• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권10호
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• pp.5980-5987
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• 2014

디젤엔진의 사용은 루돌프 디젤에 의하여 발명된 이후 산업의 발달을 이끌어가는 중추적인 역할을 하고 있다. 2013년 기준으로 국내의 디젤엔진의 차량은 7,395,739대이다. 디젤엔진에서의 인젝터는 엔진의 구동에 직접적인 역활을 수행하기 때문에 성능향상에 대한 연구는 지속적으로 이루어지고 있다. 본 연구는 운행 중인 디젤차량의 매연의 농도와 인젝터 클리닝 전 후의 관계를 비교분석하기 위하여 인젝터 클리닝 전 후의 매연의 농도를 KD147 모드("운행차 수시점검 및 정기검사의 배출허용기준")로 측정하여 인젝터 클리닝이 매연 저감에 미치는 영향에 대하여 실험적으로 고찰하였다. 실험결과 인젝터 클리닝 후의 매연의 농도가 20% 이상 감소하는 것을 확인하였으며 매연의 농도의 감소율은 매연의 발생량이 클수록 증가하는 것으로 나타났다.

• 문화기술의 융합
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• 제5권1호
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• pp.377-384
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• 2019

심각해지는 지구 온난화와 환경오염 문제에 대응하기 위해 세계적으로 자동차 배기가스와 연료효율에 대한 규제가 강화되고 있다. 이에 선진국들을 중심으로 화석연료를 사용하지 않아 공해물질을 배출하지 않는 무공해 자동차에 관한 관심이 집중되고 있으며 시장에서는 전기자동차가 기술의 발달과 정책적인 지원에 힘입어 점점 더 많은 소비자로부터 선택을 받고 있다. 내연기관과 전기모터를 같이 사용하는 과도기적 형태인 하이브리드 전기자동차의 단계를 지나 현재는 순수 전기자동차의 판매가 대세를 이루고 있다. 최근에는 또 다른 무공해 자동차인 수소 연료전지 자동차가 관심을 끌고 있고 점점 더 보급률이 높아 질 것으로 기대 된다. 본고에서는 무공해 자동차의 기술에 대해 알아보고 현재 상태와 최근의 세계적인 동향에 대해 검토해 본다. 또한 무공해자동차의 경제성에 대해서도 분석해본다.

• 한국융합학회논문지
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• 제10권4호
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• pp.131-138
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• 2019

디젤엔진은 열효율이 높고 연비가 좋으며 CO, HC 및 $CO_2$의 배출량이 낮은 등 가솔린 엔진보다 상당한 장점이 있다. 그러나 디젤엔진은 배기가스 중에 $O_2$ 농도가 높기 때문에 NOx 저감이 어렵고, 삼원촉매를 적용하기 어렵다. Urea-SCR과 LNT는 디젤엔진에서 NOx를 연속적으로 저감하는데 활용 가능한 두 기술이다. 디자인 엔진에 Urea-SCR 시스템을 구현함으로써 2.5l 이상 엔진에서 Euro-6의 강화된 NOx 기준을 충족시킬 수 있게 되었다. 본 연구에서는 엔진 회전속도, 부하, 촉매 방식 및 $NH_3$/NOx 비율에 따른 NOx 저감 특성을 연구하여 NOx 저감을 극대화하는 조건을 제시하고자 한다. 또한 Euro-6 이상의 규제에 대응할 수 있도록 Urea-SCR에 대한 정밀한 실험 데이터를 제공하고자 한다.

• 한국ITS학회 논문지
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• 제22권4호
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• pp.132-144
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• 2023

유럽과 미국을 중심으로 내연기관 자동차에서 나오는 배기가스를 줄이기 위해 친환경 자동차를 적극적으로 보급하는 정책이 펼쳐지고 있다. 우리나라에서도 '제4차 친환경자동차 기본계획'을 통해 충전인프라 개선과 인센티브제도 확대로 2025년 113만대의 친환경 자동차 보급을 목표하고 있어 전기자동차의 급격한 성장이 예상된다. 따라서 대략적이지만 구체적인 성장규모와 그에 따른 전력수요량을 도출하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 성장모형 중 향후 전기자동차의 보급대수를 잘 설명할 수 있는 모형을 활용하여 전기자동차의 대수를 예측하였다. 그리고 선행연구에서 제시한 전기에너지 산출모형을 활용하여 「제10차 전력수급기본계획」의 목표연도인 2036년까지 전기자동차의 보급대수와 전력수요량을 제시하였다. 본 연구 결과를 토대로 향후 전기자동차 인프라 계획·구축을 위한 기초 연구자료로 활용될 것을 기대된다.

• 분석과학
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• 제21권1호
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• pp.9-13
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• 2008

대전시내에서 화석연료로부터 발생된 이산화탄소의 분포를 파악하기 위하여 주요 교차로와 비교배경지역을 대상으로 나뭇잎 시료를 채취하였다. 나뭇잎 시료들은 전처리를 거친 후에 가속기질량분석기(AMS)를 이용하여 ${\Delta}^{14}C$를 측정하였다. 측정결과, 대전 시내 나뭇잎 시료의 ${\Delta}^{14}C$값은 비교배경지역보다 27-102 ‰ 정도 낮은 값을 보였다. 이로부터 대전 시내 대기 중의 이산화탄소 중에서 자동차 배기가스 등으로부터 배출된 화석연료 기원의 이산화탄소 비율을 구하였다. 비교배경지역으로 선정한 계룡산에서의 ${\Delta}^{14}C$ 값은 $35{\pm}8$‰ 이었고 이 값은 미국에서 측정된 66.3‰ 보다는 다소 낮은 값이다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권6호
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• pp.647-653
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• 2007

본 연구의 목적은 기존의 산업용 보일러에서 이산화탄소 배출저감을 위하여 연소가스 재순환에 의한 고온 순산소 연소기술을 개발하는데 있다. 이를 위해 실험실 규모의 LNG 연소기에서 연소 화염특성을 평가하기 위한 조직적인 수치해석 연구가 일차적으로 수행되었다. 특히 본 연구에서 고려한 중요한 변수는 산소부화환경에서 계산된 연소가스의 재순환 정도이다. 배기가스 재순환이 없는 100% 순산소 연소환경에서 화염은 고온의 길고 가는 층류형상의 화염을 보였다. 이는 산화제 중에서 질소성분이 감소함으로써 약화된 난류혼합효과와 $N_2$ 가스에 의한 현열손실의 감소에 기인하는 것으로 판단하였으며 문헌에 발표된 실험과 일치된 결과를 보였다. $O_2/CO_2$ 혼합가스에서 $CO_2$ 가스의 재순환율이 증가될수록 산화제의 유량 증가에 따른 강화된 난류혼합으로 인해 최고 화염온도가 버너 근처로 이동한 반면 전반적인 연소가스 온도는 $N_2$에 비해 $CO_2$의 높은 비열로 인해 낮아지는 현상을 보였다. 결국 80% 이상 $CO_2$ 가스를 재순환한 경우 연소가스의 온도가 급격하게 떨어지는 화염소멸 현상을 보여주었다. 그러나 30% $O_2/70%$ $CO_2$의 혼합 연소조건에서는 기존의 공기연소와 유사한 가스온도를 나타내었다. 이외에도 공기연소와 동일한 유량조건에서 난류강도와 열수지 측면에서 화염특성 변화를 평가하기 위한 면밀한 연구가 수행되었다.

• 터널과지하공간
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• 제22권3호
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• pp.163-172
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• 2012

국내 대단면 지하 석회석광산 갱내에서 디젤장비의 사용이 증가함에 따라 배출 오염물질 및 열방출로 인한 작업환경의 악화 문제가 심각해지고 있다. 본 연구에서는 적정 소요환기량의 확보를 통한 갱내 환경의 최적화를 위한 기초연구로 갱내 환기망내 기류분포와 디젤장비의 배출가스 농도분포를 측정하고, 지하 심부화와 기계화에 따른 온 습도 변화를 고려하여 갱내 소요환기량을 추정하였다. 배기팬의 용량 부족 및 갱도 관리의 문제로 인하여 갱내 다수의 지점에서 기류정체가 심하고, 주요 갱도에서의 기류방향이 장비의 이동에 따른 순간적인 변화가 크며 계절별 변화 또한 큰 편이다. 디젤 배출가스인 CO의 경우 적재작업시 규제농도 50 ppm을 자주 초과하였으며, $NO_2$의 경우 천공 및 적재작업동안 대부분 규제농도 3 ppm을 초과하였다. 광산보안법규를 적용하여 구한 갱내 소요환기량에 비하여 실제 환기량이 심각하게 부족하였으며 자연환기력의 영향에 따라 환기량 부족문제는 외부 온도가 낮은 겨울철이 상대적으로 덜 심각하였다.

• 한국가스학회지
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• 제19권4호
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• pp.22-28
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• 2015

LPG가 수송용 연료로서 경쟁력을 유지하기 위해서는 지속적인 기술개발을 통해 휘발유와의 연비격차를 감소시키고 후처리시스템 등에 의한 가격 부담을 낮추어야 한다. 이에 본 연구에서는 안정적인 희박연소 구현을 통한 연비개선을 얻기 위해 실린더 중앙에 점화플러그와 연료분사기가 인접해 있고, 연료가 분사된 후 바로 점화가 이루어지도록 하는 분무유도방식의 LPG 직접분사엔진을 개발의 일환으로 연소제어인자의 변화에 따른 연소 특성을 분석하였다. 안정적인 연소를 위해 국부적으로 농후한 혼합기를 형성하는 성층희박연소의 특성상 일정 수준이상의 질소산화물이 배출되는 문제점을 갖고 있다. 질소산화물 저감을 위해 EGR을 적용한 결과 연료소비율과 THC의 배출은 약간 증가하지만 $NO_x$배출은 약 15% 저감되었다. EGR 적용에 의한 연소속도의 감소는 초기 화염발달 시기에 집중되어 나타났으며 흡입공기의 희석효과에 의해 EGR율이 증가할수록 최대 열방출율 및 열방출율 증가 기울기가 감소하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권11호
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• pp.1065-1072
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• 2012

바이오디젤 연료는 그 안에 포함된 산소성분으로 인해 압축착화엔진에 사용했을 때 일반디젤 연료보다 더 적은 입자상 물질을 배출한다. 따라서 이 연료를 저온연소 기법에 적용하는 경우 보다 효과적으로 $NO_x$-PM을 동시 저감할 수 있고 그로부터 저온연소 운전영역의 확장을 기대할 수 있다. 이번 연구에서는 일반디젤과 대두유 기반의 바이오디젤 연료를 이용하여 산소농도 5~7%의 Dilution controlled regime에서 저온연소 운전을 구현하고 성능 및 배기 특성을 조사하였다. 엔진 실험 결과로부터 바이오디젤 연료의 경우 디젤에 비해 약 14% 낮은 발열량에도 불구하고 높은 세탄가 및 함산소 성질로 인한 연소효율 증가로 동일 연료량 분사 시 이보다 더 낮은 약 10~12% 정도의 출력이 감소함을 볼 수 있었다. 배기 측면에서도 바이오디젤 내 산소원자가 입자상물질의 산화반응을 촉진하여 최대 90%의 smoke 저감이 가능함을 관찰하였다. 또한 엔진 과급 실험으로부터 과급을 사용하여 저온연소 및 바이오디젤 사용으로 인한 출력 저하를 개선할 수 있음을 확인하였으며 과급과 바이오디젤 연료의 동시 적용을 통해 산소농도 11~12%의 EGR 가스 투입으로도 저온연소에 상응하는 PM-$NO_x$ 동시 저감이 가능함을 보여주었다. 이런 결과는 결국 이와 같은 과급 및 바이오디젤 연료의 적절한 조합으로부터 엔진 출력 향상과 배기특성 개선이 동시에 달성할 수 있고 이로부터 운전영역의 확대가 가능함을 의미한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.129-137
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• 2014

본 연구에서는 바이오디젤연료 혼합비변화에 대한 디젤엔진의 배기특성에 대해 조사하였다. 실험에 사용된 연료는 경유와 바이오디젤(폐식용유) 혼합연료 BD3, BD5, BD20, BD50 및 BD100을 사용하였으며, 실험변수로서 분사압력(${\Delta}p_{inj}$)을 400bar, 600bar, 800bar, 1000bar 및 1200bar로 설정하였다. 분사압력과 바이오디젤 혼합연료 혼합비에 따른 정량적인 NOx와 Soot의 배기특성 해석을 위하여 통계학에 기초한 피어슨 상관계수와 스피어만 상관계수의 개념을 도입하였다. 본 연구의 결과로서 실험 조건 전체에 대한 피어슨 상관계수는 -0.732, 스피어만 상관계수는 -0.724로 NOx와 Soot 발생의 상관관계가 선형적이다. 특히 분사압력 800bar 조건에서 피어슨 상관계수가 -0.089으로 NOx와 Soot 배출량 상관관계가 0에 가깝기 때문에, 바이오디젤 연료 혼합비 제어를 통한 NOx와 Soot의 동시저감이 가능하다고 판단된다.