• 수산해양기술연구
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• 제57권3호
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• pp.256-263
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• 2021

In this study, blending oils of diesel oil and butanol were used as fuel oil for diesel engine to measure combustion pressure, fuel consumption, air ratio and exhaust gas emission due to various operating conditions such as engine revolution and torque. Using these data, the results of analyzing the engine performance, combustion characteristics and exhaust emission characteristics such as NOx (nitrogen oxides), CO₂ (carbon dioxide), CO (carbon monoxide) and soot were as follows. The fuel conversion efficiency at each load was highest when driven in the engine revolution determined by a fixed pitch propeller law. Except 30% butanol blending oil, fuel conversion efficiency of the other fuel oils increased as the load increased. Compared to diesel oil, using 10% and 20% butanol blending oil as fuel oil was advantageous in terms of thermal efficiency, but it did not have a significant impact on the reduction of exhaust gas emissions. On the other hand, future research is needed on the results of the 20% butanol blending oil showing lower or similar levels of smoke concentration and carbon monoxide emission rate other than those types of diesel oil.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.478-485
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• 2022

외부사업을 통해 발행받은 인증실적을 배출권 거래제 할당 대상 업체에게 판매하고 할당 대상업체는 구매한 외부사업 인증실적을 상쇄 배출권으로 바꾸어 할당량을 확보할 수 있다. 본 방법론은 기존 기름보일러를(유종별) 사용하던 화석연료를 상대적으로 탄소 함량이 적은 프로판가스를 사용하는 보일러로 교체하였을 때 유종별 이산화탄소 배출 감축분을 인정받아 온실가스 감축을 하지 못해 배출허용량을 넘긴 대기업의 부족된 할당량으로 보충하기 위한 초기 분석으로 탄소감축 배출량과 배출권 거래 금액을 산출하였다.

• KSBB Journal
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• 제25권4호
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• pp.337-343
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• 2010

액체 이산화탄소를 반응용매로 사용하여 메탄올에 의한 효소 활성이 저해되는 것을 방지하고 친환경적이며 에너지 절감 효과가 우수한 바이오디젤 생산 방법을 제시하고자 유기용매 (t-butanol, acetone, chloroform, hexane, THF, cyclohexane, toluene)와 액체 이산화탄소 비교실험을 통해 액체 이산화탄소가 기타 유기용매와 같은 메탄올 저해를 방지하는 역할을 함으로써 반응 용매로서의 적합함을 확인하였다. 또한 동일이산화탄소를 이용한 초임계 이산화탄소와 비교 실험을 수행하여 초임계 이산화탄소를 이용한 바이오디젤 생산과 유사한 결과를 나타냄으로써 액체 이산화탄소를 이용한 바이오디젤 생산방법이 에너지절약형 친환경 바이오디젤 생산에 더욱 적합함을 확인할 수 있었다. 그리고 액체 이산화탄소상태에서 바이오디젤 생산의 최적화를 통해 고효율 효소는 novozym 435, lipozyme RM IM 및 lipozyme TL IM 중에서 1,3-위치 선택적 특이성을 가진 lipozyme TL IM이 가장 우수함을 확인할 수 있었다. 또한 경제적 최적 조건과 고전환율 최적조건을 도출하여 각각 88.3%, 99.7%의 높은 전환율을 얻었다. 본 연구를 통해 액체 이산화탄소가 메탄올에 의한 효소활성 저해를 방지하는 반응 용매로 적합하며, 지구 온난화의 주요요인인 이산화탄소를 이용할 뿐 아니라 비독성 용매로서 친환경적이며 초임계 이산화탄소 상태보다 에너지 절감효과가 우수하여 효소적 바이오디젤 생산 방법에 새로운 방안을 제시 할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.113-122
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• 2024

본 연구에서는 이산화탄소 자원화의 일환으로 실험실 규모의 직접 수성탄산화 반응기를 이용하여 소각재와 더불어 탈황 석고, 저급 생석회 및 제강슬래그 등 다양한 알칼리성 산업부산물 6종을 대상으로 이산화탄소 포집 특성을 고찰하였다. 각 시료별 용해 특성과 더불어 반응 전, 후 열중량 분석을 통해 주요 반응 구조를 확인할 수 있었고, 이를 통해 반응성 CaO 함량을 정의하였다. 실험 결과, 생석회의 포집 용량 및 효율은 각각 473 g/kg, 86.9%로 결정할 수 있었으며, 탈황석고 및 소각재 역시 각각 51.1 ~ 131.7 g/kg, 51.2 ~ 87.7% 수준으로 비교적 높게 평가할 수 있다. 이에 반해 제강슬래그의 경우 생성 및 후처리 조건의 영향으로 포집 효율은 10% 미만으로 나타났으며 탄산화 공정 적용을 위해 생산 조건에 따른 영향에 대한 최적화가 요구된다. 본 연구를 통해 소각재를 비롯하여 생석회 및 탈황석고의 이산화탄소 포집특성이 이산화탄소 포집 공정 적용에 적절한 수준으로 판단할 수 있었으며, 이산화탄소전환 탄산칼슘의 건설소재 등 자원화 기술 개발의 기초자료를 확보할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.12-19
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• 2013

A gasification process with pre-combustion $CO_2$ capture process, which converts coal into environment-friendly synthetic gas, might be promising option for sustainable energy conversion. In the coal gasification for power generation, coal is converted into $H_2$, CO and $CO_2$. To reduce the cost of $CO_2$ capture and to maximize hydrogen production, the removal of CO and the additional production of hydrogen might be needed. In this study, a 2l/min water gas shift system for a coal gasifier has been studied. To control the concentration of major components such as $H_2$, CO, and $CO_2$, MFCs were used in experimental apparatus. The gas concentration in these experiments was equal with syngas concentration from dry coal gasifiers ($H_2$: 25-35, CO: 60-65, $CO_2$: 5-15 vol%). The operation conditions of the WGS system were $200-400^{\circ}C$, 1-10bar. Steam/Carbon ratios were between 2.0 and 5.0. The commercial catalysts were used in the high temperature shift reactor and the low temperature shift reactor. As steam/carbon ratio increased, the conversion (1-$CO_{out}/CO_{in}$) increased from 93% to 97% at the condition of CO: 65, $H_2$: 30, $CO_2$: 5%. However the conversion decreased with increasing of gas flow and temperature. The gas concentration from LTS was $H_2$: 54.7-60.0, $CO_2$: 38.8-44.9, CO: 0.3-1%.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권1호
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• pp.1-7
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• 2011

Application of biochar to soils is proposed as a significant, long-term, sink for atmospheric carbon dioxide in terrestrial ecosystems. In addition to reducing emissions and increasing the sequestration of carbon, production of biochar and its application to soils will contribute improve soil quality and crop productivity. Objectives were i) to evaluate biochar productivity from crop residues using a low-cost field scale mobile pyrolyzer and ii) to evaluate characteristics of feedstocks and biochars from locally collected crop residues. Pyrolysis experiments were performed in a reactor operated at $400-500^{\circ}C$ for 3-4 hours using biomass samples of post-harvest residues of corn (Zea mays L.), cotton (Gossypium spp.), rice (Oryza sativa L.), sorghum (Sorghum bicolor L.) and wheat (Triticum aestivum L.). Feedstocks differed, but average conversion to biochar was 23%. Carbon content of biomass feedstock and biochar samples were 445 g $kg^{-1}$ and 597 g $kg^{-1}$, respectively. Total carbon content of biochar samples was 34% higher than its feedstock samples. Significant increases were found in P, K, Ca, Mg, and micro-nutrients contents between feedstock and biochar samples. Biochar from corn stems and rice hulls can sequester by 60% and 49% of the initial carbon input into biochar respectively when biochar is incorporated into the soils. Pyrolysis conversion of corn and rice residues sequestered significant amounts of carbon as biochar which has further environmental and production benefits when applied to soils. Field experiment with crop residue biochar will be investigated the stability of biochars to show long-term carbon sequestration and environmental influences to the cropping systems.

• 신재생에너지
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• 제16권1호
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• pp.58-67
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• 2020

Microbial electrosynthesis has recently been considered a potentially sustainable biotechnology for converting carbon dioxide (CO₂) into valuable biochemicals. In this study, bioelectrochemical acetate production from CO₂ was studied in an H-type two-chambered reactor system with an anaerobic microbial consortium. Metal-rich mud flat was used as the inoculum and incubated electrochemically for 90 days under a cathode potential of -1.1 V (vs. Ag/AgCl). Four consecutive batch cultivations resulted in a high acetate concentration and productivity of 93 mmol/L and 7.35 mmol/L/day, respectively. The maximal coulombic efficiency (rate of recovered acetate from supplied electrons) was estimated to be 64%. Cyclic voltammetry showed a characteristic reduction peak at -0.2~-0.4 V, implying reductive acetate generation on the cathode electrode. Furthermore, several electroactive acetate-producing microorganisms were identified based on denaturing- gradient-gel-electrophoresis (DGGE) and 16S rRNA sequence analyses. These results suggest that the mud flat can be used effectively as a microbial source for bioelectrochemical CO₂ conversion.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.176-185
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• 2018

지구 온난화가 가속화됨에 따라 온실가스 감축이 보다 중요해졌다. 이산화탄소 건식 개질은 온실가스인 $CO_2$와 $CH_4$를 활용하여 부가가치가 높은 물질인 CO와 $H_2$를 얻을 수 있는 유망한 온실가스 감축 기술이다. 그러나 이 반응이 일어나는 반응기의 운전 중에 심각한 코킹 문제가 발생할 수 있다. 이산화탄소 개질반응은 매우 강한 흡열반응이기 때문에 반응기 입구 근처에서 반응 온도가 많이 떨어지면서 코크 생성을 야기시킨다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 코크 생성이 잘 일어나지 않는 온도영역에서 반응이 일어나도록 하는 것이 중요하다. 본 연구에서는 새로운 촉매 배열 방법을 이용하여 반응기 전 구간이 코크 생성이 잘 일어나지 않는 온도 영역 내에서 유지되도록 하는 설계 방법을 제안하였다. 이 설계 방법은 연료 유량, 촉매 밀도, 구간 별 출구 온도를 최적화 변수로 하여 주어진 전환율에 대하여 반응기 길이를 최소화 할 수 있는 최적화 문제를 풀도록 하여 반응기를 최적화한다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.3181-3188
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• 2008

The supercritical $CO_2$ Brayton cycle energy conversion system is presented as a promising alternative to the present Rankine cycle. The principal advantage of the S-$CO_2$ gas is a good efficiency at a modest temperature and a compact size of its components. The S-$CO_2$ Brayton cycle coupled to a SFR also excludes the possibilities of a SWR (Sodium-Water Reaction) which is a major safety-related event, so that the safety of a SFR can be improved. KAERI is conducting a feasibility study for the supercritical carbon dioxide (S-$CO_2$) Brayton cycle power conversion system coupled to KALIMER(Korea Advanced LIquid MEtal Reactor). The purpose of this research is to develop S-$CO_2$ Brayton cycle energy conversion systems and evaluate their performance when they are coupled to advanced nuclear reactor concepts of the type under investigation in the Generation IV Nuclear Energy Systems. This paper contains the research overview of the S-$CO_2$ Brayton cycle coupled to KALIMER-600 as an alternative energy conversion system.

• 한국가스학회지
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• 제5권4호
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• pp.27-32
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• 2001

온실효과의 주요 원인 물질인 이산화탄소를 고온$\cdot$고압에서 제거하기 위한 CaO 흡착제를 제조하였다. 흡착제는 석회석을 고압성형과 소성을 이용하여 제조하여 그 물성을 조사하고 회분식 흡착용기에서 흡착실험을 수행하였다. 세공면적은 성형압력으로 결정되며 세공분포는 이분산 형태를 갖는다. CaO의 $CO_2$ 흡착은 화학흡착이며 최대전환율은 $700^{\circ}C$에서 $80\%$에 근접한다.