• 공업화학
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• 제22권5호
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• pp.555-561
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• 2011

본 연구에서는 연소 배기가스로부터 포집된 이산화탄소를 다시 일산화탄소 또는 탄소로 전환하여 산업에 다시 활용하고자 하는 탄소순환형 기술개발이 목적이다. 그러나 이산화탄소는 안정한 화합물로 쉽게 분해되지 않기 때문에 적합한 금속계 산화물(활성화제)이 필요하며, 가능한 낮은 온도에서 분해되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 Zn계 페라이트를 사용하여 $CO_2$를 $500^{\circ}C$의 온도에서 CO나 C로 전환할 수 있는 금속계 산화물을 수열합성과 고상법을 이용하여 제조하였다. 이산화탄소의 분해 특성을 실험하기 위해 TPR/TPO 장치와 TGA분석장비를 사용하였다. 수소에 의한 환원곡선 면적과 $CO_2$에 의한 흡착분해 곡선면적을 측정한 결과 ZnO가 5 wt% 포함되어 있는 Zn 페라이트가 가장 크게 나타났다. 또한 수소에 의한 흡착환원이 26.53 wt% 발생하였고, $CO_2$에 의한 산화량도 25.73 wt%로 가장 높게 나타났다. 이산화탄소의 흡착특성이 높지는 않았지만 분해효율이 96.98%로 우수한 산화 환원 특성을 나타내었다.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2015년도 제51회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.65-68
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• 2015

Agreeable to the latest enviromental problem, CCS(Carbon Capture&Storage) technology is more significant. As these issues, Oxy-Combustion is one of the technology that realize the CCS technology and large scale field test proceeding at other places. The aims of this research were to evaluate the combustion characteristics of pressurized oxy-combusition that is attract attention as the next generation power plant. The experiments were conducted using a laboratory-scale pressuized oxy-combustor. The fuel used was low calorific value syn-gas that is mainly composed of CO(60%), $H_2$(27%). The burner was used co-axial burner, to investigate combustion characteristics, temperature in the reactor and the flue gas compositions were measured.

• 멤브레인
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• 제26권5호
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• pp.381-390
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• 2016

본 연구에서는 고순도의 모데나이트(Mordenite) 입자를 합성하기 위하여 천연 제올라이트를 시드로 사용하여 시드의 농도 및 수열합성 시간에 따른 천연 제올라이트 시드가 합성에 미치는 영향을 고찰하였다. 그 결과 시드가 입자의 형성에 큰 영향을 끼치는 것을 확인할 수 있었고 시드를 3 g/100 g batch 주입하여 $140^{\circ}C$에서 72시간 동안 수열합성을 진행하였을 때 $1-2{\mu}m$ 사이즈의 고순도 모데나이트 입자를 합성할 수 있었다. 이를 통해 모데나이트 입자의 성장 기구를 규명할 수 있었으며, 모데나이트 입자 형성에 있어 시드는 첫째, 구형 모데나이트 전구체 형성 자리 공급의 역할과, 둘째 모데나이트 원료 물질 소스 역할을 한다는 것을 알 수 있었다. 합성된 모데나이트 입자의 가스 흡착량 분석 결과 $CO_2$ 기체의 흡착량이 97.19 mg/g로 다른 가스들에 비해 비교적 높은 흡착성능을 보였으며, $CO_2/H_2$의 선택도가 가장 우수한 것으로 나타났다. 따라서 이러한 결과들을 바탕으로 용도에 맞는 고순도 상의 모데나이트 입자를 합성할 수 있음을 확인하였고 보다 낮은 가격으로 우수한 분리성능을 갖는 분리막 소재개발에 활용할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.45-48
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• 2007

Thermochemical 2-step methane reforming, involving the reduction of metal oxide with methane to produce syn-gas and the oxidation of the reduced metal oxide with water to produce pure hydrogen, was investigated on ferrite-based metal oxide mediums and $WO_{3}/ZrO_{2}$. Thermochemical 2-step methane reforming were accomplished at 900 $^{\circ}C$(syn-gas production step) and 800 $^{\circ}C$(water-splitting step). In syn-gas production step, it appeared carbon deposition on metal oxides with increasing react ion time. Various mediums showed the different starting point of carbon deposition each other. To minimize the carbon deposition, the reaction time was controlled before the starting point of carbon deposition. As a result, $CO_{x}$ were not evolved in water-splitting step, Among the various metal oxides, $Mn-ferrite/ZrO_{2}$ showed high reactivity, proper $H_{2}/CO$ ratio, high selectivity of undesired $CO_{2}$ and high evolution of $H_{2}$.

• 한국농공학회논문집
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• 제53권6호
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• pp.17-22
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• 2011

Biomass gasification provides synthesis gas or syngas that can be used for internal combustion engines as fuel or chemical synthesis as feedstock. Among different types of gasifiers, downdraft gasifier can produce relatively clean syngas with lower tar contents. In this study, a downdraft gasifier was fabricated with 150 mm of hearth diameter to gasify woodchip that is commercially available in this country. After drying woodchip to about 20 %, gasification experiments were conducted measuring temperature, pressure, air and gas flow rates. The volumetric concentrations of CO, $H_2$, $CO_2$, $CH_4$ were 10.7~14.5, 16.5~21.4, 12.5~16.6, and 2.3~2.9, respectively. They were overall within the ranges of the results that the previous studies showed. However, CO concentration was relatively lower and H2 was slightly higher than those from other studies. It seemed that water gas shift reaction was occurred due to the moisture in the fuel woodchip. Additional drying process coupled with syngas cooling would be required to improve the overall efficiency and syngas quality.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.317-321
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• 1998

수열 방법으로 합성한 기체 분리용 제올라이트 흡착제의 분자체 및 이온교환 특성을 파악하기 위하여 KCl, $CaCl_2$, $YCl_3$ 그리고 $InCl_3$으로 제올라이트에 함유된 Na 이온을 치환시켰다. 치환시킨 X형 제올라이트를 $25^{\circ}C$에서 $CO_2$가스로 그리고 합성 제올라이트에 대하여 $O_2$, $N_2$가스로 부피법 장치를 통해 평형 흡착 특성을 각각 비교하였다. 측정결과를 Freundlich, Langmuir 그리고 Toth형 model 식을 이용하여 변수를 파악하였으며, 제올라이트의 $CO_2-PSA$ 흡착공정에 적용가능성을 측정하기 위하여 흡착파괴실험을 실시하고, 이를 PSA 공정 simulation에 적용하였다. 여기서 X형 제올라이트는 공정 배가스에서 $CO_2$회수에 적합한 흡착제로 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.543-549
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• 1997

니켈(Ni)이 담지된 촉매상에서 이산화탄소와 부탄의 직접반응에 의한 합성가스와 탄화수소화합물의 생성을 검토하였다. $CO_2$와 $C_4H_{10}$의 반응에서 니켈 담지촉매는 백금 담지촉매와 유사한 활성을 나타내었으며, 부탄의 탈수소에 따큰 코크의 누적이 현저하게 나타났다. 담체로 알루미나나 Y형 제올라이트를 사용하면 일산화탄소와 수소가 주생성물이었다. 반면에 니켈을 ZSM-5형 제올라이트에 담지한 경우에는 생성물 중에 다량의 방향족화합물이 얻어졌다. Ni/ZSM-5, Ni/NaY 및 Ni/알루미나 촉매상에서 반응물 중의 이산화탄소/부탄 몰비의 증가와 함께이산화탄소의 전환율도 증가하다가 2이상에서 다시 감소하였다. 담체로 ZSM-5를 사용하고 이에 담지되는 니켈의 양을 다르게 하였을 때, 반응물의 전환율은 니켈금속의 담지량이 5wt% 부근에서 가장 높았다. 코크가 누적된 촉매상에 $CO_2$ 가스나 수증기를 흘리면 코크의 양은 감소하였다. 촉매상에 누적된 코크는 활성이 높은 상태로 결합되어 있으며, 표면의 활성탄소는 반응의 중요한 중간체로 작용하는 것으로 해석된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.559-564
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• 2019

본 연구는 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 전기방사공정 및 후 열처리 공정을 통해 합성했다. 용액에 polystyrene (PS) 나노비드를 첨가하여 방사된 섬유는 열처리 과정을 통해 PS가 제거됨으로써 구조체 내 기공이 균일하게 생성되었으며 이는 구조체 내로 열 전달 및 가스의 침투를 원활히 함으로써 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유가 합성될 수 있었다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 300 사이클 동안 $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$)의 높은 가역 용량을 유지했다. 반면 $ZnCo_2O_4$ 나노 분말은 300 사이클 후 $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$)의 방전 용량을 나타냈다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유의 우수한 리튬 저장 특성은 중공 구조 및 섬유 표면을 구성하는 $ZnCo_2O_4$ 나노결정에 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 계층적 구조를 갖는 중공형 나노 섬유 구조체는 다양한 금속 산화물로 확장 적용이 가능하며 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.56-62
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• 2008

A synthetic gas reformed from hydrocarbon-based fuels consists of $H_2$, CO and $N_2$. Hydrogen contained in the synthetic gas is a very useful species in chemical processes, due to its wide flammability range and fast burning speed. The ESGI (Exhaust Synthetic Gas Injection) technology is developed to shorten the light-off time of three way catalysts through combustion of the synthetic gas in the exhaust manifold during the cold start period of SI engines. Before the ESGI technology is applied to the test engine, the authors set a test rig that consists of gas temperature and composition controllers, an exhaust pulse generator and an exhaust manifold with a visualization window, in order to optimize the point and conditions of injection of the synthetic gas. Through measuring burned gas temperatures and taking photographs of synthetic gas combustion at the outlet of the exhaust manifold, the authors tried to find the optimal injection point and conditions. Analysis of burned gas composition has been performed for various $O_2$ concentrations. As a result, when the synthetic gas is injected at the port outlet of the cylinder No. 4 and $O_2$ concentration exceeds 4%, combustion of the synthetic gas is strong and effective in the exhaust manifold.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.1027-1031
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• 2011

온실가스 가운데 하나인 이산화탄소를 활용하기 위한 연구의 일환으로 프로필렌옥사이드와 사이클로헥신옥사이드, 그리고 이산화탄소를 원료로 하고 zinc glutarate를 촉매로 하여 여러가지 조성의 삼원공중합체가 합성되었다. 이고분자는 FT-IR, $^1H$-NMR, DSC을 이용하여 분석되었고, 이들의 유리전이온도는 poly(alkylene carbonate)의 두성분의 질량비와 일정한 관계를 가지며 Fox식과 비교적 일치함을 확인하였다.