• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.711-711
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• 2009

Global warming has been widely recognized as a serious problem threatening the future of human beings. It is caused by the buildup in the atmosphere of greenhouse gases, such as carbon dioxide, methane, hydrofluorocarbons (HFCs), and sulfur hexafluoride (SF6). Particularly, SF6 has extremely high global warming potential compare to those of other global warming gases. One option for mitigating this greenhouse gas is the development of an effective process for capturing and separating these gases from anthropogenic sources. In general, gas hydrates can be formed under high pressure and low temperature. However, SF6 gas is known to form hydrate under relatively milder conditions. Therefore, technological and economical effects could be expected for the separation of SF6 gas from waste gas mixtures. In this study, we carried out morphological study for the SF6 hydrate crystals to understand its formation and growth mechanisms. The observations were made in high-pressure optical cell charged with liquid water and SF6 gas at constant pressure and temperature. Initially SF6 hydrate formed at the surface between gas and liquid regions, and then subsequent dendrite crystals grew at the wall above the gas/water interface. The visual observations of crystal nucleation, migration, growth and interference were reported. The detailed growth characteristics of SF6 hydrate crystals were discussed in this study.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.220-222
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• 2008

가스하이드레이트는 물분자들의 수소결합에 의하여 입체 그물구조를 만들게 되면 그 그물구조의 공동(Cavity) 내에 크기가 작은 가스 분자들이 포획되면서 형성되는 결정체이다. 이러한 원리로 포획되어질 수 있는 가스는 130여종에 이른다. 포획가능한 가스 분자들 중 $SF_6$의 경우 보다 쉬운 조건에서 하이드레이트 형성이 되는 점을 이용하여 $SF_6$의 분리 회수에 하이드레이트의 형성 원리를 적용하고자 하였다. 이를 위하여 본 연구에서는 압력조건과 조성변화를 달리하여 $SF_6$ 하이드레이트 형성 특성을 관찰하였다. 본 연구에서 하이드레이트 결정 형성 특성 및 형성 속도에 대한 실험과 분석을 통한 결과를 확보함으로써 향후 $SF_6$ 하이드레이트의 생산, 저장, 회수, 분리 등의 설계의 기본자료로 사용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.485-488
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• 2007

$SF_6$(sulfur hexafluoride)는 뛰어난 단열 및 아크방지능력(arc-extinguishingproperty)으로 인해, 전력용 변압기의 절연가스와 반도체${\cdot}$액정용 플라즈마 CVD로의 cleaning gas, 주물공장 covering gas 등으로 사용되고 있다. 하지만, $SF_6$의 지구온난화지수(global warming potential)는 $CO_2$대비 23,900배가 높아 기후변화에 미치는 영향이 $CO_2$보다 훨씬 크고, 대기 중 분해되지 않고 잔존하는 기간이 $CH_4$ 10년, $CO_2$ 및 CFCs는 100년으로 추정되는데 반해, $SF_6$는 3,200년으로 연간방출양이 작더라도 오랜 기간 누적되면 그 파장이 클 것으로 사료된다. 대부분의 가스 하이드레이트(고상결정상태)는 고압, 저온에서 형성가능 하지만, 불화가스에 대해서는 쉽게 결정화가 일어난다. $SF_6$는 3$^{\circ}C$, 2기압에서 고밀도 고상화가 되기 때문에 여러 기체와 흔합되어 있는 경우 $SF_6$만을 압축된 고상 결정상태를 형성, $SF_6$를 회수, 정제할 수 있으므로 불화가스 분리${\cdot}$회수에 기술적, 경제적 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는 하이드레이트 촉진제로서 계면활성제(promoter) 첨가에 따른 $SF_6$ 하이드레이트 형성 및 해리과정 실험을 통해 효율적인 $SF_6$ 저감에 관한 적용기술을 연구해 보았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권2호
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• pp.85-92
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• 2010

$SF_6$ 가스는 아크방지능력과 절연 특성이 탁월하기 때문에 단열, 세척, 차폐등과 같은 여러 공업적인 영역에서 널리 사용되고 있다. 그러나 $SF_6$의 지구온난화지수는 $CO_2$의 23,900배에 달하며 3,200년 이상 공기중에 잔존한다. 이러한 이유로 하이드레이트 형성 원리를 이용하여 복합 가스에서 $SF_6$를 분리해 내는 방법이 기술적, 경제적인 면에 영향을 끼칠 것이다. 본 연구에서 $SF_6$ 하이드레이트 결정의 형성과 성장에 대한 이해를 위하여 형태학적 분석을 수행하였다. $SF_6$ 하이드레이트 필름은 용액과 기상의 계면에서 먼저 생성되었고, 이후에 수지상 가지의 형태로 성장하는 것이 관찰 되었다. 수지상 성장 결정은 기상의 방향으로 성장하였는데 이것은 객체 분자의 농도 차이에 근거한 것으로 사료된다. 본 연구에서는 기/액 계면에서의 핵생성, 유동, 성장과 같은 $SF_6$ 하이드레이트 결정의 형태학적 특성에 대하여 기술하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.122.2-122.2
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• 2011

Sulfur hexafluoride ($SF_6$), one of the most potent greenhouse gases, is known as a hydrate former and has been studied at the high pressure up to 1.3 GPa with gas mixtures and with aqueous surfactant. Since we regard $SF_6$ as a potential promoter molecule that can stabilize hydrate structure more effectively compare to the other promoters, further investigation is required to verify the stabilizing ability of $SF_6$ in the hydrate structure. However, the insoluble nature of $SF_6$ in water or gases hinders fine scale analyses. This work discusses the data obtained by using molecular dynamics simulations of structure II (sII) clathrate hydrates containing $SF_6$ and $H_2$. The simulations were performed using the TIP4P/Ice model for water molecule and a previously reported $SF_6$ molecular model (optimized at the pure $SF_6$ single phase system (Olivet and Vega, 2007)), and a $H_2$ molecular model (adapted from the THF+$H_2$ hydrate system (Alavi et al., 2006)). The simulations are performed to observe the stability of $SF_6$ and $H_2$ in the sII clathrate hydrate system with varying temperature and pressure conditions and occupancies of $SF_6$ and $H_2$, which cannot be easily tuned experimentally. We observe that stability of H2 enclathrated in the hydrate structure more affected by the occupancy of $SF_6$ molecules and temperature than pressure, which ranges from 1 to 100 bar.

• 한국재료학회지
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• 제18권2호
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• pp.73-76
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• 2008

[ $SF_6$ ] gas has been widely used as an insulating, cleaning and covering gas due to its outstanding insulating feature and because of its inert properties. However, the global warming potential of $SF_6$ gas is extremely high relative to typical global warming gases such as $CO_2$, CFCs, and $CH_4$. For these reasons, it is necessary to separate and collect waste $SF_6$ gas. In this study, the effects of a surfactant (Tween) on the formation rate of $SF_6$ gas hydrates were investigated. The $SF_6$ gas hydrate formation rate increased with the addition of Tween and showed a nearly 6.5 times faster hydrate formation rate with an addition of 0.2 wt.% Tween compared to an addition of pure water. This is believed to be due to the increased solubility of $SF_6$ gas with the addition of the surfactant. It was also found that $SF_6$ gas hydrate in the surfactant solution showed two-stage hydrate formation rates with a formation rate that increased rapidly in the 2nd stage.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.228-236
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• 2009

본 연구에서는 $SF_6$ 가스 포접 하이드레이트 결정이 생성되고 성장하는 메커니즘의 특성을 기술하였다. 실험은 일정한 압력과 온도에서 2상 실험($SF_6$ 기상/수용액상)과 3상 실험($SF_6$ 기상/수용액상/$SF_6$ 액상)의 서로 다른 두 가지 상 조건에서 이루어졌다. 두 조건 모두 기체 영역과 수용액 영역 사이의 경계면에서 하이드레이트 결정의 수지상이 섬유상 형태로 상향 성장하는 거동을 보였다. 3상 실험의 경우 하이드레이트 생성이 진행됨에 따라, 반응기 내부압의 감소로$SF_6$ 액상에서 생성된 기포가 기체와 수용액 계면의 막에 도달하여 기포의 표면이 하이드레이트로 전환되었다. 본 논문에서는 결정의 핵생성과 이동, 성장, 간섭을 중심으로 $SF_6$ 가스하이드레이트 결정의 성장 특성을 기술하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.223-225
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• 2008

하이드레이트는 저온.고압에서 저분자량의 게스트(guest)가 호스트(host)인 물분자 속에 포획되어 만들어지는데 일련의 과정은 물리적 반응을 통해 생성된다.본 연구에서는$CO_2$보다 지구온난화지수(Global Warming Potential)가 23,900배 높은 $SF_6$의 회수 및 정제기술로써 하이드레이트화를 이용하는 신기술 개발의 일환으로 분광학적 접근을 통해 $SF_6$ 혼합 하이드레이트의 정성 및 정량분석을 수행하였다. Raman Shift 분석 결과 $SF_6$의 $770cm^{-1}$에서 $v_1$ 진동주파수를 확인함으로써 하이드레이트 내 $SF_6$가 안정적으로 포집됨을 확인하였고 혼합가스 내 $SF_6$ 농도별로 만들어진 샘플의 Raman Shift를 통해서 $SF_6$의 하이드레이트 전환율을 가늠할 수 있었다.