• 멤브레인
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• 제8권2호
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• pp.59-68
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• 1998

고정발생원으로 부터 배출되고 있는 이산화탄소를 분리하여 회수 및 재이용하는 기술개발이 에너지 보전 측면에서 뿐만 아니라 환경오염 문제 등을 해결할 수 있는 중요한 과제이다. 특히 내열성, 내식성 및 기계적 강도가 뛰어난 세라믹의 특성을 이용한 기체분리막을 응용한다면 고온으로부터 저온까지의 폭넓은 온도, 압력, 가스조성의 배기가스로부터 이산화탄소를 분리하는 것이 가능해 진다. 따라서 본 총설에서는 현재 일본에서 국책과제로 진행되고 있는 이산화탄소의 고온분리에 대한 연구개발(이하, '$CO_2$ 프로젝트'로 약칭) 현황을 소개하고자 한다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.258-264
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• 2009

가스하이드레이트를 이용하여 이산화탄소+수소 혼합가스로부터 이산화탄소를 선택적으로 분리, 회수하기 위한 공정개발의 가능성을 살펴보고자 상평형 조건을 측정하였다. 100 nm의 공극 직경을 갖는 실리카겔 공극 내에서 형성되는 가스하이드레이트-물-기체의 삼상평형 하이드레이트 해리조건을 측정하였으며, 274.15 K에서 하이드레이트-기체의 이상조건 상태로 유지한 상태에서 이산화탄소의 농도변화에 따른 기상 및 하이드레이트상의 가스 조성을 분석하였다. 일정한 온도조건에서 기상의 이산화탄소 농도가 증가할수록 평형해리압력은 감소하는 경향을 보였으며, 순수 물에서의 상평형 압력과 비교하면 실리카겔 공극에서의 하이드레이트 상평형은 모세관효과에 의해 생성저해 현상이 발생하였다. 42 mol% 이산화탄소와 58 mol% 수소 혼합가스로부터 얻어지는 가스하이드레이트상의 조성은 이산화탄소 95 mol% 상으로 측정되었는데, 이는 기존의 순수 물을 이용하여 가스하이드레이트를 제조함으로써 이산화탄소를 농축, 분리하는 방법에 비해 매우 향상된 결과를 보여주고 있다. 하이드레이트 슬러리를 제조하여 2단 반응으로 분리하는 기존 방법에 비해 공정을 단순화할 수 있는 이 방법은 고정층 반응기로 쉽게 적용이 가능하므로 유용한 연소 전 이산화탄소 회수방법으로 이용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4D호
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• pp.603-611
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• 2011

1997년 온실가스 감축을 위한 교토의정서가 채택된 이후 각 국가들은 대표적인 온실가스인 이산화탄소를 줄이기 위하여 전 산업에 걸쳐 다각적인 노력을 하고 있다. 건설산업에서도 온실가스 배출량을 고려한 Passive Design 이나, LCA기준에 의한 환경영향평가와 같은 소프트웨어적 기술의 개발 그리고 설비시스템의 조정이나 친환경 자재의 개발과 같은 하드웨어적 기술의 개발과 같이 두 가지 형태의 기술이 다양한 방법으로 개발됨으로써 이산화탄소 저감을 시도하고 있다. 그러나 건설산업에서 세부공정을 고려한 이산화탄소 배출과 관련한 연구는 전무하다. 본 연구에서는 철도노반공사 중에서 이산화탄소 배출량이 가장 많은 공정인 토공사를 대상으로 장비조합에 따른 이산화탄소 배출량을 산출하여 장비조합과 이산화탄소 배출량 그리고 공사기간의 상관성을 분석하였다.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.124-129
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• 2015

본 연구에서는 5~30 bar의 이산화탄소에 대한 DMPEG250 (dimethyl ether of polyethylene glycol), DEC (diethyl carbonate), DMC (dimethyl carbonate), 그리고 TAT (triacetin)의 용해도를 측정하기 위해 일정 부피법에 따른 용해도 측정 장치를 사용하였다. 이들에 대한 이산화탄소 용해도는 측정된 부피와 압력을 Peng-Robinson 방정식에 대입하여 얻은 이산화탄소의 몰수로부터 얻어졌다. 이산화탄소에 대한 물리 흡수제의 용해도는 같은 온도에 대해 DMPEG250 > TAT > DEC > DMC 순으로 나타났다. DMPEG250에 DEC를 혼합한 물리 흡수제를 사용할 경우 이산화탄소에 대한 용해도는 DMPEG250 단독에 의한 경우보다 높은 값을 가지는 것으로 확인되었다. 그러므로 DEC가 혼합된 DMPEG250/DEC 혼합 물리 흡수제는 기존의 DMPEG250이 가지는 높은 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라 용해도 향상까지 거둘 수 있어 향후 연소 후 이산화탄소 포집 공정에 효과적인 적용을 기대할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.430-438
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• 2008

본 논문에서는 아미노산염의 일종인 글리신산나트륨(sodium glycinate) 수용액을 이산화탄소(CO$_2$) 흡수제로 사용하여 이산화탄소 분리회수 특성평가 실험을 수행하였다. 흡수제와 이산화탄소의 기-액 흡수평형 실험을 통하여 흡수제 농도 20 wt%와 30 wt%에서 글리신산나트륨과 상용 흡수제인 MEA의 분압에 따른 몰부하비(mol loading ratio)를 측정하여 이산화탄소 흡수능을 평가하였다. 또한, 기-액 흡수평형 결과를 바탕으로 2 t-CO$_2$/day 용량의 파일럿플랜트 실험을 수행한 결과, 이산화탄소 탈거가 MEA에 비하여 용이하게 일어나지 않아 상대적으로 낮은 이산화탄소 제거율을 얻었다. 이는 글리신산나트륨 고유의 입체구조에 기인하는 것으로 판단된다. 본 논문은 이산화탄소 흡수제로 아미노산염 계열 흡수제를 이용하여 실제 공정에 적용한 우리나라 최초의 연구결과로서 아미노산염의 흡수제로서의 가능성 파악에 큰 의의가 있다고 할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.933-938
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• 2008

유기성 폐기물을 이용하여 생산된 수소를 환원제로 활용하여 이산화탄소를 유용한 에너지원인 메탄으로 전환시키고자 하였다. 3 개월 동안 혐기성 미생물을 이산화탄소와 수소만을 이용하여 배양하였으며, 그 결과 acetogenotrophs의 영향에 의한 메탄의 생성은 없었고, 이산화탄소를 8 mL/min으로 주입하였을 때 이산화탄소와 수소의 주입비가 1:5에서 메탄의 생성량이 2.2 m$^3$/m$^3$ day로 가장 많았으며, 이때의 이산환탄소 저감률 또한 92%로 가장 우수하였다. 회분형태로 수소 생산과 메탄발효조와의 연계실험을 통하여, 연속적으로 수소를 생산하면서 이산화탄소를 같이 메탄발효조에 주입하여, 이산화탄소의 메탄으로의 전환을 확인하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제13권2호
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• pp.121-125
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• 2010

지중 저장기술은 대기로 방출되는 이산화탄소를 저감하는 기술로서 기후변화를 발생하는 온실효과를 저감 시킬 수 있다. 해양 저지대에 위치한 심층 대수층 혹은 폐유전 등은 이러한 이산화탄소 저장기술의 중요한 후보군이라고 할 수 있다. 관련된 이산화탄소 주입 및 저장기술은 전 세계적으로도 많은 관심을 받고 있으나, 이러한 시스템에서 이산화탄소 누출이 발생하였을 때의 부정적 영향에 대해서는 아직 심도 있는 연구는 진행되지 못하고 있다. 이산화탄소 저장기술의 안정성이 매우 높아서 누출의 가능성은 매우 낮다고 하더라도, 고농도의 이산화탄소가 만약의 사태에서 누출이 된다면 여전히 해양생태계 및 환경에 위험이 있을 수 있다. 그러나 이에 대한 연구가 충분히 이루어지지 않았기에, 본 연구에서는 하나의 신뢰성 및 위해성 평가방법을 소개하고자 한다. Feature, Event and Process(FEP)를 통해 다양한 요소를 고려하고, 결함수 분석을 통해 신뢰도를 평가하는 방법을 제안한다. 이러한 FEP 분석으로 시스템에서 시공 및 운영과정에서 발생할 수 있는 다양한 누출 가능성을 평가하는 방법을 소개하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제27권4호
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• pp.290-295
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• 1994

각기 다른 수종이 토양발생 이산화탄소량에 미치는 영향을 연구하기 위하여 광릉시험림내에서 비슷한 입지에 식재된 20년생 백합나무, 은수원사시나무, 루브라참나무 인공조림지를 대상으로 soda-lime 법으로 1994년 5월부터 10월까지의 임목생육기간동안 이산화탄소 발생량을 측정하였다. 이산화탄소 발생량은 수종에 따라 $0.21g/m^2/hr{\sim}0.33g/m^2/hr$로 차이가 있었다. 이산화탄소 발생량과 대기 및 토양온도간에는 정의 상관관계가 있음이 밝혀졌다. 이산화탄소 발생량은 7, 8월에 가장 높았고, 이산화탄소 발생량의 계절적 변화는 대기 및 토양온도와 반드시 일치하지는 않았다. 이산화탄소 발생에 영향을 미치는 제반 환경 및 삼림인자들에 대한 보다 상세한 연구가 필요한 것으로 사료된다.

• 플랜트 저널
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• 제9권2호
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• pp.42-45
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• 2013

이산화탄소로 대표되는 온실가스 저감이 세계적인 이슈가 됨에 따라, 이산화탄소 포집 및 저장(CCS: Carbon Capture & Storage)에 대한 연구도 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 연간 1만 톤급 이산화탄소의 지중저장용 파일럿 주입플랜트를 개발하였다. 주입플랜트의 핵심 구성품은 액상 이산화탄소를 주입조건으로 가압하는 가압펌프, 가압펌프 입구조건 확보를 위한 부스터 펌프, 초임계 상태로 이산화탄소를 승온시키는 인라인 히터 등이 있다. 개발된 구성품들을 바탕으로 전체 주입시스템을 설계, 제작하였다. 제작된 시스템의 시운전을 통하여, 인버터 조절에 따른 압력상승, 펌프 모터 회전수와 주입밸브 제어를 통한 주입압력 유지, PID 제어를 통한 온도확보가 적절히 이루어짐을 확인하였다. 전체 소비전력은 2,000 ~ 2,500 W로, 가압펌프의 소비전력이 75% 이상을 차지하였다. 본 이산화탄소 주입용 파일럿 플랜트는 향후 온실가스 저감 사업에 유일한 국산화 기기로서 다양하게 활용될 것으로 예상된다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제37권10호
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• pp.1330-1336
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• 2008

본 연구는 고품질의 동치미 제조를 위해 고온살균에서 발생될 수 있는 향기 성분의 변화와 영양소 파괴 등으로 인한 품질저하의 문제점을 해결하기 위해 비열처리 공정인 초임계 이산화탄소를 이용하였으며 이화학적 품질특성을 조사하였다. 그 결과 pH, 산도 및 색도는 상압에서 가열처리한 동치미와 초임계 이산화탄소를 처리한 동치미 모두 뚜렷한 변화를 나타내지 않았으며 비타민 C의 경우 초임계 이산화탄소 처리구가 상압에서 가열처리한 구간보다 더욱 안정함을 보였다. 유기산과 유리당의 경우는 초임계 이산화탄소 처리구가 상압에서 가열처리한 구간보다 다소 낮은 함량을 보였으나 그 차이는 매우 적음을 알 수 있었다. 휘발성 향기 성분은 dimethyl disulfide, methyl trisulfide, methyl propyl disulfide 등 마늘과 파 등의 특유의 강한 향기성분들은 초임계 이산화탄소처리에 의해 대부분 감소됨을 보여주었다. 초임계 이산화탄소를 이용하여 동치미 무의 polygalacturonase 효소를 불활성화 시키기 위해서는 25 MPa 이상의 압력과 $55^{\circ}C$ 이상의 온도가 요구됨을 확인하였다. 따라서 동치미의 살균을 위해 초임계 이산화탄소를 처리함으로써 동치미 중 PGase 효소의 불활성화가 가능하며, 산업적 응용을 위해서는 무를 제외하고 동치미 액만을 활용하는 것이 용이하다 사료된다.