• 제목/요약/키워드: carbon dioxide decomposition

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글라이딩 아크 플라즈마 방전에 의한 이산화탄소 저감 특성 (Characteristics of Carbon Dioxide Reduction in the Gliding Arc Plasma Discharge)

  • 임문섭;김승호;전영남
    • 공업화학
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    • 제26권2호
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    • pp.205-209
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    • 2015
  • 이산화탄소 포집 및 활용(CCU)은 화석연료 시 배출되는 온실가스인 $CO_2$ 저감과 이용을 위해 잠재력을 가지고 있는 기술이다. 이산화탄소를 분해하기 위해 3상 글라이딩 아크 플라즈마-촉매 반응기를 설계 및 제작하였다. 이산화탄소 저감 특성 실험은 단일 이산화탄소 가스 공급 유량 변화와 이산화탄소와 메탄 혼합 주입에 따른 주입 전력 변화, 촉매 그리고 수증기 공급 변화에 대해 연구를 수행하였다. 단일 이산화탄소 공급 유량이 12 L/min에서 분해율이 7.9%, 에너지 분해 효율은 $0.0013L/min{\cdot}W$로 나타났다. 이산화탄소 분해됨에 따라 일산화탄소와 산소가 생성된다. 메탄과 이산화탄소 혼합가스를 주입 시 $CH_4/CO_2$ 비 1.29, 주입 전력 0.76 kW에서 이산화탄소 분해율과 메탄 전환율이 각각 37.8, 56.6%를 보였다. $NiO/Al_2O_3$ 촉매 설치 시, 플라스마 단독 공정에 비해 이산화탄소 분해율 및 메탄 전환율이 11.5, 9.9% 증가한다. 수증기 공급으로 인한 이산화탄소 분해 효과에는 큰 영향을 주지 못한다.

이산화탄소로부터 Poly(alkylene carbonate)의 합성 (Synthesis of Poly(alkylene carbonate) from Carbon Dioxide)

  • 이윤배;최정현
    • 공업화학
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    • 제7권5호
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    • pp.813-822
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    • 1996
  • 온실효과에 주요한 기여를 하는 이산화탄소를 줄이기 위하여 새로운 형태의 고분자인 폴리(알킬렌 카보네이트)가 합성되어졌다. 이산화탄소와 여러 가지 에폭시드로부터 칼복시산의 아연염을 촉매로 하여 교대 공중합체가 만들어졌다. 중합체의 수 평균 분자량은 50,000 정도이면 중합 분산도는 5~10 정도로 비교적 넓은 분포를 갖는다. 이 중합체는 비 결정성이고, 투명한 물질로써 열분해가 쉽게 일어난다. 높은 온도와 불활성 분위기 하에서도 완벽한 분해가 일어나 탄소 잔류물을 남기지 않는 것으로 알려졌다. 간단한 에폭시드와의 공중합체의 물리적인 성질을 개선하기 위하여 입체 장애가 큰 에폭시드와의 삼원 공중합체도 만들 수 있다. 이러한 분해성을 이용하여 세라믹, 금속, 전자 산업용 바인더나 lost-foam casting에 활용이 검토되었다. 또한 포장용 필름이나 가소제로의 활용도 연구될 수 있을 것으로 기대된다.

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Fabrication of Lotus Nickel Through Thermal Decomposition Method of Compounds under Ar Gas Atmosphere

  • Kim, Sang-Youl;Hur, Bo-Young;Nakajima, Hideo
    • 한국재료학회지
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    • 제19권5호
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    • pp.270-275
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    • 2009
  • Lotus-type porous nickel with cylindrical pores was fabricated by unidirectional solidification under an Ar gas atmosphere using the thermal decomposition method of the compounds such as sodium hydroxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, and titanium hydride. The decomposed gas does form the pores in liquid nickel, and then, the pores become the cylindrical pores during unidirectional solidification. The decomposed particles from the compounds do play a rule on nucleation sites of the pores. The behavior of pore growth was controlled by atmosphere pressure, which can be explained by Boyle's law. The porosity and pore size decreased with increasing Ar gas pressure when the pores contain hydrogen gas decomposed from calcium and sodium hydroxide and titanium hydride, ; however it they did not change when the pores contain containing carbon dioxide decomposed from calcium carbonate. These results indicate that nickel does not have the solubility of carbon dioxide. Lotus-type porous metals can be easily fabricated by the thermal decomposition method, which is superior to the conventional fabrication method used to pressurized gas atmospheres.

산소 결함 Magnetite를 이용한 이산화탄소의 분해 (The Decomposition of Carbon-dioxide Using the Oxygen Deficient Magnetite)

  • 김승호;박영구;이승훈
    • 한국환경보건학회지
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    • 제21권2호
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    • pp.68-74
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    • 1995
  • The optimum conditions was synthesized for the formation of Magnetite ($Fe_3O_4$) by air bubbling with the suspensions obtained by mixing Ferrous sulfate ($FeSO_4\cdot 7H_2O$) and Sodium Hydroxide (NaOH) solution in various values equivalent ratio($R=2NaOH/FeSO_4$) were studied. The changes of the structure were measured with XRD, $EM and BET. Equivalent ratio R: 0.65 was synthesized Goethite ($\alpha$-FeOOH), which becomes Maghemite ($\gamma=Fe_2O_3$) by dehydration, reduction and oxidation process. At the equivalent ratio over 1 (R>1), Magnetite ($Fe_3O_4$) was synthesized directly. The oxygen-deficient Magnetite ($Fe_3O_{4-\delta}$), which is obtained by flowing $H_2$ gas(100 ml/min) through the synthesis Magnetite at 350$\circ$C for 4 hr. By using it, was researched the decomposition reaction of $CO_2$. $CO_2$ was decomposed nearly 100% in 45 minutes by the oxygen-deficient Magnetite.

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망간산화물의 합성과 수소환원에 의한 활성화 (Synthesis of Spinel Phase Manganese Oxide and Its Activation by Hydrogen Reduction)

  • 양천모;김순태;임병오
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.49-53
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    • 2000
  • For decompose carbon dioxide, manganese oxide was synthesized with $0.25M-MnSO_{4}{\cdot}nH_{2}O$ and 0.5M-NaOH by coprecipitation. We made magnetite deoxidized manganese oxide by hydrogen reduction for 1hour at $330^{\circ}C$. We investigated characteristics of catalyst, hydrogen reduction degree and decomposition rate of carbon dioxide. The structure of the hausmannite certified spinel type. The specific surface area of synthesized hausmannite and deoxidized hausmannite were $22.36m^{2}/g$, $33.56m^{2}/g$ respectively. The decomposition rate of $CO_{2}$ of deoxidized hausmannite was 57%.

온도와 반응 시간에 따른 세라믹 튜브 내 메탄 열분해 반응의 메탄 전환율과 선택도 분석 (Analysis of Methane Conversion Rate and Selectivity of Methane Pyrolysis Reaction in Ceramic Tube According to Temperature and Reaction Time)

  • 이동근;김영상;안국영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.1-7
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    • 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.

CuO-Magnetite 및 ZnO-Magnetite 촉매상에서 $CO_2$ 분해반응속도론 (Kinetics of $CO_2$ decomposition over CuO-Magnetite and ZnO-Magnetite catalysts)

  • 양천모;임병오
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.79-85
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    • 1998
  • $Cu_xFe_{3-x}O_4$ catalyst and $Zn_xFe_{3-x}O_4$ catalyst were synthesized by the air oxidation method with various C(II) and Zn(II) weights. Activated catalysts decomposed carbon dioxide to carbon at $350^{\circ}C$, $380^{\circ}C$, $410^{\circ}C$ and $440^{\circ}C$. The value of carbon dioxide decomposition rate for $Cu_{0.003}Fe_{2.997}O_4$ and $Zn_{0.003}Fe_{2.997}O_4$ catslysts than was better catalysts. The decomposed rate of the catalysts is about 85%${\sim}$90%. The reaction rate constant(4.00 $psi^{1-{\alpha}}/min$) and activation energy(2.62 kcal/mole) of $Cu_{0.003}Fe_{2.997}O_4$ catalyst are better than $Zn_{0.003}Fe_{2.997}O_4$

마이크로웨이브 수용체 가열을 통한 바이오가스 개질 (Biogas Reforming through Microwave Receptor Heating)

  • 전영남;안준
    • 신재생에너지
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    • 제20권1호
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    • pp.126-134
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    • 2024
  • Biogas, composed mainly of methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), is a renewable gas that can serve as an alternative energy source. In this study, we developed a new microwave reformer and analyzed its reforming characteristics. We observed that higher temperatures of the microwave receptor led to increased reforming efficiency. By supplying appropriate amounts of methane and steam, we could prevent carbon generated from the thermal decomposition reaction of carbon dioxide from depositing on the catalytic active layer, thus avoiding the inhibition of catalytic activity. Hydrogen generation was enhanced when maintaining the biogas ratio and steam supply at adequate levels. Increasing the SiC ratio in the receptor improved the uniformity of temperature distribution and growth rate, resulting in higher conversion rates of the reforming process.

복합촉매를 이용한 플라즈마 반응에 의한 황산화물의 제거에 관한 연구 (A study of decomposition of sulfur oxides using Composite catalyst by plasma reactions)

  • 우인성;황명환;김다영;김관중;김성태;박화용
    • 대한안전경영과학회:학술대회논문집
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    • 대한안전경영과학회 2013년 춘계학술대회
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    • pp.655-668
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    • 2013
  • In this study, a combination of the plasma discharge in the reactor by the reaction surface discharge reactor complex catalytic reactor and air pollutants, hazardous gas SOx, change in frequency, residence time, and the thickness of the electrode, the addition of simulated composite catalyst composed of a variety of gases, including decomposition experiments were performed by varying the process parameters. 20W power consumption 10kHz frequency decomposition removal rate of 99% in the decomposition of sulfur oxides removal experiment that is attached to the titanium dioxide catalyst reactor experimental results than if you had more than 5% increase. If added to methane gas was added, the removal efficiency increased decomposition, the oxygen concentration increased with increasing degradation rate in the case of adding carbon dioxide decreased.

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Ni-페라이트 분말을 이용한 CO2 분해 특성 (CO2 decomposition characteristics of Ni-ferrite powder)

  • 남성찬;윤여일
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제12권11호
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    • pp.5376-5383
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    • 2011
  • 본 연구의 목적은 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이다. 이산화탄소는 화학적으로 안정한 분자로써 쉽게 분해되지 않기 때문에 낮은 온도에서 반응이 일어날 수 있는 적합한 금속계 산화물(활성화제)의 선택이 필요하다. 따라서 본 연구에서는 Ni-Fe 전이금속산화물을 사용하여 $CO_2$를 CO나 C로 전환하고자 하였다. 시료는 고상법과 수열합성을 이용해 제조된 분말을 사용하여 각각 이산화탄소 분해특성 연구를 수행하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 관찰하기 위해 TPR/TPO와 TGA 장치를 사용하였다. TPR/TPO를 이용한 수소의 환원면적은 NiO의 함량이 15wt%일 때 높게 나타났고, $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적은 NiO의 함량이 5wt%일 때 우수한 성능을 나타내었다. 그러나 TGA를 이용한 실험결과에서는 고상법에 의해 제조된 시료 중 NiO의 함량이 2.5wt%일 때 수소에 의한 흡착환원이 28.47wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량의 경우 26.95wt%로 가장 높게 나타났다. 그리고 이산화탄소의 분해효율이 94.66%로 우수한 산화 환원 특성을 나타내었다.