• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.441-446
• /
• 2016

Alcohols are particularly attractive as alternative fuels because they are a renewable resource. This paper describes the performance and emission characteristics of ethanol and methanol gasoline blended fuels in a spark ignition engine. This experimental results showed that alcohol gasoline blended fuels decreased the torque, brake mean effective pressure, and brake power decreased when alcohol blended fuels were applied to a gasoline engine and also CO, HC and NOx emissions were reduced in accordance with the contents of alcohol contents.

• 월간피드저널
• /
• 제5권6호통권46호
• /
• pp.60-64
• /
• 2007

석유의 매장량은 한정되어있고 석유에 대한 수요량은 지속적으로 증대됨에 따라 국제원유가격은 끝없이 치솟고 있다. 아울러 석유를 비롯한 화석연료는 지구온난화를 가속시키고 있어 대체에너지의 개발에 세계가 관심과 노력을 경주하고 있다. 세계최대의 석유소비국인 미국에서는 지속적 재생이 가능하고 온실가스발생이 적은 biofuel의 생산에 박차를 가하고 있는데 특히 옥수수를 이용한 에탄올 생산을 지속적으로 증대시켜 화석연료의 사용량을 줄이겠다는 원대한 계획을 Bush대통령이 직접 진두지휘하고 있다. 이러한 정책의 결과로 이미 국제 옥수수가격은 폭등하고 있다. 옥수수가 에탄올 생산에 사용되는 비중이 높아짐에 따라 사료용 옥수수 가격의 지속적인 상승이 예상되는 한편 부산물로 생산되는 옥수수주정박(DDGS; distiller's dried grains with solubles) 공급량의 지속적인 증가도 예상된다. 이러한 대세가 원료수입 의존도가 높은 한국의 사료산업과 축산업계에 미치는 충격을 최소화 하기 위해서는 대체사료자원의 개발과 DDGS의 활용에 관한 관심과 연구가 그 어느때 보다 더욱 절실하게 요망된다. 차제에 DDGS에 대한 이해와 사료적가치평가 및 활용에 보탬이 되고자 앞으로 biofuel과 DDGS산업개황, DDSG의 물리화학적 특성, 영양성분 및 품질변이, 축종별 사용방안, DDGS의 상대적 가치, 구매요령 등에 대하여 약 10회에 걸쳐 연재로 소개하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제25권4호
• /
• pp.419-424
• /
• 2014

Direct ethanol fuel cell has been fabricated with ceramic membrane. A porous silicon carbide (SiC) membrane having approximately 30% porosity has been applied for a direct ethanol proton exchange membrane (DE-PEM) fuel cell. A horizontal type cell having Pt ($18mg/cm^2$) catalyst layer on both side of the ceramic membrane was used for the demonstration test. The ethanol oxidation based-fuel cell stack showed very high voltage (1.289V) and measurable current level (68mA) even though at room temperature.

• 한국자동차공학회논문집
• /
• 제19권6호
• /
• pp.107-112
• /
• 2011

FFV(Flexible Fuel Vehicle) is the vehicle that can be used liberally from gasoline to E100(Ethanol 100%) for fuel. Recently, interest in the bio-fuel is increased by the environmental factors like exhaustion of the fossil fuel and ruduction of greenhouse gases. For the reason, adopting of FFV is activated in the world including North and South America. In general, bio-ethanol has highly corrosive substance in compare with gasoline. In the part of fuel system, corrosion can make a safety problem in case of fuel leakage and engine starting problem. So the fuel system of FFV have to be made of high corrosion-resistant materials. This study examined the effect of bio-ethanol on the durability properties according to component materials in FFV fuel pump motor and regulator using the High Temperature Fuel Circulation Test.

• 한국막학회:학술대회논문집
• /
• 한국막학회 1993년도 제1회 하계분리막 Workshop
• /
• pp.31-56
• /
• 1993

투과증방법은 역삼투법보다 더 먼저 개발이 진행되었으나 에너지의 소비가 증류법보다 높아 상업화가 진행되지 못하다가 연료용 에탄올의 탈수공정중 공비혼합물 분리공정에서 고순도의 에탄올제조시 증류법과 혼합하여 사용되고 있다. 그러나 다른 유기물의 분리에 적용하기 위해서는 막재료의 개발이 시급히 요구되고 있다. 이 외에도 가스분리, 투석등도 상업화가 진행되고 있지만 아직은 초기단계에 머무르고 있는 실정이므로 여기에서는 막분리기술의 공정설계를 설명하기 위하여 가장 많이 보급되고 개발이 많이 진행된 역삼투막 공정을 중심으로 공정설계를 설명하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제19권5호
• /
• pp.423-429
• /
• 2008

This work was carried out to improve the performance of anodic electrocatalysts in direct ethanol fuel cell(DEFC). PtRu and $Pt_5Ru_4M$(M= Ni, Sn, Mo and W) electrocatalysts were prepared by using a $NaBH_4$ reduction method. Alloy crystal structure and particle size of electrocatalysts were characterized by X-ray diffraction(XRD) and transmission electron microscopy(TEM). The XRD analysis of the electrocatalysts revealed that the face-centered cubic(fcc) peaks shifted to slightly higher diffraction angles when third metals were added. Average size of the uniform particles was observed to be approximately $3{\sim}3.5\;nm$ from the TEM image. The electrochemical measurements were carried out in the solution 1M $H_2SO_4$ and 1M $C_2H_5OH$ at room temperature. Cyclic-voltammogram results showed that $Pt_5Ru_4W$ electrocatalyst exhibited much higher current density for ethanol oxidation of $2.73\;mA/cm^2$ than PtRu electrocatalyst of $0.73\;mA/cm^2$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.90.1-90.1
• /
• 2011

연료전지 분리판은 연료, 공기, 수분이 흐를 수 있는 채널들이 포함되어 있으며, 전지들에 의해서 생산되는 전류를 흐르게 할 수 있는 전기전도성을 가져야 할 필요가 있다. 일반적인 금속판들은 연료전지 스택 내의 산성 분위기에 존재해야 하기 때문에 표면 부식이 쉽게 발생한다. 그라핀(graphene)은 우수한 전기전도성을 가지고 있을뿐만 아니라 물리화학적 내식성 및 내구성을 가지고 있어 연료전지 분리판으로서 응용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 널리 사용하고 있는 스테인리스강(stainless steel)을 모재로 사용하였으며, 그라핀을 전기분무법(electro spray coating)으로 코팅하여 스테인리스강의 내식성 및 전기전도성을 동시에 향상시키고자 하였다. 그라핀은 에탄올을 용매로 사용하여 분산하였으며, 분산제로 소량의 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane)을 첨가하여 코팅용액을 제작하였다. 코팅공정은 15kV 전압을 가하여 1시간동안 코팅을 진해하였으며, 그라핀-스테인리스강 모재의 미세구조를 전자현미경과 광학현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 X-선 회절분석법을 이용하여 그라핀의 결정구조를 분석하였다. 한편 스택의 내부와 유사한 산화성 분위를 모사하기 위해 $80^{\circ}C$의 0.1N $H_2SO_4+2ppm\;F^-$ 용액에서 내식성 실험을 수행하였고, 면간접촉저항도 측정하였다. 그라핀이 코팅된 스테인리스강 시편은 고분자전해질 연료전지 분리판의 요구조건을 만족하였으며, 연료전지 분리판으로서의 적용가능성을 확인하였다.

• KSBB Journal
• /
• 제23권1호
• /
• pp.1-7
• /
• 2008

비록 전 세계적으로 많은 수의 소규모 시범 셀룰로식 에탄올 생산연구가 보고되고 있으며 셀룰로식 에탄올 생산을 위한 많은 연구들이 진행되고 있지만 현재까지 전분계나 설탕계 에탄올과 경쟁할 수 있을 정도의 경제적 생산이 가능한 상용화된 셀룰로식 에탄올 생산시설은 현재까지 보고 된 바 없다. 또한 일부 환경경제학자들은 옥수수 작물자체가 수확기까지 많은 양의 수분과 에너지를 필요로 하고 매년 토양을 침출시키는 작물이어서 환경적인 문제점을 불러 올 수 있다는 점, 이후 옥수수 바이오매스로부터 에탄올을 생산할 때까지 들어가는 에너지의 양이 높다는 점등을 지적하며 옥수수로부터의 에탄올대량생산에 신중해야 한다는 의견도 있다(24). 하지만 가까운 장래에 석유를 대체할 액체연료 중 에탄올이 가장 적합하다는 미국이나 유럽의 목표에 따라 옥수수 줄기나 잎을 이용한 셀룰로식 에탄올 생산계획은 계속해서 추진될 것으로 보이며 상용화도 미국정부의 계획대로라면 수년 내에 이루어 질 것으로 보인다. 셀룰로식 에탄올의 상용화를 위해서는 여러 점들을 고려하여야 한다. 첫째로, 분자 및 유전자 수준까지의 식물에 대한 이해가 필요하다. 왜냐하면 이러한 지식의 바탕에서 바이오매스를 효과적으로 정제할 수 있는 방안들이 가능하기 때문이다. 이를 위해서는 셀룰로스보다 상대적으로 덜 알려진 식물체 내에서의 리그닌 합성경로 및 결합구조나 헤미셀룰로스의 합성 및 리그닌과의 결합관계 둥에 대한 연구가 더욱 필요하다. 둘째로는 셀룰로식 에탄올생산의 상용화를 위해서는 화석연료의 수요를 대체할 수 있는 작물의 개발과 수확작물을 처리하여 공장이나 공업단지까지 경제적으로 수송할 수 있는 방법이 개발되어야 한다. 현재 거론되고 있는 셀룰로식 에탄올공장의 생산규모를 연간 1억 내지 1억 8천만 리터 정도의 규모로 생각하고 연간 250-300일 작업 기준으로 생각한다면 적어도 하루 2000톤 정도의 biomass를 처리하여야 됨으로 이 정도의 바이오매스가 지속적이고, 경제적으로 공급되어야 한다. 미국의 경우, 옥수수작물이 셀룰로식 에탄올 생산을 위해 가장 적합한 원료물질로 거론되고 있다. 이는 현재 옥수수 열매 는 전분이나 에탄올 생산을 위해 공장으로 수송되지만 엄청난 양의 잎과 줄기는 밭에 남겨져 있기 때문이다. 이들 corn stover로 통칭되는 식물원료 물질이 바이오매스 중 연간 생산량이 가장 많은 1억 건조 톤 이상으로 현재로도 공급이 가능하고 잠재적으로는 10억 톤까지도 생산될 수 있다고 전망하기 때문이다. 따라서 미국의 경우 셀룰로식 에탄올의 생산은 corn stover의 이용이 불가피해 보인다. 더불어 톱밥이나 임업부산물의 경우는 현재 3800만 건조 톤 정도의 공급이 가능하며 미래 3억 7000만 건조 톤이 공급될 수 있을 것으로 예상하고 있다(25). 하지만 이러한 자원은 부피가 크고 무게가 가벼워 수송밀도가 낮아 고밀도 형태로 운송할 수 있는 방법이 모색되어야 한다. 또한 원료물질을 처리 시설까지 운반하는 운송비를 줄일 수 이는 다른 방법들도 모색되어야한다. 셋째로는 바이오매스의 구조를 당화과정과 발효과정에 적합하게 변환시킬 수 있는 경제성 있는 전처리 방법의 개발이 필수적이다. 이상적 전처리 방법은 리그닌을 효과적으로 분리해내 이를 이용한 공정에 필요한 에너지로 사용하거나 차후 부가가치가 높은 물질의 원료로 사용할 수 있게 하여야 한다. 또한 헤미셀룰로스와 셀룰로스의 손실을 최소화하여 차후 이들 식물탄수화물을 이용한 에탄올 생산을 극대화할 수 있는 방법이어야 하며 이와 함께 경제성을 담보하여야 한다. 이러한 전처리방법의 개발은 현재까지 개발된 여러 전처리 방법들의 장단점들을 파악하고 이를 극복할 수 있는 방법들을 모색하는 노력으로 가능할 수 있겠다. 마지막으로 5탄당과 6탄당을 동시에 발효할 수 있는 미생물 균주의 개발이나 효소비용을 획기적으로 줄일 수 있는 생산방법이 개발되어야 하겠다. 이는 셀룰로식 에탄올이 90% 이상의 높은 수율과 시간당 1.5-2.5 g/L의 생산성을 보이고 있는 전분이나 설탕으로부터 생산되는 에탄올과 경쟁력을 갖기 위한 필수적인 요소이기 때문이다.

• 한국응용과학기술학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.118-128
• /
• 2016

대기오염에 관한 관심은 국내 외에서 점진적으로 상승하고 있으며, 자동차와 연료 연구자들은 청정(친환경 대체연료) 연료와 연료품질 향상 등을 이용하여 새로운 엔진 설계, 혁신적인 후 처리 시스템 등의 많은 접근을 통하여 차량 유해 배기가스를 감소시키려고 노력하고 있다. 이러한 연구들은 가솔린 자동차의 배출가스 및 가솔린 차량의 PM 입자 배출 등의 두 가지 이슈로 진행되고 있다. 자동차의 배출가스 및 PM(입자상 물질) 입자는 환경오염과 인체에 악영향을 주는 많은 문제를 일으키고 있다. 추가로, 함산소 첨가제로서 연료에 포함된 MTBE (Methyl Tertiary Butyl Ether)에 대한 환경 문제점을 연구하고 있다. 연구자들은 MTBE가 건강에 미치는 영향에 대한 많은 데이터를 가지고 있다. 이러한 데이터는 높은 MTBE 용량에서 잠재적인 발암 물질 임을 결론짓고 있다. 함산소 연료첨가제 유형 (MTBE, 바이오 ETBE, 바이오 에탄올, 바이오 부탄올)에 기초하여, 본 논문은 가솔린 연료 물성 및 증발가스 배출 특성에 대해 산소함량의 영향을 검토하였다. 또한, 연료물성에 대한 휘발유 차량의 가속 및 출력 성능을 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제51권2호
• /
• pp.250-256
• /
• 2013

휘발유는 온도 및 햇빛 노출 등의 저장환경에 따라 산화에 의해 유기산 및 중축합 고분자 물질(검질)이 생성되어 금속재료의 부식과 고무수지 등의 열화 및 연료공급 시스템의 축적물로 남아 차량 문제를 유발시킬 수 있다. 최근에 LPG와 휘발유 겸용 차량에서 장기간 사용하지 않은 휘발유가 차량문제를 유발하거나, 옥탄가가 비이상적으로 낮은 연료들이 출현하고 있지만 명확한 원인규명이 되지 않은 상황이다. 이에, 휘발유의 산화에 대한 명확한 규명을 통해 저장환경, 품질변화 추정 등 관리방안을 제시하고자 하였다. 휘발유의 산화특성 규명을 위해 현재 유통되고 있는 자동차용 휘발유와 향후 보급가능 바이오에탄올 혼합연료(바이오에탄올 10%)에 대해 저장용기(차량 연료탱크, 폴리에틸렌(PE) 재질 및 철재 용기) 별, 저장환경(햇빛 노출(옥상), 햇빛 비노출(창고)), 대기 중 공기노출 등에 대한 산화열화 영향을 산화가 일어나기 쉬운 여름철(6월~10월)에 18주간 저장평가하여 실제 품질기준 항목에 미치는 영향을 분석하였다. 폴리에틸렌(PE) 재질 용기의 경우 마개 틈 또는 표면으로의 고옥탄가 저비점 성분의 증발로 옥탄가의 품질기준이 벗어나는 경우가 있었다. 특히 햇빛 노출의 상태에서는 휘발유 산화와 저비점 성분의 증발로 옥탄가 및 증기압이 급격히 감소하였고, 검(gum)질도 과량 생성되었다. 바이오에탄올 혼합연료도 유사한 결과를 나타내었다.