• 제목/요약/키워드: heat decomposition

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HFC-134a 가수분해를 위한 Red mud 촉매 기계적 안정성 향상에 관한 연구 (Study on the Mechanical Stability of Red Mud Catalysts for HFC-134a Hydrolysis Reaction)

  • 곽인헌;이은한;남성찬;김중배;이신근
    • 청정기술
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    • 제30권2호
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    • pp.134-144
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    • 2024
  • 본 연구는 7대 온실가스 중 하나인 HFC-134a를 효과적으로 분해하기 위한 촉매로써 산업 부산물인 red mud를 상업적으로 사용하기 위한 기계적 안정성 향상에 관한 것이다. 알루미늄 공정에서 배출한 산업용 폐기물인 red mud는 분쇄-분취-압축-성형-소성 공정으로 HFC-134a 분해가 가능한 촉매 제조가 가능하였는데, 소성을 통해 촉매 성능 향상 및 기계적 안정성을 확보할 수 있었다. 최적의 열처리 조건을 확인하기 위하여, 펠렛형태로 압축성형한 red mud는 머플퍼니스를 이용하여 300, 600, 800 ℃에서 5시간 소성하여 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인하였는데, 기계적 안정성은 증류수에 촉매를 담근 후 초음파 처리 전후 무게 손실률로 확인하였다. 열처리에 따른 촉매성능 및 기계적 안정성을 확인한 결과 800 ℃에서 소성한 촉매(RM 800)가 기계적 안정성은 물론 촉매활성 또한 가장 우수하였다. RM 800 촉매를 사용한 촉매 성능 및 100시간 동안 수행한 내구성 측정 결과 650 ℃에서 1 mol% HFC-134a를 99% 이상 분해하였고, 내구성 측정 기간동안 촉매성능 저하는 관찰할 수 없었다. XRD 분석 결과 800도 소성 후 Ca, Si, 및 Al의 상호작용으로 인해 기계적 강도와 활성 향상에 영향을 미치는 트라이 칼슘알루미네이트와 게레나이트 결정상이 나타났다. 내구성을 측정한 촉매 SEM/EDS 분석 결과 RM 800 촉매는 HFC-134a 분해로 인한 활성물질 저감 및 형상변화가 나타나지 않았다. 본 연구를 통해 산업폐기물인 red mud는 경제성이 매우 높고 분해효율 및 기계적 안정성 또한 매우 높아 폐냉매 처리를 위한 촉매로써 상용화가 가능할 것으로 기대한다.

겨울철 비닐하우스내의 볏짚퇴비더미의 온도변화와 부숙효과 (Effect of Heat Insulation on Decomposition of Ricestraw Pile in the P.E.Film House during Winter Season)

  • 이윤환;김용연
    • 한국토양비료학회지
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    • 제18권1호
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    • pp.27-31
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    • 1985
  • 겨울철 동안 속성퇴비(速成堆肥) 제조(製造)를 위한 P. E. Film House(비닐하우스)를 이용(利用)한 볏짚 부숙(腐熟) 시험(試驗) 결과(結果)는 다음과 같다. 1. 12월(月) 8일(日)부터 3월(月) 8일(日)까지 동계기간(冬季期間)동안의 온도변화(溫度變化)를 보면 비닐하우스 내부(內部)의 최고온도(最高溫度)는 $20^{\circ}C$ 정도(程度)로 $0^{\circ}C$ 내외(內外)인 야외(野外)의 최고온도(最高溫度)에 비(比)해 상당히 높게 유지(維持)되었고 일조(日照)가 양호(良好)할수록 그 차(差)는 더욱 컷다. 또한 비닐하우스 내부(內部)의 최저온도(最低溫度)는 대부분(大部分) 빙점(氷點) 이하(以下)였으나 야외(野外)보다는 $1{\sim}5^{\circ}C$ 정도(程度) 높았으며 일몰후(日沒後)에는 주간(晝間)의 잠열(潛熱)이 그리 많이 축적(蓄積)되지 못했다. 2. 비닐하우스 내(內)에서 볏짚 퇴적물(堆積物)의 전면(全面)비닐피복(被覆)과 상면(上面)비닐피복(被覆) 측면(側面)이엉피복(被覆) 두 처리(處理) 모두 내부(內部)의 최고(最高) 부숙온도(腐熟溫度)가 $70^{\circ}C$를 상회(上回)하나, 전면(全面)비닐피복처리(被覆處理)가 더 높았고 지속기간(持續期間)도 길었으며, 뒤집기를 한 후(後)의 온도(溫度) 재상승(再上昇) 속도(速度)가 빨랐고 최고온도(最高溫度)도 높아 미생물(微生物)의 번식활동(繁殖活動)이 빨리 왕성(旺盛)하게 되어 부숙(腐熟)이 촉진(促進)되는 것 같다. 3. 야외(野外)에서의 두 처리간(處理間) 차이(差異)가 현저(顯著)하여 상면(上面)비닐피복(被覆) 측면(側面)이엉피복(被覆) 처리(處理)는 뒤집기로 인한 열방산(熱放散)으로 퇴적물(堆積物)의 내부온도(內部溫度)가 빙점(氷點)에 머물면서 재상승(再上昇)까지의 기간(期間)이 매우 길어 1월(月)의 경우에는 40일(日)이 소요(所要)된 반면, 전면(全面)비닐피복(被覆)은 뒤집기를 한 직후부터 온도(溫度)가 재상승(再上昇)되었다. 4. 비닐하우스 내(內)에서 부숙처리(腐熟處理)는 3회(回) 뒤집기가 가능(可能)하여 완숙(完熟)에 가까운 부숙(腐熟)을 보였고 특히 전면(全面)비닐피복처리(被覆處理)는 부숙도(腐熟度)가 33%로 거의 완숙퇴비상태(完熟堆肥狀態)를 보였다. 한편 야외(野外)에서는 2회(回)의 뒤집기가 있었지만 부숙촉진효과(腐熟促進效果)는 미미(微微)하였고, 상면(上面)비닐피복(被覆) 측면(側面)이엉피복처리(被覆處理)는 부숙(腐熟)이 지연(遲延)되었다.

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음식물쓰레기 퇴비화시설의 설치 및 운영 현황분석 및 개선방안 (Analysis and Improvement Measures on the Status of the Installation and Operation of Facilities for Recycling Food Waste into Compost)

  • 류지영;공규식;신대윤;배재근
    • 유기물자원화
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    • 제12권3호
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    • pp.95-111
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    • 2004
  • 본 연구는 우리나라에 설치된 공공자원화시설 중에서 일처리용량이 0.5톤 이상인 자원화시설 중 가장 많은 분포를 보이는 퇴비화시설을 중심으로 설치 및 운영상황에 대하여 정밀진단하고 개선방안을 도출하기 위하여 수행되었다. 음식물쓰레기의 반입량을 월평균 및 년 평균값으로 조사한 결과, 월 평균값이 1,101.7톤/일, 년평균값이 930.9톤/일으로 평균계획용량 1,270.9톤/일에 상당량 미달되는 것으로 나타났다. 퇴비화시설의 입지조건도 공장등록이 불가능한 지역에 위치하여 허가를 득하지 못한 경우가 많았다. 퇴비화시설의 가동정지되는 주된 고장원인 기기는 발효시설과 파쇄시설로 나타났으며, 금속류 이물질유입은 파쇄시설의 고장이 주된 원인으로서 고장 및 부식에 대비한 설계가 요구된다. 초기함수율은 50~60%의 수분함량을 지키고 있는 것을 확인 되었으나, 톱밥, 음식물쓰레기, 반송퇴비가 적정하게 혼합되어 초기조건을 만족시킬 필요성이 있는 것으로 조사되었다. 발효시설의 체류시간은 부숙시설 15일, 후부숙조는 21일로서 최소기준이 설정되어 있으나, 일부 시설이 조건을 만족시키지 못하고 있는 것으로부터 시설의 종류에 따라서는 분해에 더 많은 시간이 소요됨으로 시설의 특징을 초기에 잘 파악하여 체류시간을 결정할 필요성이 있다. 퇴비화에 있어서 미생물 산화열에 의하여 발효조가 운영되어 경제성이 확보되어야 하나, 조사에 응한 25개소 중에서 14개소가 발효조에 어떠한 형태이던지 가온을 하고 있는 것으로 조사되었다. 이들 가온 시설은 역으로 미생물의 성장을 억제하여 퇴비화반응을 저해될 수 있는 것으로부터, 퇴비화에 있어서 미생물산화열을 이용하여 가능한 수분을 증발시키는 것을 기본으로 설계되어야 한다. 퇴비의 생산량을 발효조에 투입되는 음식물쓰레기와 부재료의 1일 평균 투입량이 22.8톤이었으며 퇴비로 생산된 량은 7.3톤/일로서 감량율이 68%를 보였다. 생산된 퇴비의 성상을 색상, 분해열의 잔류여부, 냄새 등으로 양질의 여부를 판단한 결과, 퇴비화 시설의 50% 정도는 퇴비화공정이 적정 설치, 운영이 되지 못했다는 것이 밝혀졌다. 생산된 퇴비가 토양에 건전한 형태로 제조되어야 할 것이다.

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에폭시/나일론6 블랜드의 경화 동력학 및 열안정성에 관한 연구 (Studies on Cure Kinetics and Thermal Stability of Epoxy/Nylon 6 Blend)

  • 김동규;김관우;한웅;곽이구;김병주
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.538-542
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    • 2015
  • 본 연구에서는 epoxy (Diglycidylether of bisphenol-A, DGEBA)에 대한 nylon 6의 혼합비가 각각 0, 10, 20, 30, 40 wt%로 블랜딩한 혼합 수지를 시차 주사 열량계(DSC)와 열 중량 분석(TGA)을 사용하여 경화 동력학 및 열안정성에 관하여 연구하였다. 실험 결과, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 최대 발열 온도($T_{max}$)가 낮아지며, 경화 활성화 에너지($E_a$) 값은 감소하였다. 이는, nylon 6의 함량이 증가함에 따라 DGEBA와 결합이 빠르게 이루어져 최대 발열 온도에 영향을 미친다고 판단된다. DGEBA/nylon 6의 TGA 분석 결과 nylon 6의 함량이 증가할수록 열안정지수($A^*{\cdot}K^*$) 및 적분 열분해 진행 온도(IPDT)에 입각한 열안정성이 증가하였다. 이러한 결과는 내열성이 우수한 nylon 6가 DGEBA와 결합하여 DGEBA/nylon 6 내부에 유입되는 열을 흡수하고, 열전달 및 확산을 제어하여 열안정성 인자들의 값이 증가되는 것으로 판단된다.

전통즙장 - 전통 즙장에 대한 연구 - (Traditional Jeupjang - A Study on Traditional Jeupjang (Succulent Jang) -)

  • 안용근;문영자
    • 한국식품영양학회지
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    • 제28권5호
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    • pp.835-848
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    • 2015
  • 즙장은 중국의 조리서에 수록되지 않은 순수 우리나라 속성장으로 많은 종류가 있었으나, 보존성 문제로 대부분 맥이 끊겨서 전해지지 않기 때문에 조선시대 및 1950년 이전 조리서의 즙장을 조사하여 밝혔다. 그 중 가지와 오이 등의 채소를 넣는 즙장은 34 가지, 넣지 않는 즙장은 9가지였다. 즙장의 주재료는 콩과 밀기울이며, 보리, 메밀도 쓰였다. 즙장메주는 빨리 뜨게 하기 위하여 일반메주보다 작게 만들었는데, 작은 알 형태가 가장 많고, 납작하거나 둥근 칼자루 형태도 있다. 즙장은 메주가루를 소금과 물로 이겨서 담그는 것이 가장 많다. 함께 쓰는 것으로는 누룩가루, 밀기울, 밀가루, 술, 말장, 간장, 엿기름, 탁주 등이 있다. 즙장메주는 용기에 넣어서 띄우는 것도 있고, 넣지 않고 띄우는 것도 있는데, 용기는 섬과 둥구미가 가장 많고, 버드나무그릇, 치룽, 독도 사용하며, 즙장메주의 깔개 및 덮개는 닥나무 잎을 가장 많이 사용하고, 그 외에 짚, 북나무잎, 뽕잎, 가랑잎, 솔잎, 콩잎도 사용한다. 즙장은 다른 장과 달리 말똥, 두엄, 풀더미에 묻혀서 이들이 썩으면서 내는 $60{\sim}65^{\circ}C$의 열로 가열하여 숙성시킨다. 즙장은 맥이 끊기거나 쩜장, 지례장, 무장, 빠금장, 막장, 집장, 토장 등의 형태로도 변하였다. 이들 장은 즙장에서 사용하지 않는 쌀, 엿기름, 고춧가루 등을 사용하고 있는 점에서 다르다.

섬유소분해(纖維素分解)의 미생물학적(微生物學的) 연구(硏究) - 제1보(第一報). 섬유소분해(纖維素分解) 미생물(微生物)의 분리(分離) 및 효소특성연구(醉素特性硏究) - (Studies on the Microbial Decomposition of Cellulosic Materials - Part Ⅰ. Isolation of Cellulase-producing Microorganisms and Characterization of the Enzyme Activities -)

  • 김교창;김치경;김창한
    • Applied Biological Chemistry
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    • 제24권2호
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    • pp.85-93
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    • 1981
  • 섬유소(纖維素)를 이용(利用)하기 위한 기초연구(基礎硏究)로서 섬유소분해능(纖維素分解能)이 우수(優秀)한 균주(菌株)를 분리(分離)하여 동정(同定)한 결과(結果) Trichoderma spp.로 추정하였으며 사용된 섬유소 기질(基質)은 볏짚을 용제(溶劑)로 전처리(前處理)한 것과 여기에 산, 가열처리(加熱處理)를 더 가(加)한 것을 사용(使用)하였으며 이 미생물(微生物)에 의(依)하여 전처리 및 산 가열처리(加熱處理)에서 생성되는 섬유소 분해 효소(酵素)를 시험한 결과(結果) 0.1% $H_2SO_4$, $120^{\circ}C$, 한시간동안 처리한 것을 기질(基質)로 하였을 때 효소활성(酵素活性)이 높았다. 또한 pH 5.0, 5일(日) 배양(培養)에서 효소활성(酵素活性)이 증가(增加)하였으며 요소첨가시 20%. 인산칼륨첨가시 21%, 육류추출물첨가시 25%, 감귤피첨가시 19%의 증가(增加)를 나타냈다. 48시간(時間) 효소반응(酵素反應)을 시켰을 때 전처리기질(前處理基質)보다 산(酸), 가열처리기질(加熱處理基質)이 효소활성(酵素活性)이 높았으며 24시간후(時間後)에는 활성(活性)이 완만하였다.

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Li2ZrO3로 CO2 제거시 알칼리 첨가제 효과 (Effects of Alkaline Additives on CO2 Removal by Li2ZrO3)

  • 박주원;강동환;조영도;유경선;이재구;김재호;한춘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권5호
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    • pp.535-539
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    • 2006
  • 가연성 폐기물 가스화반응으로 생성되는 합성가스내의 $CO_2$ 제거반응에서 $Li_2ZrO_3$와 알칼리염 첨가제의 효과를 열중량 분석기를 이용하여 그 특성을 연구하였다. $Li_2ZrO_3$는 고체상태의 $ZrO_2$$Li_2CO_3$를 합성하여 제조하였고, 반응성향상을 위하여 $K_2CO_3$, $Na_2CO_3$, NaCl, LiCl 등의 알칼리염을 첨가한 후 열처리하여 사용하였다. 첨가한 알칼리염에 따른 반응성 향상은 $K_2CO_3>NaCl>LiCl>Na_2CO_3$ 순으로 나타났고 이는 $Li_2CO_3$의 partial melting에 기인한 것으로 사료된다. 반응 시료의 SEM 분석 결과 용융상태의 존재를 확인할 수 있었고, XRD를 통해 첨가된 알칼리염들의 화학적 성분 변화는 일어나지 않는 것으로 확인되었다. NaCl을 사용한 경우 반응 초기에 60분 정도의 유도시간이 발생하였으며, $Na_2CO_3$가 첨가된 경우 $700{\sim}750^{\circ}C$에서도 $Li_2ZrO_3$$CO_2$ 제거반응에 의해 생성된 $Li_2CO_3$의 분해가 유도되지 않아 반응성 감소현상이 나타나지 않았다.

강황 (Curcuma longa L.) 색소의 정량 및 안정성 (Quantitative Determination and Stability of Curcuminoid Pigments from Turmeric (Curcuma longa L.) Root)

  • 김관수;정명근;박시형
    • 한국작물학회지
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    • 제50권spc1호
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    • pp.211-215
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    • 2005
  • 강황 (Curcuma longa L.) 색소의 curcuminoid 성분인 curcumin (CUR), demethoxycurcumin (DEM), bisdemethoxy-curcumin (BIS)의 정량분석을 위해 유의성있는 검량선$(r^2=0.9999**)$을 작성하였다. 사용된 HPLC는 역상칼럼을 장착하고 420nm의 UV 검출조건, 그리고 이동상으로 acetonitrile: $0.1\%$ acetic acid /water의 50 : 50 혼합용액을 이용하는 조건으로 분석조건이 확립되었다. 국내 6개 지역에서 재배된 강황들의 색소성분 함량분석 결과, CUR가 91.6mg/g으로 가장 높았으며 DEM은 56.9 mg/g이고 BIS는 23.0 mg/g으로 가장 낮게 나타났으며 총량은 평균 171.5 mg/g이었다. 강황 색소추출물의 저장시기별 색소성분의 함량 변화를 조사한 결과 $-20^{\circ}C$ 냉동저장은 거의 손실이 없었으나 상온저장은 60일 이후 급격한 감소율을 보였다. 저장 90일째의 색소성분은 암조건에서 약 $50\%$, 명조건에서 약 $30\%$만이 남아 있어 curcuminoid색소성분은 빛과 온도에 의해 분해가 촉진되는 것을 알 수 있었다.

ZnO-Fe2O3 복합금속 산화물을 이용한 고온에서의 황화수소 제거에 관한 연구 (High Temperature Desulfurization over ZnO-Fe2O3 Mixed Metal Oxide Sorbent)

  • 이재복;이영수;류경옥
    • 한국환경보건학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.62-67
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    • 1994
  • ZnO-$Fe_2O_3$ 복합금속 산화물 흡착제가 황화수소 제거능이나 황화된 흡착제의 산화적 재생반응에 미치는 영향을 고찰하였다. Zinc ferrite 흡착제가 가장 높은 황화수소 제거능을 나타내었고 혼합한 $Fe_2O_3$ 흡착제는 황화반응 도중 H$_2$S의 생성을 촉진시킴을 알 수 있었다. 또한 황화반응의 결과로 생성되는 금속황화물들이 H$_2$S 열분해의 촉매로 작용하였으며 H$_2$$Fe_2O_3$의 함량이 증가할수록 더 많이 발생하였다. 산화적 재생반응의 결과로부터 ZnS를 제외하고 $Fe_2O_3$를 혼합한 흡착제는 모두 잘 재생됨을 알 수 있었다. 또한 산화적 재생반응 도중 생성될 수 있다고 보고된 zinc sulfate는 생성되지 않았다. 그리고 SO$_2$ 발생 곡선의 형태나 완전재생에 소요되는 시간을 기준으로 판단해 볼 때 $Fe_2O_3$의 혼합량의 변화는 산화적 재생반응에 별다른 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

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폐 농업용 비닐 수지에서 연료유 생성을 위한 원료 수지의 열분해 반응에서 제올라이트계 촉매의 영향 (The Effects of Zeolite-Type Catalysts on the Pyrolysis Reaction of Raw Material Resin to Produce Fuel-Oil from Waste Vinyl)

  • 박영철;최주홍;조태호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제47권3호
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    • pp.303-309
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    • 2009
  • 폐 농업용 비닐을 이용한 연료유 생산 공정을 위한 저밀도폴리에틸렌(LDPE)과 에틸렌비닐아세테이트(EVA) 수지에 대한 열분해 반응 실험을 하였다. 질소 분위기에서 상온에서 $650^{\circ}C$까지의 비등온 조건에서의 열분석기(열중량분석기, 시차주사열량계)와 $420^{\circ}C$의 배치형 반응기에서 무촉매 반응과 천연제올라이트, FCC 촉매, 폐 FCC 촉매, 중국 촉매(촉매 A) 등의 제올라이트계 촉매를 사용한 열분해가 행하여졌다. TGA 실험에서 무적제가 첨가된 EVA 수지는 열분해 개시 온도가 $250^{\circ}C$ 근처로 매우 낮아졌으나, 황토와 장수제 첨가는 열분해를 다소 지연시켰다. LDPE에서 제올라이트 계열 촉매는 촉매 A>폐 FCC 촉매>천연제올라이트>LDPE의 순으로 열분해 반응속도를 높이는데 유효하였다. EVA에서 제올라이트 계열 촉매 첨가 시는 폐 FCC 촉매>천연제올라이트>촉매 A>EVA 수지의 순으로 열분해 반응을 촉진시켰다. DSC 실험에서 제올라이트 계열 촉매 첨가 시 촉매 A>폐 FCC 촉매>천연제올라이트>LDPE의 순으로 융해개시 온도와 열분해열이 낮아졌다. 회분식 실험에서 천연제올라이트 첨가 시 시료 중 가장 높은 액상의 연료유 생성수율을 얻었다.