• 전기화학회지
• /
• 제12권2호
• /
• pp.131-141
• /
• 2009

이산화탄소의 유용한 화합물로의 전환은 온실가스 증가로 인한 기후변화에 따른 환경문제의 해결 뿐 아니라 탄소원의 재활용이란 관점에서 무척 중요하다. 그러나 탄소화합물 중 가장 안정된 이산화탄소를 다른 유용한 화합물로 변환시키기 위해서는 에너지가 투입되어야 하고 효과적인 전환을 위하여 촉매의 개발 및 관련된 반응 조건의 확립이 필요하다. 본 총설에서는 그 동안 전기화학적으로 이산화탄소를 변환시킨 연구 내용들을 전극재료, 무기화합물, 효소를 이산화탄소의 환원 촉매로서 이용한 경우로 나누어 전체적으로 살펴보았다. 선택성이 좋고 효율적이며 안정성을 가진 촉매는 아직 개발되지 않은 상황이므로 앞으로 많은 연구가 진행되어야 할 분야이다.

• 한국대기환경학회지
• /
• 제29권3호
• /
• pp.287-296
• /
• 2013

To decompose carbon dioxide, which is a representative greenhouse gas, a plasma torch was designed and manufactured. To examine the characteristics of carbon dioxide decomposition via plasma discharge, a case wherein pure carbon dioxide was supplied and a case wherein methane and/or $TiCl_4$ were injected as additives were investigated and compared. The carbon dioxide and methane conversion rate, energy decomposition efficiency, produced gas concentration, carbon monoxide and hydrogen selectivity, carbon-black and $TiO_2$ were also investigated. The maximum carbon dioxide conversion rate was 28.9% when pure carbon dioxide was supplied; 44.6% when $TiCl_4$ was injected as am additive; and 100% percent when methane was injected as an additive. Therefore, this could be explained that the methane injection showed the highest carbon dioxide decomposition. Furthermore, the carbon-black and $TiO_2$ were compared with each commercial materials through XRD and SEM. It was found that the carbon-black that was produced in this study is similar for commercial materials. It was found that the $TiO_2$ that was produced in this study is suitable for photocatalyst and pigment because it has mixed anataze and rutile.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제47권5호
• /
• pp.519-530
• /
• 2009

온실 가스의 주원인인 이산화탄소 발생의 저감은 범세계적으로 중요한 문제가 되었다. 이산화탄소를 단순히 분리하고 외부와 격리시키는 것보다는 이를 이용하여 고부가가치의 화학제품으로 전환 가능하다는 점에서 이산화탄소의 자원화에 대해 많은 관심을 받고 있다. 본 논문에서는 이산화탄소의 촉매 전환을 통한 합성가스 생산의 방법으로서 이산화탄소 개질, 삼중 개질 그리고 내부 개질 고체 산화형 연료 전지(Solid Oxide Fuel Cell) 시스템과 연계하여 전기와 합성가스를 동시에 생산하는 기술로 정하고 이에 대한 최근 연구 동향을 정리하였다. 또한 합성가스로부터 Fischer-Tropsch 합성을 통한 장쇄 탄화수소 생성과 Dimethyl Ether(DME) 생성을 중심으로 한 유용한 화학제품을 생산에 관한 연구 동향을 포함하였다.

• 대한기계학회논문집B
• /
• 제40권10호
• /
• pp.673-679
• /
• 2016

초임계 이산화탄소 사이클은 소형화 및 효율 향상에 대한 잠재력 때문에 최근 관심이 증가하고 있으며, 원자력, 태양열(CSP) 및 화력 발전 분야에서 활발히 연구되고 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 한국에너지기술연구원(KIER)의 초임계 이산화탄소 동력 사이클 연구 내용과 현황을 소개하였다. 1 단계 연구에서는 단순 초임계 브레이튼 사이클 실험 루프를 제작 및 시운전 하였으며, 현재 진행중인 2 단계 연구에서는 두개의 터빈과 두개의 재생기를 갖는 초임계 이중(dual) 브레이튼 사이클을 설계 및 제작하고 있다. 최적 설계를 위한 초임계 이중 브레이튼 사이클 모델링 및 시뮬레이션 결과, 본 연구에서 고려한 조건하에서, 사이클의 순출력을 극대화시키는 설계 변수가 존재함을 확인하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제33권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2022

Interest in hydrogen productions that do not emit carbon dioxide and can produce hydrogen at a low price is increasing. Reforming and electrolysis are widely used, but they have limitations, such as carbon dioxide problems and costs. The methane can be decomposed as hydrogen and solid carbon without carbon dioxide emission at high temperatures. In this research, the methane pyrolysis experiment was conducted at 1,200℃ and 1,400℃ in a ceramic tube. The composition of the produced gas was measured by gas chromatography before carbon blocked the tube. The methane conversion rate and hydrogen selectivity were calculated based on the results. The hydrogen selectivity was derived as 60% and 55% at the highest point at 1,200℃ and 1,400℃, respectively. The produced solid carbon was expected to be carbon black and was analyzed using scanning electron microscope.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
• /
• 제19권12호
• /
• pp.1596-1602
• /
• 2009

A lipase-catalyzed esterification reaction of (S)-naproxen ethyl ester by CALB (Candida antarctica lipase B) enzyme was performed in supercritical carbon dioxide. Experiments were performed in a high-pressure cell for 10 h at a stirring rate of 150 rpm over a temperature range of 313.15 to 333.15 K and a pressure range of 50 to 175 bar. The productivity of (S)-naproxen ethyl ester was compared with the result in ambient condition. The total reaction time and conversion yields of the catalyzed reaction in supercritical carbon dioxide were compared with those at ambient temperature and pressure. The experimental results show that the conversion and reaction rate were significantly improved at critical condition. The maximum conversion yield was 9.9% (216 h) at ambient condition and 68.9% (3 h) in supercritical state. The effects of varying amounts of enzyme and water were also examined and the optimum condition was found (7 g of enzyme and 2% water content).

• 대한환경공학회지
• /
• 제30권9호
• /
• pp.933-938
• /
• 2008

유기성 폐기물을 이용하여 생산된 수소를 환원제로 활용하여 이산화탄소를 유용한 에너지원인 메탄으로 전환시키고자 하였다. 3 개월 동안 혐기성 미생물을 이산화탄소와 수소만을 이용하여 배양하였으며, 그 결과 acetogenotrophs의 영향에 의한 메탄의 생성은 없었고, 이산화탄소를 8 mL/min으로 주입하였을 때 이산화탄소와 수소의 주입비가 1:5에서 메탄의 생성량이 2.2 m$^3$/m$^3$ day로 가장 많았으며, 이때의 이산환탄소 저감률 또한 92%로 가장 우수하였다. 회분형태로 수소 생산과 메탄발효조와의 연계실험을 통하여, 연속적으로 수소를 생산하면서 이산화탄소를 같이 메탄발효조에 주입하여, 이산화탄소의 메탄으로의 전환을 확인하였다.

• 환경위생공학
• /
• 제16권4호
• /
• pp.69-76
• /
• 2001

The catalytic oxidation of volatile organic compounds (VOCs), which were benzene and toluene, was studied in the supercritical carbon dioxide($SC-CO_2$) media. In $SC-CO_2$ media, the deep oxidation conversion of VOCs was increased with the temperature and pressure. The deep oxidation conversion in SC -$CO_2$ media is better than that in air media at same pressure condition. This can be explained by the solubility of VOCs in $SC-CO_2$. The many intermediates produced by the partial oxidation of VOCs were detected from off-line samples. The intermediates were Identified as benzene, toluene, benzaldehyde, phenol, naphthalene, 1,1`-biphenyl, benzoic acid, 3-methylphenol, 1,1'-(1,2-ethanediyl)bis- benzene, 1,1'-(1,2-ethene- diyl)bis-benzene, anthracene, and so on. The amount of intermediates was decreased as the molar radio of oxygen to carbon dioxide was decreased. When the molar ratio of oxygen to carbon dioxide was 1 : 16, the deep conversion was kept constant. Thus, the catalytic oxidation process in $SC-CO_2$ media can be combined on-line with supercritical fluid extraction of environmental matrices and supercritical regeneration of used adsorbent. Thus, the nontoxic $SC-CO_2$ media process was suggested as the new VOCs control technology.

• 청정기술
• /
• 제18권3호
• /
• pp.229-249
• /
• 2012

산업 발달로 화석 연료 사용이 급증하고 이에 따른 지구 온난화 문제와 자원 고갈 문제가 대두되어 지속 성장을 위협하고 있다. 따라서 지속 성장을 위해서 두 문제를 모두 해결하여야 한다. 현재 이산화탄소의 처리 방법으로 인식되고 있는 이산화탄소 포집 및 저장 기술(carbon capture and sequestration, CCS)의 환경 논란으로 인해 사후 처리 기술의 필요성이 커지고 있다. 이에 해결책중 하나로 부각되고 있는 이산화탄소 포집 및 재활용 기술(carbon capture and utilization, CCU)에 대해서 알아보았다. 이산화탄소 전환 기술은 이산화탄소 배출량 감소에 따른 지구 온난화 문제의 해결 뿐 아니라 탄소원의 재활용이란 측면에서 자원고갈 문제의 해결책으로 제시될 수 있겠다. 이산화탄소 전환 기술은 기상 전환과 액상 전환으로 나눌 수 있으며 기상 전환의 경우 필요 에너지 공급원과 온화한 반응조건에서 전환이 이뤄져야 하고 저에너지 소비 생성물 분리 정제 기술의 개발이 필요하다. 액상 전환의 경우, 반응 속도를 높일 수 있는 촉매 및 광감응제 개발과 함께 촉매, 빛, 전기의 혼성 시스템의 개발이 요구되어진다. 이산화탄소 전환 기술은 신재생 에너지 및 바이오산업의 경쟁력 향상을 위한 연결 기술로 그 가치가 매우 크다.

• 공업화학
• /
• 제25권5호
• /
• pp.497-502
• /
• 2014

상압 플라즈마 반응기 내에 Ni-$Al_2O_3$와 Ni-$MgAl_2O_4$ 촉매를 충진한 하이브리드 반응기를 이용하여 메탄과 이산화탄소의 전환반응을 진행하였다. 인가전력, 반응가스 유량, 혼합비율 및 반응기 온도 등 다양한 공정변수와 촉매의 충진 유무에 따른 메탄과 이산화탄소의 전환반응 특성이 분석되었다. 촉매의 반응 기여도 분석에서 공정온도를 $400^{\circ}C$까지 올린 경우에도 플라즈마 방전이 없이는 메탄과 이산화탄소의 촉매를 통한 자발적 전환반응이 일어나지 않았다. 이는 촉매를 충진하지 않은 플라즈마 방전만의 전환공정과의 비교를 통하여 확인할 수 있었다. 플라즈마 반응기에 촉매를 적용하는 경우에는 공정의 적절성과 전환처리에 적합한 촉매의 선택이 필수적이다.