새로 합성한 N-benzylisonitrosoacetylacetone imine(CH3-CO-CNOH-CNCH2${\phi}$-CH3, 이하 H-IAA-NBz)을 리간드로 하는 Nickel(Ⅱ) 착물을 합성하고, 원소분석, 적외선흡수스펙트럼, 핵자기공명스펙트럼, 전자스펙트럼 및 질량스펙트럼등 분광학적인 자료와 자기모멘트 측정으로부터 구조를 구명하였다. 이 착물은 상온에서 매우 안정하며, cis-형 및 trans-형의 기하이성질체가 존재한다. Nickel 이온과 리간드로 1 : 2로 결합한다. 결합된 두 리간드 중 한쪽 리간드는 isonitroso기의 질소원자와 이민의 질소원자가 Nickel(Ⅱ) 이온과 결합하여 5원고리를, 다른쪽 리간드는 isoniroso기의 산소원자와 이민의 질소원자가 Nickel(Ⅱ)이온과 결합하여 6원고리를 형성하여 4각평면구조를 만들고 있다.
A diode laser sensor system based on absorption spectroscopy techniques has been developed to measure $CO_2$ concentration and temperature non-intrusively in high temperature combustion environments using a 2.0 ${\mu}m$ DFB(Distributed Feedback) laser. Two optics was fabricated in pig-tail fashion and all optical components were implemented in a single box. The evolution of measurement sensitivity was done using test cell by changing sweep frequency and $CO_2$ concentration. Gas temperature was determined from the ratio of integrated line strengths. Species concentration was determined from the integrated line intensity and the measured temperature. The result show that the system has 2% error in wide operation frequency range and accuracy of $CO_2$ concentration was about 3%. The system was applied to measure temperature and concentration in the combustion region of a premixed $CH_4$ +air triangular flame. The measurement results of gas temperature agreed well with thermocouple results. Many considerations were taken into account to reduce optical noise, etalon effect, beam steering and base line matching problem. The evaluations results and actual combustion measurement demonstrate the practical and applicability for in-situ and real time combustion monitoring in a practical system.
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.
수소 스테이션의 수소분리정제를 위한 Compact 형 PSA를 연구하였다. 수소 스테이션의 공정과정 중에서 수소 분리를 위한 PSA 장치는 에너지효율면에서 장점을 가지고 있지만 부피가 커서 많은 부지를 차지하는 단점이 있다. 수소 PSA의 이러한 단점을 줄이기 위하여 하나의 흡착탑 안에 다른 흡착탑을 넣는 Dual bed 형태의 Compact형 수소 PSA공정을 연구하였다. Compact형 수소 PSA는 하나의 bed안에 다른 하나의 bed를 넣음으로써 시스템이 차지하는 부피를 줄이는 한편, inner bed와 outer bed사이의 열교환 효과가 나타나기 때문에 그 효율을 높일 수가 있다. Compact형 Dual bed는 활성탄으로 충진하였고 공급 기체로는 4성분 수소 혼합물 ($H_2/CO/CH_4/CO_2$, 69:2:3:26 vol.%)를 사용하였다. 흡착탑의 동특성을 알아보기 위하여 공급유량 7LPM, 흡착압력 9atm의 조건으로 파괴 실험을 수행하였다. 또한, Compact형 흡착탑의 열교환 효과가 PSA공정에 미치는 영향을 보고자 한 쪽 탑에서 흡착을 할 때, 다른 탑에서 탈착이 일어나는 실험을 하였다. 그리고 P/F ratio에 따라 Compact형 PSA 공정 실험을 하고 Compact형 흡착탑과 같은 부피의 일반 두 탑 PSA 공정을 시뮬레이션 값과 비교함으로써 Compact형 PSA의 성능을 알아 보았다. 그 결과 Dual bed PSA는 작은 부피를 차지하는 장점뿐만 아니라 열적 효과로 인하여 기존의 단일 흡착탑 PSA에 비하여 보다 높은 효율을 나타내면서 우수한 수소 분리 성능을 보여주었다.
The major greenhouse gases (GHGs) in agricultural sector are methane ($CH_4$), nitrous oxide ($N_2O$), carbon dioxide ($CO_2$). GHGs emissions are estimated by pertinent source category in a guideline book from Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) such as methane from rice paddy, nitrous oxide from agricultural soil and crop residue burning. The methods for estimation GHGs emissions in agricultural sector are based on 1996 and 2006 IPCC guideline, 2000 and 2003 Good Practice Guidance. In general, GHG emissions were calculated by multiplying the activity data by emission factor. The total GHGs emission is $10,863Gg\;CO_2-eq$. from crop cultivation in agricultural sector in 2013. The emission is divided by the ratio of greenhouse gases that methane and nitrous oxide are 64% and 34%, respectively. Each gas emission according to the source categories is $7,000Gg\;CO_2-eq$. from rice paddy field, $3,897Gg\;CO_2-eq$. from agricultural soil, and $21Gg\;CO_2-eq$. from field burning, respectively. The GHGs emission in agricultural sector had been gradually decreased from 1990 to 2013 because of the reduction of cultivation. In order to compare with indirect emissions from agricultural soil, each emission was calculated using IPCC default factors (D) and country specific emission factors (CS). Nitrous oxide emission by CS applied in indirect emission, as nitrogen leaching and run off, was lower about 50% than that by D.
본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al2O3 및 Ni-CeO2 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH4:CO2:H2O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h-1 gcat-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al2O3 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.
본 연구에서는 국내에서 이용되는 호밀의 조사료 가공방법에 따른 영양소 함량, 반추위 내 소화율, 발효특성 및 온실가스 발생량을 평가하기 위해 수행되었다. 출수기에 수확한 호밀은 청초, 건초 및 사일리지로 제조하여 시험에 이용하였다. 조단백질, 조회분 및 ADF 함량은 사일리지에서 가장 높았고, 청초에서 가장 낮았다. NFC 함량과 RFV는 청초에서 가장 높았고, 사일리지에서는 가장 낮았다. 한편 호밀 조사료를 72시간 동안 한우의 반추위 내에서 in vitro 발효하였을 때, IVDMD는 청초가 건초와 사일리지에 비해 높았으나, IVNDFD 소화율은 시험구간 차이가 없었다. 반추위 내 propionate 함량이 사일리지에서 가장 높았으며, 이로 인해 A:P ratio는 가장 낮았다. IVDMD 기준 total gas와 CH4 발생량은 사일리지가 가장 낮았으며, CO2 발생량은 생초가 낮았다. 한편 IVNDFD 기준 total gas, CO2 및 CH4 발생량은 사일리지가 가장 낮았다. 이상의 결과에서, 호밀은 사일리지로 제조하는 것이 온실가스 저감에서 유리할 것으로 사료된다.
Experiments in low strain rate methane-air counterflow diffusion flames diluted with $CO_2$ have been conducted to investigate the flame extinction behavior and edge flame oscillation in which flame length is less than the burner diameter and thus lateral conductive heat loss in addition to radiative loss could be remarkable at low global strain rates. The critical mole fraction at flame extinction is examined in terms of velocity ratio and global strain rate. It is seen that flame length is closely relevant to lateral heat loss, and this sheets flame extinction and edge flame oscillation considerably. Lateral heat loss causes flame oscillation even at fuel Lewis number less than unity. Edge flame oscillations are categorized into three: a growing-, a harmonic- and a decaying-oscillation mode. Onset conditions of the edge flame oscillation and the relevant modes are examined with global strain rate and $CO_2$ mole fraction in fuel stream. A flame stability map based on the flame oscillation modes is also provided at low strain rate flames.
In this study, the reducing agent hydrazine and precipitator NaOH were used with $NiCl_2$ as a starting material in order to compound Ni-based material with spherical nano characteristics; resulting material was used as an anode for SOFC. Synthetic temperature, pH, and solvent amounts were experimentally optimized and the synthesis conditions were confirmed. Also, a 0 ~ 0.15 mole ratio of metal(Co, Fe) was alloyed in order to increase the catalyst activation performance of Ni and finally, spherical nano $Ni_{(1-x)}-M_{(x=0{\sim}0.15)}$(M = Co, Fe) alloy materials were compounded. In order to evaluate the catalyst activation for hydrocarbon fuel, fuel gas(10%/$CH_4$+10%/Air) was added and the responding gas was analyzed with GC(Gas Chromatography). Catalyst activation improvement was confirmed from the 3% hydrogen selectivity and 2.4% methane conversion rate in $Ni_{0.95}-Co_{0.05}$ alloy; those values were 4.4% and 19%, respectively, in $Ni_{0.95}-Fe_{0.05}$ alloy.
A tubular packed bed reactor for the steam-$CO_2$ combined reforming of natural gas to produce the synthesis gas of a target $H_2/CO$ ratio 2.0 was simulated. The effects of the reactor dimension, the feed gas composition, and the gas feeding temperature upon the possibility of coke formation across the catalyst bed were investigated. For this purpose, 2-dimensional heterogeneous reactor model was used to determine the local gas concentrations and temperatures over the catalyst bed. The thermodynamic potential distribution of coke formation was determined by comparing the extent of reaction with the equilibrium constant given by the reaction, $CH_4+2CO{\Leftrightarrow}3C+2H_2O$. The simulation showed that catalysts packed in the central region nearer the entrance of the reactor were more prone to coking because of the regional characteristics of lower temperature, lower concentration of $H_2O$, and higher concentration of CO. With the higher feeding temperature, the feed gas composition of the increased $H_2O$ and correspondingly decreased $CO_2$, or the decrease in the reactor diameter, the volume fraction of the catalyst bed subsequent to coking could be diminished. Throughout the simulation, reactor dimension and reaction condition for coking-free operation were suggested.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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