• 에너지공학
• /
• 제16권4호
• /
• pp.170-180
• /
• 2007

본 연구에서는 증기개질 방식으로 천연가스와 납사를 연료로 하여 수소를 생산하는 국내 분산형 수소충전소의 규모의 경제성 문제를 다루었다. 분산형 수소충전소의 수소 생산규모는 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등을 분석대상으로 하였다. 분산형 수소충전소의 초기투자비 및 연간운영비, 수소 판매가격 등을 주요변수로 하는 전통적인 경제성 분석모형을 수립하였으며 수소 판매가격과 할인율을 대상으로 민감도 분석을 수행하였다. 천연가스를 원료로 하는 수소충전소의 수소가격은 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등의 생산규모에 대하여 각기 18,472원/kg, 10,686원/kg, 7,758원/kg이며, 천연가스 대신에 납사를 사용하여도 거의 비슷한 수소 가격을 갖는 것으로 추정되었다. 현 시점에서 $300\;Nm^3/hr$ 이하의 수소충전소는 경제성이 부족한 것으로 나타났으며, 이러한 경제성 분석결과는 향후에 분산형 수소충전소를 건설할 때 중대형 생산규모 이상의 수소충전소를 중심으로 보급하는 것이 바람직한 방안인 것을 시사하고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제13권1호
• /
• pp.24-31
• /
• 2008

혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제10권8호
• /
• pp.1210-1215
• /
• 1999

Pd/C촉매가 부유되어 있는 3상 슬러리 반응기에서 원료 p-nitroaniline(PNA)를 수소 첨가시켜 고순도의 p-phenylenediamine(PPD)를 합성하는 최적 반응조건을 구하였다. 수소첨가 반응시 활성점에서 수소부족을 줄이고 불순물의 생성을 감소시킬 수 있도록, 기체-액체, 액체-촉매사이의 물질전달 저항을 최소화하고 표면반응속도가 율속할 수 있게 반응조건을 설정하였다. 이 반응조건은 온도 $60^{\circ}C$, 압력 60~70 psig, 촉매농도 1~2 g-cat/L일 때가 최적이었으며, 반응속도는 PNA 농도에 0차, 수소 반응압력에 1차를 각각 보여주었으며, 총괄반응속도식은 $R_A=6.44{\times}10^6{\cdot}H{\cdot}P{\cdot}m{\cdot}$exp(-4659/T)로 나타났다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.227.1-227.1
• /
• 2016

플라즈마 방출광 진단법은 플라즈마에 특별한 영향을 주지 않으면서도 진단 정보를 안정적으로, 지속적으로 취득할 수 있는 우수한 진단 방법이다. 이러한 분광 진단의 신뢰성을 확보하기 위해서는 방출광의 정확한 측정과 해석이 중요하다. 방출광의 측정에 이용되는 분광 장비는 모노크로메터(monochromator)와 소형 스펙트로메터(spectrometer)가 주로 사용된다. 스펙트로메터의 경우 모노크로메터보다 분광 성능은 다소 부족하지만 가볍고 작은 크기로 인해 장비의 설치가 용이하고 가격이 저렴하다는 장점이 있다. 또한 모노크로메터에 비해 분광 성능이 낮은 대신 넓은 범위의 파장을 동시에 측정할 수 있는 장점이 있다. 따라서 스펙트로메터는 플라즈마의 모니터링에 주로 사용된다. 그런데 스펙트로메터의 기기적 선폭 증대(instrumental broadening)보다 조밀하게 위치한 스펙트럼들은 서로 중첩이 일어나 진단이 어려워진다. 특히 분자 띠 스펙트럼(molecular band spectrum)과 같은 경우 선 스펙트럼들이 매우 밀집된 형태를 이루고 있어 범용적인 스펙트로메터로 진단하기가 어렵다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 합성 스펙트럼 해석법(synthetic spectrum method)을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 수소 플라즈마의 Fulcher-${\alpha}$ 띠 스펙트럼 해석에 합성 스펙트럼법을 적용하여 분자의 회전 온도가 측정 가능한지 확인하고, 고성능의 모노크로메터를 이용한 온도 측정 결과와 서로 비교하였다. 그리고 분자의 진동 상태(vibrational state)가 분자 회전 온도 측정에 미치는 영향과 이에 따른 측정의 한계 등을 제시하였다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
• /
• 한국생물공학회 2001년도 추계학술발표대회
• /
• pp.249-252
• /
• 2001

본 연구에서는 축산폐수를 이용하여 건조질량의 $15{\sim}75$ %의 탄화수소를 생산한다고 알려진 B. braunii 배양에 적용하였다. 질소원이 부족한 상황에서 세포의 성장이 나 탄화수소의 생산은 저해를 받았으며, 초기 인의 농도는 질소원이 결핍된 상황을 제외하고는 세포 성장이나 탄화수소의 생산에 큰 영향을 미치지 못했다. 축산폐수를 이용한 설험에서는 33 %의 축산폐수가 nitrate를 제거시키는데 가장 적절하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
• /
• pp.73.2-73.2
• /
• 2011

합성천연가스(SNG: Synthetic Natural Gas)를 얻기 위해, 석탄 가스화로부터 얻은 합성가스는 일반적으로 수소와 일산화탄소의 비가 3.0($H_2$/CO)이 되도록 수성가스전환(WGS)반응을 거친 후 메탄화반응기로 유입되며, 가능하면 낮은 온도에서 메탄 전환율이 높은 메탄화 반응의 특성상 강한 발열반응이 수반되므로 이를 낮추는 것이 중요하다. 또한, 최종생성물내의 메탄 농도를 높이기 위해 WGS 이후 탈황과 동시에 이산화탄소를 제거하기 위한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 정제된 합성가스의 WGS와 이산화탄소 제거가 생략된 공정을 개발하기 위해, 상업용 촉매에 대하여 수소의 농도가 낮은 합성가스를 이용하여 스팀과 이산화탄소에 대한 메탄화반응 특성을 평가하였다. 또한, 이산화탄소의 존재여부에 따라 스팀으로 메탄화반응과 WGS가 동시에 일어날 수 있는 최적의 운전조건을 얻고자 하였다.

• 대한지하수환경학회지
• /
• 제2권2호
• /
• pp.49-57
• /
• 1995

지하수에 대한삼중수소농도의 측정치가 발표된 충청남도 청양, 제주도 지역 및 미국 조지아지역에 대해 평균체제시간을 계산하는 지하수연령측정 모델인 PFM, CMM, DBM과 평균체제시간과 분산매개변수를 동시에 계산하는 DNM, DM( $C_{FF}$ )모델을 적용하여 그 결과를 비교하였다. 입력자료인 강우의 삼중수소 농도의 부족한 측정자료를 보완하기 위하여 한국의 포항, 카나다의 오타와지역의 강수자료를 이용하여 입력함수를 작성하였다. 내재적으로 적은 분산을 가정하는 PFM과 DBM모델에 의한 결과는 유사하게 계산되었으며, 동일한 지역에서도 특이하게 높은 농도를 보이는 지점은 CMM에 의한 계산이 되지 않았다. 평균체제시간과 분산매개변수가 동시에 계산된 DNM과 DM( $C_{FF}$ )모델의 결과는 PFM, CMM, DBM의 결과를 이용하여 매개변수값을 한정시켰다. 동일지역에서도 삼중수소농도의 변화가 큰 경우는 각 지점마다 특징적인 지하수유동특성을 보이는 것으로 판단되어, 전 지 역에 걸쳐 동일한 모델을 일률적으로 적용하는 것은 바람직하지 않은 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권6호
• /
• pp.720-726
• /
• 2014

PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cell) 차량은 미래 청정수송기관으로 각광받고 있지만 수소스테이션의 인프라부족으로 현재는 수소를 공급해주는 연료개질기를 함께 장착하여 구동하여야 한다. 탄화수소연료로부터 수소를 생산하는 연료개질기를 대상으로 다양한 연구가 진행되어왔는데 기존연구에서는 열적중립 조건의 ATR(Auto-Thermal Reformer) 반응기에 대해 집중적으로 분석하거나 공정최적화부문에서 최대수소생산을 목표로 주로 열효율을 목적함수로 설정하여 평가해 왔다. 본 연구에서는 100 kW PEMFC용 연료개질기를 대상으로 간단한 소형시스템을 얻기 위해 외부 유틸리티가 필요없는 단열열교환망으로 구성된 조건에서 기존 열효율이 아닌 수소효율을 새로이 정의하여 가솔린, LPG, 디젤 각 연료에 대해 최적운전조건을 도출하였다. 가솔린의 경우 기존 비교문헌보다 9.43% 연료절감효과를 얻음으로써 제안한 목적함수의 타당성을 입증하였고, 추가적으로 수소효율 및 열교환량, 열교환면적에 대한 민감도 분석을 실시하였다. 마지막으로 제안한 시스템을 한국시장에 적용할 경우 LPG 연료를 사용하는 연료개질기가 가장 경제적임을 알 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제31권5호
• /
• pp.453-466
• /
• 2020

에너지 부족 및 환경 오염위기를 극복하기 위해 친환경 에너지에 대한 수요가 증가함에 따라 잠재적인 해결책으로 수소 경제가 제안되고 있다. 이에 따라 경제적이고 효율적인 수소 생산은 필수적인 산업공정으로 여겨지고 있으며, 연소 전 석탄의 가스화 또는 천연가스 개질반응에 의해 생성된 합성가스에서 H₂를 정제하는 동시에 CO₂를 포집하는 H₂/CO₂ 분리에 수소 분리막을 적용하는 연구가 지속되고 있다. 고온 환경에서 H₂에 선택적인 유리질 고분자 막은 CO₂ 포집 성능의 잠재력을 갖추고 있으며, 에너지 및 비용 면에서 효율적인 시스템이다. 폴리벤즈이미다졸(PBI) 기반 수소 분리막은 고온의 구동 조건에서도 탁월한 화학적·기계적 안정성을 보여주고 있어 고 성능의 PBI 수소 분리막 개발이 최근 급속도로 진행되고 있다. 본 총설에서는 산업적으로 적용 가능성이 있는 수소 분리막 개발을 위해 PBI를 기반으로 한 구조 변형 막, 가교 막, 혼합 막, 탄화 막의 최근 발전에 대하여 중점적으로 다루고 있다.

• 지구물리와물리탐사
• /
• 제9권2호
• /
• pp.163-170
• /
• 2006

탄화수소 확정매장량의 부족으로 인해, 주로 육상이나 천해에서 수행되던 탄화수소 탐사는 점차 대륙붕을 넘어 깊은 바다까지 확대되고 있다. 심해에서도 탄성파 자료의 획득이 가능하지만, 탄산염암, 화산암 등이 분포하는 해저지층, 해저 영구 동토 지역 등과 같이 탄성파의 반사 강도가 강하고 산란이 심한 지층에서 얻은 자료는 지층의 분석이 쉽지 않기 때문에 보완 탐사가 필요하다. 탄화수소의 전기비저항이 높은 특성으로 인하여 전자탐사로 그 부존 유무를 판단할 수 있으므로, 해양 인공송신원 전자탐사는 석유 탐사의 보완적인 방법의 하나로써 이용되기 시작하였다. 이 탐사 방법은 천해지역보다 오히려 심해지역에서 더 높은 감도를 얻을 수 있어서 특히 심해지역의 보완 탐사로 유용하다. 여러 석유회사에서 전자탐사가 보완 탐사로 유용함을 인식한 지는 불과 5년 밖에 되지 않았지만, 현재는 시추 지역 선정에도 전자탐사를 이용하고 있다. 전자탐사는 도입 초기부터 매우 훌륭한 결과를 얻었으며, 최근에는 여러 회사에서 탄화수소 탐사를 위해 자기지전류탐사나 전자탐사를 수행하고 있다.