• 제목/요약/키워드: 수소생산효율

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대하 양식장의 생산성 향상을 위한 환경 관리에 관한 연구 II. 저질성상에 따른 환경특성 및 생산성 (Environmental Survey for Productivity Enhancement of Cultured Fleshy Prawn Penaeus chinensis II. Sediment Type-Dependent Environmental Quality and Productivity)

  • 강주찬;구자근;이정식
    • 한국양식학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.303-308
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    • 2000
  • 대하 양식에 있어 저질성상에 따른 환경변화를 아질산, 암모니아 및 황화수소와 같은 유해물질을 중심으로 파악하고, 이에 따른 대하의 생존 및 성장 등에 미치는 저질조성의 영향을 검토하여 생산성을 평가하기 위하여 실험실 조건에서 6주 동안 실험하였다. 실험종료시 DO는 sand, soft sand의 단독 혹은 sand, soft sand 및 mud의 50:50 비율의 혼합조건에서는 5.1~5.9mg/l까지 감소하였으나, mud 조건에서는 4.6mg/l까지 감소하였다. 또한, 아질산, 암모니아농도 및 황화수소는 sand, soft sand의 단독 혹은 sand, soft sand 및 mud의 50:50 비율 조건에서 각각 0.07~0.12mg/l, 0.16~0.29mg/l 및 0.009~0.014mg/l까지 증가하였으나, mud 조건에서는 0.15mg/l, 0.36mg/l 및 0.018mg/l로 높은 증가를 나타냈다. 대하의 생존율은 bare와 mud 조건에서 60% 이하의 낮은 생존율을 나타냈으나, sand, soft sand의 단독 혹은 sand, soft sand 및 mud의 50:50 비율의 혼합조건에서는 70%이상을 나타냈다. 저질 성상에 따른 대하의 성장과 사료효율은 bare 조건에서 각각 7.6%와 29.4%을 나타내어 성장과 사료효율이 가장 높은 sand+mud 조건에 비해 유의한 감소를 나타냈다.

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고주파유도결합플라즈마 반응기에서 물로부터 수소생성효율을 높이기 위한 공정변수에 대한 연구 (Study on Process Parameters for Effective H2 Production from H2O in High Frequency Inductively Coupled Plasma Reactor)

  • 권성구;정용호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권2호
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    • pp.206-212
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    • 2011
  • The effect of process parameters on $H_2$ production from water vapor excited by HF ICP has been qualitatively examined for the first time. With the increase of ICP power, characteristics of $H_2$ production from $H_2O$ dissociation in plasma was divided into 3 regions according to both reaction mechanism and energy efficiency. At the edge of region (II) in the range of middle ICP power, energy effective hydrogen production from $H_2O$ plasma can be achieved. Furthermore, within the region (II) power condition, heating of substrate up to $500^{\circ}C$ shows additional increase of 70~80% in $H_2$ production compared to $H_2O$ plasma without substrate heating. This study have shown that combination of optimal plasma power (region II) and wall heating (around $500^{\circ}C$) is one of effective ways for $H_2$ production from $H_2O$.

광화학적 수소제조를 위한 나노복합 광촉매의 설계 (Design of Nanocomposite Photocatalysts for Solar Hydrogen Production)

  • 장점석;김현규;이재성
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권5호
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    • pp.415-423
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    • 2007
  • 광촉매에 의한 수소제조는 재생 가능한 물과 태양에너지로부터 직접적으로 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 기술이다. 지난 수십 년간의 연구에도 불구하고, 고효율과 내구성을 가지는 새로운 가시광 광촉매 소재를 개발하는 것에는 여전히 많은 기술적인 과제가 남아있다. 본 총설에서는 광화학적 수소제조를 위한 새로운 광촉매 소재 개발에 있어서 나노복합 소재의 적용에 대하여 논의하고자 한다. 잘 알려진 소재와 기능의 합리적인 조합과 변형은 가시광 조사 하에 높은 광활성을 가지는 우수한 광촉매를 얻기 위한 효과적인 방법이다.

수소연료 생산의 효율향상을 위한 고주파수 초음파 응용 (극간격과 온도 중심으로) (An Ultrasonic Application with High Frequency for the Efficiency Elevation of the Hydrogen Fuel Production (On the Pole Interval and the Temperature))

  • 송민근;손승우;주은선
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제13권2호
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    • pp.127-134
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    • 2002
  • A Study on the application of ultrasonic with high frequency is carried out as a plan to rise the efficiency of the hydrogen fuel production in an electrolysis of water. KOH is selected as an electrolyte and concentrations are 0 %, 10 %, 20 %, and 30%. The solvent is city water. A measurable device of buoyancy by an electronic balance and a measurable device of voltage with a sensor of pressure are planned newly as a measuring device to measure the quantity of hydrogen production. An ultrasonic transducer with high frequency of 2 MHz is selected to give them the ultrasonic forcing. In results, it is clarified that ultrasonic influences the decrease of overpotential in the electrolytic solution. And basic data according to the pole interval and the temperature are obtained.

석탄 합성가스로부터 효율적인 생물학적 수소 생산에 관한 연구

  • 강환구;전희진
    • KSBB Journal
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    • 제15권3호
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    • pp.268-273
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    • 2000
  • 본 연구에서는 R rubrum을 이용한 석탄합성 가스로부터 수소 생산공정에 있어서의 세포성장 및 일산화탄소 전환을 최적화하 는 여러 조건들을 조사하였다. 그 중 pH의 영향을 살펴보면 R. rubrum 세포성장에는 pH 6~7이 최적이었고 수소생산에는 pH 7 7-7.5이 최적이었으며 pH가 5.5에서는 세포성장이거의 이루어 지지 않았다. 또한 온도가 34 'C 이상 증가되었을 때 세포성장이 둔화되어 멈추고 안정적인 co 전환속도를 얻을 수 없으므로 $30^{\circ}C$가 R. rubrum 균주 성장과 co 전환에 최적온도라 생각된다. 또한 R. rubrum은 photosynthetic bacteria인데 이 세포의 성장에 는 벚의 세기가 1,700-2,400 Lux가 최적임을 알 수 있었고 co 전환에는 계속적인 빛의 공급이 꼭 필요하지는 않고 간헐적인 빛의 노출만으로도 충분하다고 생각된다. 또한 연속반응기를 이 용하여 600 rpm, $30^{\circ}C$, pH 7에서 합성가스 체류시간 110분시 co 전환율 약 53%정도를 얻을 수 있었다. 이 연구가 계속 진 행되어져서 photobioreactor의 개발, high pressure bioreactor의 이 용, 균주의 mutatIOn 및 전환능력 우수 균주 등의 selection을 수 행한다면 매우 높은 합성가스 전환율을 갖는 생물반응기 공정개 발도 가능하리라 생각된다.

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합성가스 연료의 수소 함량 변화가 SI 엔진의 연소특성에 주는 영향 (Performance and Emission Comparisons of a SI Engine Fueled by Syngas with Varying Hydrogen Content)

  • 박승현;이선엽;박철웅;이장희
    • 한국가스학회지
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    • 제15권2호
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    • pp.63-68
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    • 2011
  • 합성가스는 Biomass, 석탄, 폐기물 등의 가스화 공정을 통해 얻을 수 있는 대표적인 대체연료로 저발열량에도 불구하고 수소가 포함되어 있기 때문에 이를 엔진에 적용하여 에너지를 생산하고자 하는 노력이 계속되어 왔다. 하지만 연료 조성 측면에서 합성가스는 가스화 원료의 종류에 따라 합성가스 내의 수소 함유량이 달라지는데, 이러한 함량 변화는 수소의 좋은 연소특성으로 인해 엔진 성능에 큰 영향을 미칠 수 있기 때문에 이에 대한 연구가 필요한 실정이다. 따라서 이번 연구에서는 다양한 수소 분율을 갖는 합성가스를 동일 발열량 및 유량 조건에서 모사하고 이를 이용하여 연료 내 수소 비율(vol %)이 연소특성에 주는 영향을 파악하였다. 실험 결과로 각 수소 함량에 따른 최적 점화시기를 결정하였으며, 수소 비율의 변화가 연소특성, 엔진 출력, 효율, 배기 성능에 미치는 영향을 제시하였다.

매립가스 발전시설의 가동률 및 발전량에 미치는 주요 영향요소 분석 (The Analysis of Main Factors Which Impact on Operation Rate and Power Production of Landfill Gas Power Plant)

  • 천승규
    • 대한환경공학회지
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    • 제38권3호
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    • pp.128-134
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    • 2016
  • S 매립장 매립가스 발전시설을 대상으로 발전량에 미치는 주요 요소와 그 영향도를 분석하였다. 50 MWh 24시간의 정상가동 일수는 2007년부터 2014년까지의 총 운전기간 일수대비 70.9%이었으며, 실제 생산한 전력은 이론적인 최대 발전 가능량 3,428,400 MW의 79.3%이었다. 발전효율에 영향을 미치는 주요 요소는 정기점검 등이 44.0%, 황화수소로 인한 감축운전이 37.4% 그리고 공기예열기 세정 18.6% 순이었다. 그러나 황화수소 감축운전 기간이 2년인 점을 감안하면 고농도 황화수소 발생이 매립가스 발전에 가장 큰 영향을 미치고 있었다. 장기적인 발전 가능량 분석결과 매립종료 해인 2018년 35.9 MWh 이었으며 이후 지속적으로 감소하여 2028년 16.6 MWh, 2038년에는 8.4 MWh 이하가 될 것으로 예측되었다.

실리카라이트에 담지된 백금촉매의 수소흡착특성 연구 (Characterization of Hydrogen Adsorption for the Silicalite-Supported Platinum Catalysts)

  • 안도희;백승우;이한수;정흥석
    • 공업화학
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    • 제7권3호
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    • pp.410-415
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    • 1996
  • 여러 가지 중수생산 공정중에서 백금촉매를 이용한 수소-중수소 동위원소 교환반응에 의해 중수를 생산하는 공정이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 수소동위원소 교환반응에 이용될 수 있는 소수성 백금촉매를 개발하기 위하여, 담체로서 실리카라이트를 합성하였으며, 합성된 실리카라이트가 활성탄이나 ZSM-5보다 더 강한 소수성을 가지는 것을 보였다. 또한, 일반적인 함침법과 이온교환법을 이용하여 백금을 담지시켰으며, 여러 가지 방법으로 처리하여 제조한 백금담지 실리카라이트 촉매의 백금분산도를 수소흡착법을 이용하여 측정하였다. 함침법에 의해 제조된 촉매의 백금분산도는 매우 낮았으며, 이온교환법에의해 제조된 촉매는 백금담지량은 적으나 분산도는 높음을 확인하였다.

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상용 폴리설폰 중공사막의 수소/일산화탄소 혼합가스 분리 성능 평가 (Evaluating the Efficacy of Commercial Polysulfone Hollow Fiber Membranes for Separating H2 from H2/CO Gas Mixtures)

  • 강도형;정관호;정유담;송승현;이승희;남상용;장재경;양은태
    • 멤브레인
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    • 제33권6호
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    • pp.352-361
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    • 2023
  • 청정 연료인 수소를 생산하기 위해 현재 가장 널리 사용되는 기술인 증기 개질이다. 이 방법으로 생산된 수소는 일산화탄소와 같은 불순물을 함유하고 있어, 이를 연료전지와 같은 응용분야에 사용하기 위해서는 적절한 정제 과정을 반드시 거쳐야 한다. 최근 효과적인 정제 방법으로 분리막 기술이 각광받고 있다. 본 연구에서는 수소와 일산화탄소 혼합가스에서 수소 분리 및 회수를 위해 바이오가스 고질화용(biogas upgrading) 상용 폴리설폰(polysulfone) 고분자막의 활용 가능성에 대해서 평가하였다. 먼저, 사용한 상용막의 물리화학적 특성에 대해서 평가하였고, H2/CO를 이용하여 stage-cut, 운전압력과 같은 다양한 조건에서의 상용막 모듈의 성능 평가를 진행하였다. 마지막으로, 평가 결과를 바탕으로 공정설계를 위한 시뮬레이션을 진행하였다. 본 연구에서의 상용 분리막 공정의 최대 H2 투과도와 H2/CO 분리계수는 각각 361 GPU와 20.6을 기록하였다. 또한, CO 제거 효율은 최대 94%를 나타내었으며, 생산 수소 농도는 최대 99.1%를 달성하였다.

거대조류 바이오가스를 연료로 하는 고체산화물 연료전지를 이용한 삼중발전 (Trigeneration Based on Solid Oxide Fuel Cells Driven by Macroalgal Biogas)

  • ;유준
    • 청정기술
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    • 제26권2호
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    • pp.96-101
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    • 2020
  • 이 논문에서는 3세대 바이오매스 중 거대조류, 즉 해조류 바이오매스로부터 유래된 바이오가스를 연료로 사용하여 열, 전력 및 수소를 생산하는 삼중발전의 타당성 평가를 수행하였다. 이를 위해 3 MW급 고체산화물 연료전지와 가스터빈, 그리고 유기 랭킨 사이클로 이루어진 상용 규모의 열, 전력 및 수소 생산공정을 공정모사기를 사용하여 설계, 모사하였고, 공정모사로 부터 얻은 열 및 물질 수지를 통해 각 단위조작 장치의 가격을 추정하고 경제성을 분석하였다. 수소를 생산하기 위해 고체산화물 연료전지의 설계를 수정하였는데, 연료전지 내 애프터-버너를 제거하고 수성-가스 전환 반응기를 추가하였다. 공정모사 결과 설계된 삼중발전 공정은 시간당 3.47톤의 건조 갈조류 원료로부터 생산된 2톤의 바이오가스를 이용하여 2.3 MW의 전력과 50 kg hr-1의 수소를 37%의 효율로 생산한다. 이 결과를 토대로 가장 현실적인 시나리오에 대해 경제적으로 평가하고 BESP (breakeven electricity selling price)를 계산하였는데, ¢10.45 kWh-1로 기존의 고정 발전 대비 동등 이상의 수준으로 나타났다.