
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• pp.1-7
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• 2005

가연성 물질의 안전한 취급, 저장, 수송, 조작 및 공정설계에 필요한 열화학적 파라미터로는 폭발한계, 인화점, 최소자연발화온도, 최소산소농도, 연소열 등을 들 수 있다. 특히 폭발한계와 최소자연발화온도는 가연성 물질의 화재 및 폭발 위험성을 결정하는데 중요한 특성으로 이용된다. LNG공정 안전을 위해 메탄의 폭발한계와 최소자연발화온도를 고찰하였다. 메탄의 폭발하한계와 상한계는 공기 중에서 각 각 4.8 vol$\%$와 16 vol$\%$를 추천하며, 최소자연발화온도는 전면 가열인 경우는 $540^{\circ}C$, 국소 고온표면인 경우는 약 $1000^{\circ}C$를 추천한다. 또한 메탄의 폭발한계 온도 및 압력의존성에 대한 새로운 예측식을 제시하였으며, 제시된 식에 의한 예측값은 문헌값과 일치하였다.