• Composites Research
• /
• 제35권5호
• /
• pp.328-333
• /
• 2022

본 연구에서는 CFRP rebar의 휨강도와 기공 특성과의 상관성을 도출하기 위해 CFRP rebar의 제조 조건을 제어하였다. 이때 CFRP rebar의 제조 조건은 리브 유무, 수지 온도 및 경화로 온도 등을 조정하였으며, 제조된 CFRP rebar의 휨강도와 기공특성을 분석하였다. CFRP rebar의 휨강도는 리브 유무, 경화로 온도 및 수지 온도 등, 제조 조건에 따라 변화되었다. 특히 리브가 감겨지지 않은 경우, CFRP rebar의 휨강도 값이 크게 낮아진다는 것도 확인하였다. Nano X-Ray CT 분석 결과, 수지 온도가 60℃인 CFRP rebar에서 최대 기공 지름을 나타내었다. 광학현미경 분석 결과, 최대 기공율은 No. 1에서 6.89%, 최소 기공율은 No. 7의 2.88%이었다. 광학현미경을 통한 기공율과 휨강도의 상관관계계수는 -0.64이었으며, 이는 Nano X-Ray CT 기공율 및 기공크기와의 상관관계계수 보다 높은 값이었다.

• 한국가스학회지
• /
• 제28권2호
• /
• pp.32-37
• /
• 2024

최근 화석연료를 대체할 수 있는 수소에너지를 이용한 이동 수단에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 한편 이를 이용하기 위해서는 수소를 생산 저장 이송하는 과정이 필수적이다. 특히 수소를 90 MPa에 이르는 고압으로 저장 이송할 경우 기체 상태가 아닌 액체 상태이므로 부피가 감소하여, 상대적으로 비용을 절감 할 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화에 필수적인 액화수소 펌프 개발을 위해 챔버 내의 유동을 유한요소해석 (Finite Element Methods (FEM)) 프로그램인 ANSYS를 이용하여 해석하였다. 그 결과, 1차 챔버에서 2차 챔버 사이에 밸브가 없는 경우, 2차 챔버 내의 최대 속도는 9.075 m/s, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 속도는 8.111 m/s 로 10.6% 감소하였다. 또한 밸브가 없는 경우의 최대 압력은 0.62 MPa, 밸브가 3 mm 열린 경우의 최대 압력은 0.63 MPa 로 1.6% 증가하였다. 이 결과를 바탕으로 액화수소 펌프의 상세 설계에 활용할 경우, 좀 더 효율적인 펌프의 설계가 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제29권3호
• /
• pp.193-199
• /
• 2023

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

• 스마트미디어저널
• /
• 제12권5호
• /
• pp.36-45
• /
• 2023

최근 디지털 농업에 있어서 IoT를 기반으로 한 온실의 종류 및 활용이 확산되고 있으며, 온실의 현대화, 대형화와 스마트 기술을 활용한 공장화까지 진행되고 있다. 그러나 스마트 온실에서의 데이터 수집을 위한 장비와 온실의 크기나 모양과 같은 형태에 따른 구체적 규격화 방안이 제시되지 못하고 있다. 즉, 온실의 규모에 따른 센서와 장비의 종류 및 개수, 작물 및 탄소 중립에 부합하는 온실 시공 필름 종류와 자재 등 시설 설비를 위한 표준 자료가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 데이터 수집을 위한 IoT 장비의 구현, 설치 및 수량의 적합성에대하여 시험하였으며, 데이터 수집과 통신 방식의 구현을 통해 일부 표준기술을 제시하였다. 또한, 기존 온실의 90% 정도를 차지하고 있는 PE, PVC, EVA에 대한 충격강도, 인장, 인열, 신장율, 광투과성 및 수명 문제를 제시하였고, 필름으로 만들어지는 온실의 형태나 규모, 환경적 문제점을 본문에 제시하였다. 본 연구 논문에서는 온실 규모나 농가작물의 형태, 온실 수명 및 필름의 환경적 문제의 해결책으로 나노 소재 필름을 활용한 규격화된 탄소중립 모듈형 스마트 온실을 구현하고 기존 온실과의 성능을 분석·제시하였다. 이를 통해 온실의 규모나 농가작물의 형태에 구분이 없고, 수명이 연장되고 규격화되어 확장 및 축소가 자유로운 묘듈화된 온실을 제안한다. 최종적으로 기존PE, PVC, EVA 필름을 사용한 온실의 평균적 특성과 새로운 탄소중립형 나노 소재를 사용한 온실의 특성을 비교 검토하고, 탄소중립을 지원하는 확장 가능형 IoT 온실의 구현 방안을 제시하고자 한다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
• /
• pp.110-111
• /
• 2023

최근 탄소중립이 전 세계적인 이슈로 부상함에 따라, 해양수산부의 탄소중립로드맵이 수립되고 해양수산 전체적으로 탄소중립 달성을 목표로 다양한 전략이 제시되고 있다. 항만분야도 온실가스 감축 대상에 포함되나 자료수집의 한계 및 인벤토리 구축의 미흡으로 탄소배출량 측정이 이루어지지 않고 있는 실정이다. 탄소중립항만 구축을 위해서는 배출량을 산정하고 전망하여 감축목표를 설정이 필수적이다. 이에 따라 본 연구에서는 현재 널리 활용되고 있는 IPCC Guildeline의 배출량 산정 방식에 따라, 국내 항만 장비에서 배출되는 이산화탄소를 산정하고 장래 배출량을 추정하였다. 분석 결과 2020년 물동량 기준으로 약 42만 톤의 이산화탄소가 배출되었으며, 물동량 증가에 비례하여 배출량은 지속 증가하며 2050년 기준 약 72만 톤이 배출될 것으로 전망된다. 항만의 탄소중립 실현을 위해서는 우선적으로 유류에 기인하는 장비를 대상으로 동력원을 친환경 연료로 전환하여 배출량 감축을 추진할 수 있으며, 컨테이너, 잡화 등을 하역작업이 다소 복잡한 부두를 대상으로 배출량 감축 노력이 요구된다.

• 한국농공학회논문집
• /
• 제64권5호
• /
• pp.41-51
• /
• 2022

Carbon neutrality is emerging as a new paradigm for the international society by transiting from climate change to climate risk. This study proposes evaluation methods for the carbon reduction contribution of climate-related national R&D projects in order to introduce a green budget system in the agricultural sector. We considered the domestic and foreign green budget systems and classified national R&D projects into positive, negative, and neutral from the perspective of carbon reduction. The results of this study propose three methods to estimate the monetary costs and carbon benefits by adopting the framework for the economic evaluation of national R&D projects conducted by the Rural Development Administration. These methods support to evaluate the potential contribution to carbon reduction of national R&D projects in the agricultural sector. Finally, the proposed methods were tested and verified for the efficiency and validity of evaluating carbon reduction contribution. These evaluation methods of the carbon reduction contribution can be used as a basic methodology for the pre-budget calculations of national R&D projects and the contribution for the greenhouse gas reduction budget.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권1호
• /
• pp.63-69
• /
• 2023

'탄소중립 기술적용 시나리오 모형 (CATAS; Carbon-neutrality Assessment based on Technology Application Scenario)'은 공간 단위에서 에너지전환, 수송, 건물 등 분야에 탄소중립 기술을 적용했을 경우 온실가스 감축 효과성 분석을 제공한다. 모형의 개발범위는 온실가스 배출원은 온실가스 직접배출량 대상으로 분석하며, 공간적 범위는 직접·간접배출의 경계를 공간적 범위로 설정하였다. 그리고 기술적 범위는 2050 탄소중립 시나리오에서 온실가스 배출량이 가장 큰 전환부문의 9개 기술과 산림 흡수원을 포함하였다. 탄소중립률 평가 방법론은 ①온실가스 배출현황 분석, ②기술도입에 따른 에너지생산량 예측, ③온실가스 감축량 산정, ④탄소중립률 산정까지 4단계로 이루어져있다. 웹기반 CATAS-BASIC을 개발 한 후 서울시의 ｢2050 온실가스 감축추진계획｣상 제시된 신재생에너지 보급목표를 적용하여 분석을 실시하였다. 태양광·수소연료전지·수열을 적용한 결과, 서울시의 전환부문 배출량인 1.49백만 tCO₂eq 중 기술도입으로 0.43백만 tCO₂eq 감축하여 전환부문 탄소중립률은 28.94 %로 분석되었다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권6호
• /
• pp.226-233
• /
• 2023

본 연구에서는 콘크리트 2차제품 제조시 기체상의 이산화탄소를 주입하는 In-situ 탄산화 기술의 적용 가능성 분석을 위해 이산화탄소 주입량에 따른 콘크리트 인터로킹 블록의 기초물성 및 미세구조 분석을 실시하였다. 안정적인 이산화탄소 주입을 위해 CO₂ 가스 주입용 콘크리트 혼합 설비를 구축하였으며, 이산화탄소 주입량을 시멘트량 대비 0, 0.1, 0.3, 0.5, 0.7 wt.%로 제어하였다. 기초물성 시험 결과, 이산화탄소 주입량이 0.3 %까지 증가할수록 기존 배합 대비 높은 강도 거동을 보였으며, 주입량 0.5 % 이후에는 기존 배합보다 낮은 강도를 보였으나 콘크리트 2차제품의 강도 기준(보차도용 콘크리트 인터로킹 블록)을 만족하는 것으로 나타났다. 이는 콘크리트 인터로킹 블록 제조시 이산화탄소 주입에 따른 CaCO₃ 결정 및 C-S-H 등의 수화물 생성이 촉진된 것으로 판단되었다. 따라서 배합중 이산화탄소를 주입하는 탄산화기술을 다양한 콘크리트 2차제품 제조 공정에 적용할 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제34권2호
• /
• pp.66-72
• /
• 2024

본 연구에서는 탈황석고(DG)에 이산화탄소를 반응시켜 제조한 탄산화물(CCMs)을 콘크리트 2차 제품의 시멘트 대체재로서 적용 가능성을 평가하고 최적 배합비 도출을 위한 탄산화물 혼입 모르타르 및 콘크리트 시편의 기초 물성 측정을 실시하였다. 탄산화물은 다량의 CaO 및 SO₃로 이루어져 있으며, 주요 결정상은 CaSO₄·2H₂O, Ca(OH)₂, CaCO₃ 및 CaSO₄로 나타났다. 또한 입도 분석 및 폐기물공정시험기준에 따른 중금속 측정 결과 콘크리트 2차 제품의 시멘트 대체재로서 탄산화물의 적용 가능성이 확인되었다. 모르타르 및 콘크리트 공시체 제작 후 강도 거동 측정 결과 탄산화물 혼입량이 증가할수록 강도가 감소하는 경향을 나타내었으나 최적 배합인 치환 비율 10 wt.% 배합까지 대상 제품인 인터로킹 블록 및 옹벽 블록의 기준에서 요구하는 모든 조건을 만족하였다. 따라서 콘크리트 2차 제품의 시멘트 대체재로서 적용 가능성이 확인되었다.

• 한국습지학회지
• /
• 제20권4호
• /
• pp.410-416
• /
• 2018

본 연구는 탄소나노튜브(MWCNT)와 활성탄을 이용한 니켈과 구리의 흡착특성을 평가하였다. 산성조건에서 활성탄의 제거성능이 낮은 반면, MWCNT만 니켈과 구리를 흡착 제거하는데 효율적이었다. MWCNT와 중금속의 흡착반응은 유사 일차반응식을 따랐다. 초기 pH가 중성일 때, 니켈은 MWCNT에 의해 신속히 제거되었고, 활성탄은 4시간에 각각 99.02%와 80.30%를 나타냈다. 또한, 구리이온은 초기 pH가 중성일 때 4시간내에 효율적으로 제거되었다. 흡착제 주입량을 증가함에 따라 pH가 증가하였고, 중금속 제거율도 증가하였다. 또한, 산화 전처리 공정은 MWCNT의 중금속 제거율을 증가시켰다.