• 공업화학
• /
• 제17권2호
• /
• pp.125-131
• /
• 2006

디메틸에테르(이하 DME)는 환경에 친화적인 새로운 청정에너지이다. 또한 DME는 다양한 에너지원으로부터 제조 되어지며, 그 에너지원으로는 천연가스, 석탄, 바이오매스, 폐플라스틱 등이 있다. 이런 DME는 LPG와 매우 유사한 성질을 특징으로 가지고 있다. 이러한 결과로 DME는 LPG, 연료전지, 발전연료, 특히 디젤의 대체 연료로 고려되고 있으며, 2010년 대체 에너지로 기대되고 있다. DME 직접합성반응의 반응속도를 측정하기 위하여 서로 다른 조건인 온도 $220{\sim}280^{\circ}C$, 합성가스 비율 1.2~3.0에서 실험을 수행하였다. 모든 실험은 혼성촉매를 사용하여 수행하였으며, 혼성촉매는 메탄올 합성 촉매와 메탄올 탈수촉매가 포함되어 있다. 반응속도는 랭미어-힌쉘우드 타입의 반응 메커니즘을 따르며, 메탄올 합성반응, 메탄올 탈수반응, 수성가스 전환반응, 이 세 가지 반응의 메커니즘을 고려하였다. 각 반응의 반응속도는 촉매상의 표면반응과 수소와 메탄올, 그리고 물의 해리흡작으로 결정하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권6호
• /
• pp.636-642
• /
• 2014

As environment problem became a worldwide issue, countries are tightening regulations regarding greenhouse gas reduction and improvement of air pollution problems. With these circumstances, one of the renewable energies produced from biomass is getting attention. Bio-ethanol, which is applicable to SI engine, showed a positive effect on the PFI (Port Fuel Injection) type. However, Ethanol has a problem in homogeneous mixture formation because it has high latent heat of vaporization characteristics and in the GDI (Gasoline Direct Injection) type, mixture formation is required quickly after fuel injection. Particularly, South Korea is one of the countries with great temperature variation among seasons. With this reason, South Korea supply fuel additive for smooth engine operation during winter. Therefore, experimental study and investigation about application possibility of blending fuel is necessary. This paper demonstrates the spray characteristics by using the CVC direct injection and setting the bio-ethanol blending fuel temperature close to the temperature during each seasons: -7, 25, $35^{\circ}C$. The diameter and the width of the CVC are 86mm and 39mm. High-pressure fuel supply system was used for target injection pressure. High-speed camera was used for spray visualization. The experiment was conducted by setting the injection pressure and ambient pressure according to each temperature of bio-ethanol blending fuel as a parameter. The result of spray visualization experiment demonstrates that as the temperature of the fuel is lower, the atomization quality is lower, and this increase spray penetration and make mixture formation difficult. Injection strategy according to fuel temperature and bio-ethanol blending rate is needed for improving characteristics.

• 한국자원식물학회지
• /
• 제22권4호
• /
• pp.293-298
• /
• 2009

종자 수확 후 버려지는 산업용 대마를 이용한 목질 펠릿제조 가능성과 제조된 펠릿의 특성을 살펴보았다. 산업용 대마의 성분 분석 결과 활엽수와 비슷한 리그닌 함량과 당구성을 보였으며, 회분 분석 결과 무기물 함량이 0.5% 정도이어서 연료로 사용할 경우 재의 생산량은 크지 않을 것이다. 원소 분석 결과 대기 오염을 유발할 수 있는 질소와 황 함량을 분석한 결과, 황 성분은 전혀 포함하지 않고 있으며, 약간의 질소 성분을 포함하고 있는데 이는 현사시나무와 비슷한 수준이었다. 고위발열량 측정 결과 대마 목부는 현사시나무보다 다소 낮은 값을 나타내었다. 바이오매스 생산량이 큰 대마 목부를 이용하여 제조한 펠릿은 활엽수로 제조한 펠릿과 비슷한 화학적 성질과 발열 특성을 가질 것으로 기대되어 고체연료로서의 이용이 가능할 것으로 사료되었다.

• 한국실천공학교육학회논문지
• /
• 제3권2호
• /
• pp.75-82
• /
• 2011

최근들어 화석 연료의 고갈, 지구 온난화등의 문제들로 인해, 녹색성장 기술이 중요시 되고 있다. 에너지 문제와 녹색성장 기술이 융합된 신성장동력 확보를 위해 풍력, 태양광, 연료전지, 바이오 연료등에 많이 투자가 확대되고 있다. 그 중 풍력발전은 다른 에너지에 비해 경제성이 높고, 유해물질의 배출이 거의 없다. 따라서 최근 정부나 기업들에서도 많은 비용을 투자하여 풍력 기술 개발에 적극적인 지원을 하고 있지만, 풍력 기술을 선도하는 해외 선진국들에 비해서 국내에서의 관련 교육과 장비는 연구소 수준에 머물고 있다. 그러므로 관련 산업에서 요구하는 기본 기술의 저변화와 기술적 향상을 위해 실제 산업에서 적용하고 있는 시스템과 유사한 자비와 교육과정의 개발이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 실험을 통하여 풍력터빈제어의 이론적인 내용을 수강생들이 보다 쉽게 이해할 수 있도록 교육용 풍력터빈제어 실습장치를 개발하고 교육효과를 알아보았다. 개발된 실습장치를 소개하고, 각각의 실습장치를 소개한다. 마지막으로 설문조사를 통하여 반응도 평가를 통한 교육효과를 검증하였다.

• 중소기업융합학회논문지
• /
• 제1권1호
• /
• pp.39-44
• /
• 2011

인류가 석탄, 석유, 천연가스 화석 연료 등 연로들에 대한 무절제한 사용으로 하여 전 세계적으로 심각한 환경오염과 화석 연료의 자원 고갈문제에 직면하게 되었다. 따라서 이러한 환경오염 문제를 줄이고 또한 고갈돼가고 있는 화석 연료를 대체할 태양 에너지, 풍력, 수력, 바이오매스, 지열 등과 같은 신재생에너지 자원의 개발이 필요하게 되었다. 최근 센서 네트워크 기술의 발달로 인하여 신재생 에너지 데이터는 각종 센서들로부터 원격으로 수집이 된다. 그러나 이러한 데이터는 센서 네트워크로부터 실시간으로 연속적으로 무한히 수집되는 센서 스트림 데이터이기 때문에 주기적으로 갱신되는 데이터 수집 방법으로는 최신의 데이터를 유지하기 어려우며, 부정확한 분석 결과를 도출할 수 있다. 따라서 본 논문에서는 무선 센서 네트워크 내에서 데이터 스트림을 효율적으로 수집하고 센서의 전송 횟수를 감소하기 위한 칼만 필터링 기법에 기반 한 필터링 기법을 제안하였다.

• 유기물자원화
• /
• 제31권2호
• /
• pp.45-52
• /
• 2023

가축분뇨는 2020년 기준 139,753톤/일 발생하였다. 가축분뇨의 대부분은 퇴비(75.3%)와 술(11.7%)로 이루어지며 농지에 살포된다. 이러한 많은 가축분뇨의 퇴·액비는 수질오염을 일으키는 주요 원인이 된다. 따라서 가축분뇨를 자원화에서 에너지화로의 전환이 필요하다. 본 연구에서는 이러한 이유로 수열 탄화 기술을 적용하여 물리적, 화학적 특성을 평가하여 우분의 고형연료에 대한 특성을 평가하였다. 가축분뇨 중 우분을 사용하였으며, 수열탄화를 통해 원료 3,101 kcal/kg의 LHV(Kcal/kg)가 220℃ 이상에서 약 3,800 kcal/kg 이상으로 상승함을 확인하였다. 이 결과는 O/C와 H/C 비율이 감소하는 뚜렷한 경향을 통해 탄화의 영향을 받은 것으로 판단된다. 연구 결과 우분의 수열 탄화를 통해 Bio-SRF의 가치를 평가하였으며, 염소를 제외한 나머지 항목은 모두 만족스러운 결과를 보였다.

• 에너지공학
• /
• 제19권2호
• /
• pp.73-80
• /
• 2010

고체산화물연료전지(SOFC)는 청정에너지기술로써 화학에너지를 전기에너지로 직접 전환한다. SOFC는 열병합발전과 결합하여 80%이상의 효율을 올릴 수 있으며 천연가스와 바이오가스 등 연료에 대한 융통성이 폴리머전해질막연료전지(PEMFC)보다 높다. YSZ전해질과 함께 SOFC에 주로 채용되는 공기극 재료는 아직까지 Sr이 첨가된 $LaMnO_3$(LSM)이다. LSM 이외에, 혼합전도성을 가지는 페로브스카이트로서 Sr첨가 $LaCoO_3$(LSCo), $LaFeO_3$(LSF), $LaFe_{0.8}Co_{0.2}O_3$(LSCF)는 공기극 임피던스가 LSM에 비해 현저히 낮아 연구가 증가하고 있다. 그러나 SOFC전극의 소결온도에서 YSZ과 고체반응을 일으키는 문제점과 열팽창 계수가 YSZ와 격차가 크게 나는 문제점 때문에 전극 제조가 복잡하다. 따라서 전해질과의 화학적 안정성 및 유사한 열팽창계수(TEC)를 가지면서 우수한 전기화학활성을 제공하는 것이 해결해야할 중요한 문제로 남는다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제102권2호
• /
• pp.247-254
• /
• 2013

본 연구의 목적은 우리나라 주요 침엽수종을 대상으로 수관층 연료특성을 비교 분석하여 수관화 확산 위험성을 평가하고자 하였다. 본 연구에서는 국립산림과학원에서 개발된 바이오매스 추정식과 제 5차 국가산림자원조사자료를 활용하였으며, 이를 통해 임분단위 수관연료량과 지하고를 추정할 수 있는 모델을 개발하였다. 연구 결과에 의하면 잣나무림의 평균 수관연료밀도는 0.34 kg/$m^3$으로 가장 높게 나타났으며, 강원지방소나무림 0.28 kg/$m^3$, 곰솔림 0.15 kg/$m^3$, 리기다소나무림 0.15 kg/$m^3$, 중부지방소나무림 0.12 kg/$m^3$, 일본잎갈나무림 0.09 kg/$m^3$ 순으로 나타났다. 임분단위 수관연료량 추정식 모형의 조정결정계수($R^2_{adj}$)는 0.6321~0.9950, 지하고 추정식 모형의 조정결정계수($R^2_{adj}$)는 0.6390~0.8536의 범위를 보였다.

• KSBB Journal
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• 한국화재소방학회:학술대회논문집
• /
• 한국화재소방학회 2008년도 추계학술논문발표회 논문집
• /
• pp.35-40
• /
• 2008

As the environmental pollution by the drastic increase of vehicles becomes one of the social major concerns, the method of reducing the harmful exhaust emission is being the subject of interest. Utilization of used frying oil as a raw material for biodiesel production is helpful not only for the stable supply of raw materials but also costing down the biodiesel price. This study was conducted the measurement the combustion and thermal characteristics with mixing ratio of biodiesel/diesel fuel. In this study, flash points and fire points were measured by using Tag Closed cup apparatus and Cleveland open cup apparatus. As the result, flash points, fire points and AIT increased with percentage of more contained biodiesel.