• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.264-267
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• 2005

수소의 소규모 분산 생산 기술은 본격적 인 수소 인프라가 도입되기 전에 연료전지 자동차의 수소 충 전용이나 분산 발전형 연료전지의 수소 공급을 위해 필요하다. 생산 용량은 수소 기준으로 $10\~100 Nm^3/hr$ 정도로 현재로선 천연가스의 수증기 개질법이 가장 경제적인 공정으로 알려져 있다. 소규모 생산에 따른 열효율 저하를 줄이 기 위해 단위 공정들이 통합된 컴팩트 개질 시스템의 개발이 필요하다. 핵심 기술인 컴팩트 리포머의 국산화 기술 확보를 위하여 $20 Nm^3/hr$용량의 동심관형 리포머를 설계, 제작하였다. 내부구조는 제작의 단순화를 고려하여 중첩된 동심관이 배열되었고 압력 손실과 열웅력 발생을 억제하도록 유로를 배치하였다. 수증기개질 반응에 필요한 반응열은 리포머 본체에 부착된 버너를 이용하여 공급하였다. 성능 측정을 위한 부속 기기로 상온 흡착식 탈황기, 폐열 회수형 수증기 발생기, 반응물 예열을 위한 열교환기, 생성 가스 응축기를 설계 제작하여 전체 리포밍 시스템을 구성하였다. 반응 온도 $680\~720^{\circ}C$, 탄소 대 수중기 비(S/C ratio) $2.7\~3.2$ 조건에서 수증기 개질 반응을 수행하였다. 해당 반응 조건에서 메탄 전환율 $89\%$ 이상, 저위 발열량 기준 개질 열효율 $70\%$ 이상을 달성하였고 개질 생성가스 내 수소의 최대 유량은 $23.4Nm^3/h$였다. 개발된 리포밍 시스템은 고순도 수소 생산이 필요한 경우, 수소 수율 향상을 위한 고온 수성 가스 전화 반응기를 통합 가능하도록 열교환기 구성을 조정할 수 있으며 용융 탄산염 연료전지와 같이 고온형 연료전지의 경우 $550^{\circ}C$ 이상으로 개질 생성 가스를 공급하도록 구성할 수도 있다. 향후 리포머 본체의 개질 효율 향상 및 장치 소형화, 부속 기기의 최적화를 통한 전체 리포밍 시스템 개선, 스케일 업 설계를 위한 엔지니어링 설계 패키지 구성을 계획하고 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.554-554
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• 2009

지구온난화는 범지구적 환경문제로 매우 빠른 속도로 진행되면서 그 심각성을 더해가고 있다. 특히 해수면 상승이나 대형 태풍, 홍수, 가뭄 등의 이상기후가 빈번하게 발생되며 생태계에도 심각한 타격을 주고 있다. 이러한 지구온난화를 유발하는 물질들에 대해 도쿄의정서(Annex A)에 6대 온실가스($CO_2$ (이산화탄소), 메탄($CH_4$), $N_2O$(아산화질소), PFC(불화탄소), HFC(수소화불화탄소), $SF_6$(육불화황))로 정의 하여 규제대상으로 분류하고 있다. $CO_2$를 제외한 Non-$CO_2$ 온실가스들은 배출량이 $CO_2$에 비해 매우 낮지만 GWP(지구온난화지수)가 매우 커 지구온난화에 미치는 영향이 상당하다. 최근 이산화탄소 이외에 지구온난화 문제를 일으키는 온실가스에 대한 많은 관심으로 대상가스의 처리 또는 재활용을 위한 신기술 및 신공정 개발에 박차를 가하고 있다. 온실가스 중 HFCs는 GWP가 1300으로 미량의 배출로도 심각한 기후변화를 일으킬 수 있는 물질로, 우리나라의 경우 1990년 이후 HFCs 배출량 증가율은 연 평균 4.9% ~ 13.8%이다. 국내외 온실가스 처리기술은 대부분 CO2에 대한 연구개발 및 실증화가 지배적이고, non-CO2에 대한 처리기술 개발수준은 미흡할 뿐만 아니라 본 연구 대상인 HFCs 의 경우에는 처리기술 연구개발이 전무하다. 특히 HFCs는 냉매 또는 발포제로 사용되는데 일반적으로 사용 후 특별한 처리과정 없이 대기중으로 배출된다. 본 연구에서는 non-CO2 가스인 HFC-134a 를 대상으로 혼합가스에서 분리 회수를 위해 하이드레이트 기술을 접목시켜 경제적, 친환경적인 기술개발을 목적으로 한다. kinetic 반응장치와 고압반응기 및 magnetic drive system 을 이용하여 stirring speed와 driving force에 따른 HFC-134a 하이드레이트 형성속도의 상관관계를 제시하고자 한다.

• 자원리싸이클링
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• 제14권5호
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• pp.54-61
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• 2005

국내 경제성장과 더불어 발전소 에너지원으로 이용되고 있는 석탄은 매년 증가하여 2006년에는 전체 에너지 구성의 30%인 16,000MW에 이를 것으로 예측되고 있다. 이러한 석탄은 다른 화석연료에 비해 매장량이 풍부하고 경제성은 높지만, 사용이 불편하고 석탄회, 아황산가스 등 많은 공해물질을 배출하고 있다. 따라서 본 연구에서는 마찰하전형정전선별법을 이용하여 석탄과 회분구성 광물의 선별기술을 확립, 청정석탄을 생산하고자 한다. 본 연구에서는 bench-scale의 마찰하전형정전선별 장치를 제작하였으며, 선별에 영향을 미치는 인자들을 선정하고 분리실험을 수행하여 최적조건을 확립하였다. 연구결과 최적조건에서 석탄 회수율과 회분 및 유황분 제거율이 각각 68.10%. 31.23% 그리고 28.33%인 정제석탄을 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제29권1호
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• pp.3-16
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• 2020

본 논문에서는 철강제조 프로세스, 철스크랩의 전처리와 미량 원소, 그리고 철강공정에서 발생하는 분진의 리사이클링 기술에 대해 고찰하였다. 철강은 인류가 가장 많이 사용하는 범용 금속으로, 2018년 기준 전세계 조강 생산량은 18억 톤을 초과하였다. 철을 리사이클링하면 철광석으로부터 환원하여 철강재를 얻는 것에 비하여 CO₂ 발생량은 약 42 % 수준이며, 에너지는 약 60 %를 절약할 수 있다. 철스크랩은 스크랩을 주원료 사용하는 전기로제강과 철광석을 주원료로 사용하는 전로 제강공정에서 리사이클링되고 있다. 철스크랩을 주원료로 사용하는 전기로 제강법은 스크랩을 예열하는 장치를 부가한 에너지 절약형으로 바뀌어 가고 있다. 철강 제조공정에서 발생하는 분진은 제철소 내에서 다양한 방법으로 리사이클링하여 철분과 아연 등을 회수하고 있다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회, 한국에너지공학회 1993년도 춘계 공동학술발표회 초록집
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• pp.90-95
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• 1993

수력, 화력, 원자력 다음으로 제 4의 전원으로서 관심의 대상이 되고 있는 연료전지는 연료가 가지고있는 화학에너지를 직접에너지로 변환시키는 점에서 종래의 발전 기술과는 원리적으로 다르며, 카르노(Carnot)사이클에 의한 에너지 변환 효율의 제한을 받지 않기 때문에 효율이 높으며 공해가 없는 특징을 가지고 있다. 연료전지의 발전 방식은 작동 온도, 전해질 등에 의해서 분류되나 현재 실용화단계의 기술은 인산형연료전지 발전이다. 인산형 연료전지의 발전용 연료는 천연가스, 메탄올, 납사 등과 같은 탄화수소 계열의 다양한 연료를 사용할 수 있으며, 이들 연료들을 수소가 많이 함유된 가스로 변환시켜 연료전지에 공급하여야 한다. 연료전지발전시스템 개발은 주로 전력이용 측면에서 천연가스를 개질연료로 사용하는 연구가 주류를 이루었으나, 최근에는 전 세계적으로 대기 공해에 시달리고 있는 도시의 환경개선을 위하여 도심용 버스 및 대형 트럭 등에 응용하기 위한 무공해 수송용 자동차엔진의 개발, 국방용 이동전원 개발 및 100㎾ 미만의 현지설치용 및 낙도용 전원으로서 메탄올을 연료로 한 연료전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 한국에너지기술연구소는 한국전력 기술연구원과 공동으로 1989년부터 1992년까지 본체를 제외한 5.9㎾급 인산형 연료전지 발전시스템 즉, 메탄올 연료 개질장치, 운전자동화 시스템, 배열이용 시스템, 종합 배관 등을 설계 구성하여 발전 플랜트의 운전 특성 연구를 수행하였으며, 본 고에서는 이들 설비들의 운전 특성과 발전 플랜트로서의 효율 특성에 대한 고찰을 수행하였다. 본 시스템은 연료개질기가 연결되고 배열을 이용하는 국내최초의 종합적인 연료전지 발전 시스템으로서 개질된 연료로 운전하였을 경우 본체의 효율은 31.9%, 배열을 회수한 종합발전 플랜트의 효율은 45.2%였다.로서, 흰쥐 유선이 LH의 생성처이면서 동시에 작용처이며 유선에서 합성된 GnRH의 조절하에 국부적인 인자로 작용할 가능성을 시사한다.f variation)가 10% 내외로 만족할 만한 범위에 들었다. 본 실험 방법을 타액과 혈청내 testosterone 농도 측정에 응용하여 RIA의 결과와 비교하여 본 바 상관관계가 타액에서 r=0.969, 혈청에서 r=0.990으로 두 결과가 잘 일치하였다. 본 실험에서 측정된 한국인 여성의 타액내 testosterone농도는 107.7$\pm$12.0 pmol／l이었고, 남성의 타액내 농도는 274.2$\pm$22.1 pmol／l이었다. 이상의 결과로 보아 본 연구에서 정립된 EIA 방법은 RIA를 대신하여 소규모의 실험실에서도 활용할 수 있을 것으로 사려된다.또한 상실기 이후 배아에서 합성되며, 발생시기에 따라 그 영향이 다르고 팽창과 부화에 관여하는 것으로 사료된다. 더욱이, 조선의 ${\ulcorner}$구성교육${\lrcorner}$이 조선총독부의 관리하에서 실행되었다는 것을, 당시의 사범학교를 중심으로 한 교육조직을 기술한 문헌에 의해 규명시켰다.nd of letter design which represents -natural objects and was popular at the time of Yukjo Dynasty, and there are some documents of that period left both in Japan and Korea. "Hyojedo" in Korea is supposed to have been influenced by the letter design. Asite- is also considered to have been "Jap

• 한국추진공학회지
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• 제2권2호
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• pp.74-82
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• 1998

복합발전 사이클은 가스터빈이나 스팀터빈으로부터의 출력을 이용하여 전개를 생산하기 위한 발전기를 구동시키고 배영회수기로부터 나온 증기를 스틸터빈에서 팽창시킴으로서 부가적인 동력을 얻는 장치를 가리킨다. 보통 가스터빈 배기로 부터의 온도는 $400{\sim}650^{\circ}C$정도로서 배열회수기에서 효과적으로 스팀을 생산할 수 있는 수준의 온도이다. 복합 사이클은 일반적으로 상부사이클과 하부사이클로 구분하는데 대부분의 열에너지 공급이 이루어지는 상부사이클을 브레이돈사이클 이라하며 브레이돈사이클에서 소비되는 에너지는 보다 낮은 온도 수준인 하부사이클에서 회수된다. 이러한 복합사이클은 최근 들어 더욱 보편적으로 적용되고 있는데 그 이유는 첫째, 가스터빈이나 스팀터빈이 독자적으로도 충분히 기술적인 검증을 받은 열기관으로서 초기에 비해 개발비가 저렴해졌다는 데 있고, 둘째, 작동유체인 공기가 $1000^{\circ}C$ 이상에서도 별다른 문제없이 적용될 수 있는 안전한 유체이고 비용이 전혀 들지 않는다는 점이다. 그 뿐 아니라 스팀터빈에 사용되는 물도 중저온에서 매우 저가로 공급할 수 있고 쉽게 공급이 가능하다는 이점으로 하부사이클에의 적용이 매우 양호하다는 점이다. 최근 소재기술의 개발에 따른 터빈입구온도의 향상은 이러한 복합발전 사이클의 기술적, 경제적 이점을 더욱 강화시켜 주고 있다. 본 연구에서는 3압에 의한 복합사이클에 대한 성능해석을 통하여 상부사이클이 전체 복합발전 성능에 미치는 영향을 조사하였으며 그 결과를 서인천 복합발전 인수 성능시험결과와 비교하였다. 본 연구결과는 현재 개념설계가 이루어지고 있는 장차 150~200MW수준의 산업용 가스터빈 개발에 중요한 방향제시를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제10권10호
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• pp.2786-2793
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• 2009

최근 화석에너지 고갈과 환경규제 강화로 신 재생에너지 개발 및 보급이 시급해지고 있다. 여러 가지 신재생 에너지 중 폐기물을 이용하는 방법이 에너지원의 잠재적 가치를 비교하였을 때 가장 유망한 에너지원으로 인정되고 있으며, 그 중에서도 폐기물을 고체연료로 가공하는 고형연료가 현실적이고 가장 경제적인 방법으로 인정받고 있다. 그러나 산업폐기물의 종류별 연소 시 발생되는 유해가스(HCl, Dioxin 등)와 중금속 등이 문제점으로 지적되고 있다. PVC, alkali metal chloride, alkaline earth metal chloride 등은 Cl을 발생시키는 대표적 물질이며, Cl는 열회수 장치의 부식과 같은 문제를 유발한다. 본 연구에는 두지역의 산업단지에서 고형연료의 재료가 되는 산업폐기물에 미량 존재하는 중금속 성분을 분석하였으며, Cl과 S의 농도를 분석한 결과 B산업단지의 농도가 A산업단지의 농도보다 약간 높게 나타났다. 이를 바탕으로 산업폐기물의 발생원과 연료로서의 RDF의 성능을 개선하기 위한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권3호
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• pp.24-32
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• 2010

본 연구에서는 생활폐기물 전처리 시설 및 재활용 선별시설로 반입되는 필름류를 선별하기 위한 기계식 회전레이크를 개발하였으며, 성능평가 및 환경적합성 검토를 통하여 현장 적용 가능성 평가를 수행하였다. 실험결과 처리용량은 벨트컨베이어속도 38.5 m/min, 레이크 회전속도 26.0 rpm(1,2차 레이크 개수는 각각 39개, 52개, 3차 브러쉬 48개)에서 5.3 ton/hr로 설계용량인 5.0 ton/hr를 만족하였으며, 레이크 회전속도 28.0 rpm에서 필름류 회수율은 92.60%, 순도 96.50%로 매우 높게 나타났다. 본 장치에 대한 소음, 진동 및 비산먼지 농도 등에 대한 환경성 평가 결과, 환경오염법적배출허용 기준치를 모두 만족하는 것으로 조사되었다. 또한, 선별된 필름류를 대상으로 고형연료(RPF; Refuse Plastic Fuel) 제조를 통한 재활용 가능성을 평가한 결과, 발열량 약 9,740.3 kg/kcal, 염소함량 약 0.18%로 고형연료 품질기준 1등급을 만족하였다. 따라서 필름류 선별장치를 재활용 선별시설에 적용할 경우 작업량 증가 및 작업환경의 개선이 가능하고, 필름류 제거를 통한 자동화선별장치의 선별효율을 개선 할 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 선별된 필름류를 고형연료로 제조하면 화석연료의 대체 에너지원으로서 사용 가능할 것으로 사료된다.

• 대한기계학회논문집A
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• 제39권10호
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• pp.985-993
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• 2015

자유피스톤 스털링 엔진(Free-piston Stirling Engine, FPSE)은 석유자원 고갈로 인한 에너지 비용 상승으로 활발하게 연구되고 있는 신재생 에너지와 폐에너지 회수를 위한 핵심 에너지 변환장치로 주목받고 있다. 기존 스털링 엔진은 두 개의 피스톤과 기구부로 구성되어 열에너지를 기계동력을 변환한다. FPSE 는 기존 스털링 엔진의 단점인 기구부를 제거하고 각각의 피스톤에 스프링을 연결하여 진동 시스템으로 구성된 엔진으로서, 올바른 엔진 설계 및 운전 제어를 위하여 정교한 동역학 성능 예측이 필수적이다. 본 논문에서는 FPSE 의 외부 부하를 고려한 동역학 성능 예측 모델을 제시하고 선형 및 비선형 해석을 통한 성능 예측 방법론을 제시하였다. 선형 해석은 고유치 해석을 통한 근궤적 선도를 이용하여 엔진의 작동점을 예측한다. 비선형 해석은 외부 부하 감쇠의 선형항과 비선형항을 고려하여 수치적분을 통해 엔진 피스톤의 진폭을 예측한다. 이러한 동역학 성능 데이터는 엔진 출력 성능 예측에 활용된다. 또한, 본 논문의 해석 모델은 대표적인 FPSE 인 RE-1000 의 실험결과 및 기존 해석 연구들과 비교/검증하여 신뢰성을 검토하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.83-89
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• 2020

지난 수십년간 인류에게 핵심적인 에너지 자원이었던 화석연료가 갈수록 고갈되고 있고, 산업발전에 따른 오염이 심해지고 있는 환경을 보호하기 위한 노력의 일환으로, 친환경 이차전지, 수소발생 에너지 장치, 에너지 저장 시스템 등과 관련한 새로운 에너지 기술들이 개발되고 있다. 그 중에서도 리튬이온 배터리 (Lithium ion battery, LIB)는 높은 에너지 밀도와 긴 수명으로 인해, 대용량 배터리로 응용하기에 적합하고 산업적 응용이 가능한 차세대 에너지 장치로 여겨진다. 하지만, 친환경 전기 자동차, 드론 등 증가하는 배터리 시장을 고려할 때, 수명이 다한 이유로 어느 순간부터 많은 양의 배터리 폐기물이 쏟아져 나올 것으로 예상된다. 이를 대비하기 위해, 폐전지에서 리튬 및 각종 유가금속을 회수하는 공정개발이 요구되는 동시에, 이를 재활용할 수 있는 방안이 사회적으로 요구된다. 본 연구에서는, 폐전지의 재활용 전략소재 중 하나인, 리튬이온 배터리의 대표적 양극 소재 Li2CO3의 나노스케일 패턴 제조 방법을 소개하고자 한다. 우선, Li2CO3 분말을 진공 내 가압하여 성형하고, 고온 소결을 통하여 매우 순수한 Li2CO3 박막 증착용 3인치 스퍼터 타겟을 성공적으로 제작하였다. 해당 타겟을 스퍼터 장비에 장착하여, 나노 패턴전사 프린팅 공정을 이용하여 250 nm 선 폭을 갖는, 매우 잘 정렬된 Li2CO3 라인 패턴을 SiO2/Si 기판 위에 성공적으로 형성할 수 있었다. 뿐만 아니라, 패턴전사 프린팅 공정을 기반으로, 금속, 유리, 유연 고분자 기판, 그리고 굴곡진 고글의 표면에까지 Li2CO3 라인 패턴을 성공적으로 형성하였다. 해당 결과물은 향후, 배터리 소자에 사용되는 다양한 기능성 소재의 박막화에 응용될 것으로 기대되고, 특히 다양한 기판 위에서의 리튬이온 배터리 소자의 성능 향상에 도움이 될 것으로 기대된다.