• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권5호
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• pp.660-667
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• 2010

본 연구에서는 고분자 막을 이용하여 6대 온실가스 중 가장 높은 지구온난화지수를 갖는 육불화황(sulfur hexafluoride, $SF_6$)의 회수에 관한 연구를 실시하였다. 막 소재로 이미드 계열의 Matrimid 5218 소재를 건/습식 상전이 법을 이용하여 중공사 형태로 제조하고, 표면 실리콘 코팅 후 모듈을 제조하였다. 제조된 중공사 막은 전자주사현미경 관찰을 통하여 외부 표면에 치밀한 선택층과 망상구조의 하부로 이루어진 비대칭 구조를 확인하였다. 막의 기체투과 특성 확인을 위하여 온도와 압력 변화에 따른 $N_2$, $SF_6$ 단일 기체투과를 실시하였으며, 운전 조건에 따라서 0.78~1.36 GPU의 $N_2$ 투과도와 2.44-5.08의 $N_2/SF_6$ 선택도를 나타냈었다. 제조된 모듈의 혼합기체 분리거동 관찰을 위하여 10 vol.% $SF_6$ 농도를 갖는 $N_2/SF_6$ 혼합기체를 이용하여 온도, 압력, retentate 유량을 달리하여 실시하였으며, 실험을 통하여 압력과 온도 증가 및 retentate 유량 감소에 따라서 회수된 가스 중에 $SF_6$의 농도는 증가되어 최고 37.5 vol.%를 나타낸 반면 회수율은 감소되는 경향을 나타내었으며, 동일한 온도와 압력에서 retentate 유량 증가에 따라서 $SF_6$ 농도는 감소되는 반면 회수율이 증가하여 최고 89%의 회수율을 나타내었다.

• 한국습지학회지
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• 제21권spc호
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• pp.149-156
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• 2019

기후변화에 대한 기존 댐의 수문학적 안전성을 평가하고 적응방안을 마련하는 것은 장기적인 물공급과 관리 측면에서 중요하다. 국내 주요 댐은 '시설물의 안전 및 유지관리에 관한 특별법'에 따른 주기적인 점검과 유지보수를 통해 안전을 확보하도록 하고 있다. 특히 정밀안전진단을 수행할 경우에는 가능최대강수량(PMP)을 이용한 수문학적 안전성을 평가하고 위험에 대비하도록 하고 있다. 본 연구에서는 기후변화가 댐의 수문학적 안전성에 미치는 영향을 평가하기 위해 RCP4.5와 RCP8.5 온실가스 배출시나리오에 기반해 산정한 미래 가능최대강수량(PMP)을 이용하였다. 분석기간은 2011년~2040년, 2041년~2070년, 2071년~2100년으로 선정하였다. 국내 4개 댐(A, B, C, I)을 대상으로 가능최대홍수량(PMF)에 대해 평가한 결과 RCP 시나리오와 분석기간에 따라 다소 차이는 있으나 기후변화가 3개 댐(A, B, I)의 월류 위험성을 증가시킬 것으로 나타났다. 이 결과는 기존 댐의 기후변화 적응을 위해서는 비구조적 대책과 더불어 장기적인 구조적 대책 마련도 필요함을 시사하였다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제9권1호
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• pp.1-9
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• 2006

포획된 $CO_2$ 의 지질학적 저장은 기후 보호를 위한 온실가스 방출 감소의 새로운 방법이나, 유체의 땅속 주입과 관련된 기존의 확립된 기술에 근거하고 있다. 이 기술에 대해 관심있는 지층 구조는 현재 가행 중이거나 고갈된 석유, 가스층, 그리고 심부 염수 대수층이다. 저장 능력에 대한 예측은 지층구조내에서 $CO_2$의 거동 모델들에 의해 좌우되는데, 이들 모델들은 정제되고 입증될 필요가 있고 모니터링 방법들도 개발되고 증명될 필요가 있다. 이 필요성들은 모니터링 되어지는 시범이나 연구 프로젝트를 통해 충족될 수 있다. 현재 $CO_2$ 저장을 시범해 보이는 상업적 프로젝트에는 Sleipner, Weyburn, ORC, In Salah가 있으며, 연구 프로젝트로는 West Pearl Queen, Nagaoka, Frio가 있다. 이 논문에서는 모니터링 되는 주입 프로젝트들 중 몇 개에 대해 서술한다. $CO_2$ 저장에 사용되는 저류층들과 관련된 모니터링 기술들을 간단히 살펴본다. 모델들을 증명하고 기술들을 개발하기 위해 이용되는 작은 규모의 연구프로젝트들이 기후 변화 완화에 이 기술들의 실행 가능성을 확립하는 큰 규모의 모니터링되는 주입들에 유용한지에 대해서는 논란거리이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권8호
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• pp.502-507
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• 2016

화석연료에 기반을 둔 경제구조에서 수소경제로의 이행은 에너지 안보와 기후변화의 대응이라는 측면에서 중요한 과제이다. 이러한 경제구조의 변환과정에서 발생할 수 있는 파급효과를 사전적으로 분석하는 연구가 필요하다. 따라서 이 논문은 동태 연산일반균형모형을 이용하여 수소에너지 도입이 경제와 환경에 미치는 영향을 분석하였다. 첫째, 수소 에너지 도입은 투자증대와 생산비용의 감소를 통해 GDP 증대에 기여한다. 둘째, 수소에너지와 같은 신재생에너지 도입을 위한 정부보조의 경우 재원마련을 위한 세수증대로 인해 총수요가 감소하는 효과가 있다. 마지막으로 화석연료에서 수소경제로 전환시키는 수소에너지 도입은 이산화탄소 배출을 감소시키는 환경적 효과가 있다 온실가스 감소를 통한 기후변화에 보다 효과적으로 대응하기 위해서는 신재생에너지에 기반을 둔 수소에너지로의 전환이 필요하다. 즉 정부는 지속가능성에 기반을 둔 수소에너지 정책을 추진해야 하며, 향후 신재생에너지에 기반을 둔 수소에너지 도입의 경제적, 환경적 효과를 분석할 필요성이 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4560-4571
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• 2013

현재 전 세계적으로 도시에서 발생하는 다량의 온실가스로 인한 기후변화 문제가 증가하고 있다. 이러한 기후변화 문제를 해결하기 위해서는 궁극적으로 도시가 저탄소 구조로 변화되어야하며 계획을 수립하는 초기 단계부터 도시구조의 설계 및 운영, 유지 관리단계로 이어지는 도시계획의 전 과정이 통합적으로 고려되어야만 한다. 이에 본 연구는 저탄소 도시계획을 수립하는 초기 단계에서 유지 관리의 전 과정을 평가할 수 있는 방안을 모색하였으며 이를 적용한 사례분석을 통하여 평가결과를 도출하고자 하였다. 이를 위해 단계를 3단계로 구분하고 단계별로 8개 부문, 30개의 세부평가지표를 도출하였으며 이를 바탕으로 국 내외의 선진사례의 적용 실태분석과 관련 전문가들의 설문을 통한 평가결과를 도출하였다. 그 결과 국내의 저탄소 도시계획 수준을 향상시키기 위해서는 도시계획 수립단계에서 정책 및 제도적 장치가 마련되어 지역적 특색에 맞는 계획의 도입이 이루어져야 한다. 또한 설계 및 운영 단계에서는 이를 구체화 시켜 실행할 수 있는 다양한 접근방법이 필요하며, 유지 관리단계에서는 다양한 이해관계자들의 참여와 관리방안이 요구됨을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.45-55
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• 2015

현재 전 세계적으로 자연적, 인위적 요인으로 인하여 이상기후가 나타나고 있다. 이상기후의 대표적인 것으로 슈퍼태풍, 극한폭설, 폭염과 같은 극한 기후현상이 초래된다. 1970년대 산업화 시대 이후 급격하게 지구의 온도가 상승하는 것을 알 수 있으며, 이로 인하여 발생하는 가장 큰 문제점은 지구 온난화이다. 지구 온난화에 영향을 미치는 온실가스의 종류로는 이산화탄소, 과불화탄소, 아산화질소, 메탄과 같은 다양한 종류의 화학성분이 존재하며 특히 이산화탄소가 약 90%의 비중을 차지하는 것을 알 수 있다. 콘크리트의 경우 건설재료로써 탁월한 내구성능을 지니고 있으며, 사회기반시설물 건설 재료로 70%이상 사용되고 있다. 그러나 콘크리트는 타설직후 물리 화학적으로 다양한 환경조건으로부터 성능저하 현상이 발생하기도 한다. 특히 대기중의 이산화탄소는 콘크리트 알칼리도 저하에 따른 철근을 부식시키고 내구성 저하를 초래하게 된다. 따라서 본 연구에서는 풍속, 일조시간에 관하여 양생 한 후 콘크리트의 탄산화 실험을 접목시켜 탄산화 깊이와 탄산화 속도계수를 측정하고 이를 바탕으로 만족도 확률 곡선을 통하여 성능중심평가(Performance Based Evaluation(PBE))를 수행 할 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권5호
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• pp.647-655
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• 2021

IMO에서는 선박으로부터 온실가스 감축을 위해 선박의 에너지효율 증진에 관한 논의를 진행하고 있다. 현재, 선박으로부터 발생되는 폐열을 이용한 ORC 발전 시스템을 적용함으로써 선박으로부터 높은 에너지 변환 효율을 기대할 수 있다. 이 기술은 물보다 더 낮은 온도 범위에서 증발하는 프레온 또는 탄화수소 계통의 유기 매체를 작동 유체로 사용한다. 이를 통해 상대적으로 낮은 저온에서 증기(기체)를 생성 및 동력을 발생시킬 수 있다. 본 연구에서는 유기 랭킨 사이클인 ORC 발전 시스템에서 냉매와 폐열 사이 열·유동해석(Analysis of Heat flow)을 3D 시뮬레이션 기법을 이용하여 구조물의 내·외부에 흐르는 유체가 온도 변화, 속도 변화, 압력 변화 및 질량 변화를 통해서 구조물에 어떤 영향을 미치는지를 분석하고자 하며, 동 연구는 이 기법을 이용하여 ORC 발전 시스템에서 냉매와 선박 주기관의 배기가스로부터 일어나는 열교환기의 열전달을 해석하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제23권5호
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• pp.75-83
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• 2019

파리기후협정에 따른 온실가스 자발적 감축 의무 이행을 위해 세계적으로 석탄발전과 원자력발전의 비중을 줄이고 태양광 발전을 비롯한 재생에너지의 보급에 국가적 노력을 기울이고 있다. 우리나라도 법령을 도입하여 2040년까지 재생에너지의 발전비중을 30~35%까지 늘리고자 하고 있다. 또한 국외에서는 태양광 발전을 보도 및 도로에 적용하고자 하고 노력하고 있으나 국내의 경우 관련 연구가 전무한 실정이다. 따라서 태양광발전 도로를 개발하기 위한 선행연구로서 보도 및 광장에 적용가능한 태양광 발전 콘크리트 블록을 개발하였으며 이를 현장에 시공하여 적용성을 평가하였다. 실내실험결과 압축강도는 25.5~35.7MPa이 측정되었고 휨강도는 5.1~10.5MPa이 측정되어 국내 기준은 모두 만족하는 것으로 나타났으나 단위시멘트량이 많을수록 부순잔골재의 혼입에 따라 강도가 낮게 측정되었다. 흡수율은 최대 5.7%로 나타나 국내 기준인 7%이하를 만족하였으며 동결융해시험 결과 100싸이클 후 압축강도 감소율은 최대 6.3%로 나타나 양호한 수준으로 측정되었다. 시공 후 침하량을 측정결과 최대 2.498mm가 측정되었으며 전면적에 대해 불규칙한 침하가 발생하였는데 이는 시공시 모래층의 다짐이 불량하였거나 우수에 의한 모래 유출로 인한 것으로 판단된다. 초기발전량의 경우 일사량을 고려하면 적정량이 측정되었다. 태양광 패널과 콘크리트 블록의 유지관리 기법은 추후 연구를 통하여 보다 효율적으로 확립할 필요가 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.43-52
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• 2021

국제 물류수송을 위해 연약지반에서의 항만개발이 활발하게 추진됨에 따라 항만구조물의 안정성 확보를 위해 시멘트를 원지반 흙과 혼합하여 연약지반에 직접 개량체를 형성하는 심층혼합공법의 적용도 지속적으로 이루어지고 있다. 그러나 시멘트의 경우 제품의 생산과정에서 많은 온실가스를 배출하는 문제가 있어 탄소중립이라는 국가적 목표 달성을 위해 새로운 대체재료의 개발 및 사용이 사회적으로 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 순환자원을 재활용하여 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 CMD-SOIL을 심층혼합공법용 지반개량재로 사용하여 현장에 적용하고, 적용성을 평가함으로써 시멘트의 대체 가능성을 판단하고자 하였다. 연구결과, 설계기준강도 대비 CMD-SOIL의 압축강도는 현장 배합시험에서 1.46 ~ 2.64배, 확인보링에서 대비 1.2 ~ 5.03배 높은 수준을 나타내어 항만구조물의 안정성 확보에 요구되는 충분한 압축강도의 발현이 이루어지는 것으로 분석되었다. 또한 설계기준강도에 대한 현장에서의 압축강도의 비(λ)도 0.63 ~ 1.14로 기존의 연구결과와 유사한 결과를 나타내어 포틀랜드 시멘트, 고로슬래그 시멘트 등의 기존의 재료와 비교할 때 적용성의 차이는 없어 시멘트를 대체하여 심층혼합공법용 지반개량재로서의 사용이 가능할 것으로 분석되었다.

• 멤브레인
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• 제33권6호
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• pp.362-368
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• 2023

이 연구 논문은 기후 변화에 대한 전 세계적인 우려와 온실 가스 배출 감소를 위한 필수적인 요구에 대응하여 마이크로기공 고분자(PIM-1)의 이용을 탐구한 것이다. 연구는 PIM-1 막을 이산화탄소(CO₂) 가스 분리 막으로 사용하는 현대적인 소재로서의 응용에 집중하고 있다. 연구는 PIM-1 막의 합성, 분자량 제어, 그리고 제각각의 특성 분석 기술을 통해 포괄적인 통찰을 제공하며, 이러한 특성 분석 기술을 통해 PIM-1의 고유한 교차결합 및 강성 구조에서 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 가교된 구조로부터 비롯된 내재적 다공성이 특히 이산화탄소의 선택적 투과에 활용되고 있다. 논문은 PIM-1의 튜닝 가능한 화학적 특성을 강조하며, 가스 분리 막의 맞춤 및 최적화를 가능케 하는 특성에 대한 이해를 제시하고 있다. 분자량을 통제함으로써 고분자량(H-PIM-1) 막은 낮은 분자량 대비 더 뛰어난 CO₂ 투과성과 선택성을 나타내며, 이를 통해 PIM-1 막의 특성을 조절하는 데 분자량의 중요성을 강조하고 있다. 연구 결과는 PIM-1 막 특성을 조절하는 데 분자량이 중요한 역할을 하는 것을 강조하며, 이는 기후 변화의 긴급한 글로벌 도전에 대응하기 위한 효율적이고 선택적인 CO₂ 포집을 위한 차세대 막 기술의 발전에 기여하고 있다.