• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.527-527
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• 2009

1세대 바이오디젤인 fatty acid methyl ester(FAME)의 문제점을 극복하기 위하여 많은 연구가 진행 중 이다. 소위 차세대 바이오디젤은 triglyceride의 산소 화합물을 제거하여 정유 공정을 통해 생산된 디젤과 동일한 특성을 지닌 탄화수소로 전환시킨 오일이다. 이를 위하여 수소를 첨가하여 산소를 제거 시키는 Hydrodeoxygenation(HDO) 반응이 필요하다. 고온($300-400^{\circ}C$), 고압(50-100 bar)의 혹독한 조건에서 높은 수율과 안정성을 보이는 촉매 개발이 필요하다. 이를 위하여 반응물중의 산소를 효과적으로 제거하기 위하여 산소 전달능이 뛰어난 $CeO_2$ 담체에 열안정성을 높이는 $ZrO_2$를 조합한 $Ce-ZrO_2$ 담체를 선정하였으며 수소첨가 탈산소 반응에 활성을 나타낼 것으로 예상되는 니켈을 활성성분으로 선정하였다. 본 연구에서는 15%Ni-$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ ($0{\leq}x{\leq}1$)촉매를 공침법(co-precipitation)으로 제조하였으며 $500^{\circ}C$에서 소성하였다. 촉매 특성분석은 XRD, BET, H2-TPR을 이용하였다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.35 no.8
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• pp.1022-1027
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• 2011

A diesel engine works in high compression ratio due to injection of diesel fuel after compression of air. Therefore the engine has a high thermal efficiency, while nitrogen oxide is produced a lot in high flame temperature regions. In order to solve the problem this study HHO gas is added into the intake air of the industrial diesel engine. The test conditions are loads of 0%, 50% and 100% and engine speeds of 700 to 1900 rpm. The results show the maximum torque and pressure is increased, fuel consumption, smoke and CO emissions are decreased and NOx emission is remained at same level.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.251.1-251.1
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• 2010

바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.

• Journal of ILASS-Korea
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• v.14 no.2
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• pp.84-89
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• 2009

In this research, combustion and spray characteristics were investigated experimentally in a constant volume chamber by applying different composition rates of octane number in diesel fuel to a common-rail system. For the visualization, the experiment was carried out under different injection pressures and different cetane number. The test was done by three different types of diesel fuels, the different composition rates of cetane number in diesel fuel and HBD. In summary, this research aims to investigate the combustion characteristics in the application of fuels and compare the results with performance of conventional diesel fuel. This experimental data may provide with fundamentals of the development of diesel engines in future.

• Clean Technology
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• v.27 no.1
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• pp.69-78
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• 2021

Vegetable oils, such as palm oil and cashew nut shell liquid (CNSL), are used as major raw materials for bio-diesel in transportation and bio-heavy oil in power generation in South Korea. However, due to the high unsaturation degree caused by hydrocarbon double bonds and a high content of oxygen originating from the presence of carboxylic acid, the range of applications as fuel oil is limited. In this study, hydrotreating to saturate unsaturated hydrocarbons and remove oxygen in mixed bio-oil containing 1/1 v/v% palm oil and CNSL on monometallic catalysts (Ni and Cu) and bimetallic catalysts (Ni-Zn, Ni-Fe, Ni-Cu Ni-Co, Ni-Pd, and Ni-Pt) was perform under mild conditions (T = 250 ~ 400 ℃, P = 5 ~ 80 bar and LHSV = 1 h-1). The addition of noble metals and transition metals to Ni showed synergistic effects to improve both hydrogenation (HYD) and hydrodeoxygenation (HDO) activities. The most promising catalyst was Ni-Cu/��-Al2O3, and in the wide range of the Ni/Cu atomic ratio of 9/1~1/4, the conversion for HYD and HDO reactions of the catalysts were 90-93% and 95-99%, respectively. The tendency to exhibit almost constant reaction activity in these catalysts of different Ni/Cu atomic ratios implies a typical structure-insensitive reaction. The refined bio-oil produced by hydrotreating (HDY and HDO) had significantly lower iodine value, acid value, and kinetic viscosity than the raw bio-oil and the higher heating value (HHV) was increased by about 10%.