• 터널과지하공간
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• 제17권6호
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• pp.475-483
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• 2007

에너지원으로서 LNG 수요뿐 아니라 온실가스인 이산화탄소의 처분에 대한 필요성이 점차 증가되고 있어, 이를 위한 많은 저장시설이 요구된다. 이러한 저장시설은 안전성과 국토의 효율적 이용 등으로 인하여 지하화하는 경향이 있다. 이와 같은 온도특성을 고려해야하는 물질에 대한 지하저장시설의 건설에 있어서, 암석의 열물성은 열역학적 특성과 함께 저장시설의 설계 및 유지관리를 위한 중요한 요소이다. 본 연구에서는 암석입자의 크기와 실험온도범위를 고려하여 스트레인 게이지를 이용하여 암석의 열팽창계수를 실험적으로 측정하였다. 실험결과 열팽창계수는 온도가 내려감에 따라 감소하였으며, 국내 대표암석인 화강암에 대한 선열팽창계수의 온도관계식을 제안할 수 있었다. 본 연구에서 수행된 온도변화에 따른 시험결과는 지하저장소의 열역학적 안정성 해석과 열전파 특성을 규명하기 위한 해석에 주요 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권9호
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• pp.4627-4634
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• 2013

지구온난화 주요 원인 중에 하나인 이산화탄소의 효율적 저감을 위해 새로운 흡수제인 아미노산염 흡수제를 개발하여 이산화탄소 연속공정을 연구하였다. 이산화탄소 포집 및 저장에 소요되는 비용 중 약 70%는 이산화탄소 포집비용이며, 이산화탄소 포집 공정 중에서 이산화탄소 흡수, 재생, 열화 등 흡수제에 의한 공정유지 비용이 대부분을 차지한다. 따라서 연속공정을 통한 흡수제의 특성 평가는 새로운 흡수제 개발에 매우 중요한 요소이다. 본 연구에서는 potassium L-lysine 흡수제의 이산화탄소 흡수 재생 연속공정을 평가하여 공정 스케일업에 필요한 엔지니어링 자료를 도출하고자 하였다. 흡수제와 이산화탄소 농도 변화 등 다양한 조건에서 아미노산염 흡수제의 최적 조건을 평가하였다. 동일한 조건에서 L/G가 커질수록 이산화탄소 제거율이 높게 나타났으며, L/G 3.5에서 흡수탑과 재생탑 공정이 안정하게 유지되었다. 또한 아미노산염 흡수제는 유량 1.5 $Nm^3/h$인 상태에서 L/G 3.5, 이산화탄소 농도 10.5 vol%의 공정 조건일 때 가장 높은 이산화탄소 제거효율이 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권6호
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• pp.988-993
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장 기술 중에서 수송 단계를 위한 전처리 과정인 초임계 압축 및 액화 공정에 대해서 압축 방법에 따른 에너지와 그 때의 비용의 평가가 이루어졌다. 이산화탄소를 초임계상까지 직접 압축하는 경우(공정 1-1), 액화 후 펌프로 초임계상을 만드는 경우(공정 1-2), 이산화탄소의 가압 팽창으로 액화하는 경우(공정 2), 다른 냉매를 사용하면서 그 냉매를 가압, 팽창으로 얻는 경우(공정 3-1), 냉매를 흡수 냉각법으로 얻는 경우(공정 3-2), 캐스케이드 방법을 사용한 경우(공정 4)에 대해서 각각 공정 모사되었으며 그 때의 비용이 평가되었다. 비용은 $4~7/ton으로 추정된다.

• 한국농공학회논문집
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• 제51권2호
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• pp.1-6
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• 2009

Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권2호
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• pp.67-75
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• 2012

이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon Capture and Storage, CCS)은 발전소, 제철소 등의 대량의 배출원으로부터 포집된 이산화탄소를 압축공정, 정제공정, 수송공정을 거친 후, 지중의 안전한 지질구조 내에 수백, 수천년 이상 안정적으로 저장하는 기술이다. CCS 공정 중 이산화탄소에는 이산화탄소를 발생시키는 연소공정이나 포집 경제되는 공정에서 유입되는 불순물이 섞임으로서 혼합물을 이루게 된다. 혼합물의 성분으로는 대표적으로 $SO_2$, $H_2O$, CO, $N_2$, Ar, $O_2$, $H_2$ 등이 있으며 위 공정들에서 이산화탄소 혼합물에 포함된 불순물들은 전 공정에 영향을 미치게 된다. 본연구에서는 이산화탄소 혼합물 내 다양한 불순물이 수송공정에 미치는 영향을 실험적으로 평가할 수 있도록 혼합물이송공정 모의실험장치를 설계 제작하였으며 이산화탄소 혼합물의 이송공정에 질소불순물이 미치는 영향을 실험적으로 평가하였다. 각 실험조건 마다 증가율의 차이는 있으나 $N_2$비율이 증가할수록 $CO_2-N_2$ 혼합물의 질량유량당 압력강하량 및 비체적이 증가하는 경향을 보였다. 120 bar 및 100 bar 실험조건에서는 혼합물의 상태가 단상 초임계상태이었으며 $N_2$ 조성비 증가에 따른 비체적 및 질량유량당 압력강하 기울기가 크게 변하지 않음을 확인하였다. 70 bar 실험조건에서는 액상, 이상, 기상으로 혼합물의 상이 바뀌었으며 각 상에 따라 질량유량당 압력강하 및 비체적의 기울기가 달라짐을 확인하였다.

• 한국식품저장유통학회지
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• 제12권6호
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• pp.534-539
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• 2005

항균효과가 있는 자몽종자추출물과 은이온 용액을 이용하여 숙주나물의 유통 중 신선도 연장을 위하여 $30\;{\mu}m$ polypropylene(PP)필름에 숙주나물 200 g을 침지하지 않은 처리를 대조구로 하여 은이온 용액, GFSE 50 ppm 및 100 ppm 처리, 은이온 용액에 GFSE 50 ppm 및 100 ppm 처리를 하여 밀봉 포장한 후 냉장 온도인 $5^{\circ}C$에 저장하면서 실험한 결과이다. 저장 6일째 포장내 이산화탄소와 산소농도를 보면, 이산화탄소농도는 $4.2\~5.3\%$의 농도를 나타내었고, 산소농도는 $1.0\~1.1\%$농도를 나타내었다. 중량감소율은 모든 처리에서 $1.0\%$ 내외의 감소율을 보여, 중량 감소율에서는 큰 차이를 보이지 않았다. 경도는 모든 처리에서 저장 4일 이후에 낮아지는 경향이었고, 색도변화는 자엽과 배축 부분의 경우 저장4일째까지 모두 큰 차이를 보이지 않았고, 저장 6일째의 경우 자엽부분에서 갈변이 심하였다. 저장 중 숙주나물의 비타민C함량의 경우 침지를 하지 않은 처리(대조구)에서 비타민C 함량이 가장 낮은 반면, 다른 모든 처리에서 저장 기간동안 비타민C함량이 서서히 낮아져서 지연되는 효과를 나타내었다. 미생물변화에서는 총균수의 경우 대조구에 비해 자몽종자추출물과 은이온 용액에서 미생물의 증식이 억제됨을 알 수 있었고, 황색포도상구균의 경우 은이온 용액과 은이온 용액에 GFSE 100 ppm을 첨가한 처리에서는 저장 기간동안 전혀 검출이 되지 않았으며, 효모수는 저장기간에 따라 점차 증가하는 대조구와 달리 자몽종자추출물과 은이온 용액에서 효모의 증식이 억제됨을 알 수 있었다. 따라서 대조구의 상품성 유지기간이 2일인데 반해, GFSE 100 ppm처리와 은이온 용액에 GFSE 100 ppm 농도로 처리한 것이 6일로 4일정도의 신선도 연장과 함께 상품성이 있으므로 유통 시 미생물을 억제시킬 수 있고, 항균효과가 있는 세척수를 이용하는 것도 저장기간 연장과 함께 신선도 유지에 있어서 도움이 될 수 있다.

• 자원환경지질
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• 제54권1호
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• pp.69-76
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• 2021

이 연구에서는 포항분지 영일층군 덮개암 시료의 광물학적 특성을 파악하고, 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 물-암석-가스의 상호작용을 지화학 모델링을 이용하여 규명하였다. 이를 위하여 XRD, MICP, BET 분석을 실시하여 덮개암의 광물암석학적 및 공극 특성을 파악하였고, 광물학적 연구 결과와 공극수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 이산화탄소 주입 후 단기간 변화와 장기간 영향을 파악하기 위하여 두 단계의 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 14.0.1)을 수행하였다. 연구 결과, 포항분지 영일층군의 덮개암은 석영, 알바이트, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 백운모, 황철석, 방해석, 카올리나이트, 몬모릴로나이트로 이루어져 있다. 지화학 모델링 결과, 이산화탄소의 주입 후 덮개암은 방해석의 용해로 인해 공극률이 증가하고 알바이트와 K-장석의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)가 침전되었다. 주입이 완료된 두 번째 단계에서는 방해석과 알바이트의 용해 결과 도소나이트와 은미정질 실리카(칼세도니)의 침전이 일어나며, 이 반응으로 인해 pH는 증가하였다. 또한 덮개암에서 이산화탄소를 포획할 수 있는 광물은 도소나이트 임을 알 수 있었다. 이러한 연구 결과는 장기간의 이산화탄소 지중 저장에 있어 광물 포획의 효율성을 정량적으로 평가하는 자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지구물리탐사학회:학술대회논문집
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• 한국지구물리탐사학회 2009년도 학술대회 초록집
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• pp.16-19
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• 2009

최근 온실가스감축의 방법으로 이산화탄소 지중저장이 많은 관심을 받고 있다 CO2 지중저장을 위한 부지 선정 및 특성화, CO2 주입에 따른 모니터링 단계 등 지중저장 전 파전에서 지구물리탐사법이 중요한 역활을 담당할 것으로 예상된다. 특히 주입된 CO2의 거동과 누출에 대한 모니터링과 검증기술은 온실가스감축의 인정과 신뢰성 향상에 많은 기여를 할 것으로 기대된다.

• Journal of Biosystems Engineering
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• 제16권3호
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• pp.298-311
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• 1991

빈 시스템에서 적정 팬을 선정하기 위해서, 빈에서 벼를 건조 혹은 통풍시킬 때 벼의 저항에 의해 발생되는 공기의 압력손실을 예측하는 모델을 개발하였다. 또한 벼의 건물 손실을 예측하기 위하여 벼의 호흡 모델을 개발하였다. 그리고 온도 및 습도 센서들을 이용한 자동계측 시스템을 사용하여 저장된 벼의 상태를 연속적으로 측정, 분석함으로써 벼의 통풍기준을 결정하고 이를 근거로 빈의 자동통풍 시스템을 개발하여 평가하였다. 공기의 정압 손실은 공기의 속도 및 벼의 함수율의 함수로서 나타내어졌으며, 일정 곡물 깊이에서 벼의 함수율이 낮을수록 그 정압손실은 증가하였다. 벼의 호흡에 의해 발생되는 이산화탄소의 양은 저장온도, 벼의 함수율, 저장 기간의 함수로서 나타낼 수 있었다. 벼의 안전 저장을 위해 곡물의 온도 및 함수율, 평형상대습도, 벼의 품질저하지수(deterioration index)에 대한 자동통풍 기준을 결정하였으며 이들을 이용해서 퍼스널 컴퓨터로 팬, 제습기 등의 통풍 장치들을 자동제어하는 자동통풍 시스템을 개발하였다. 이 시스템은 곡물의 상태를 예측, 제어함으로써 14% 이하의 함수율과 4이하의 품질저하지수, 그리고 어떤 균류도 생성시키지 않음으로써 벼를 안전하게 저장할 수 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제11권1호
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• pp.24-34
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• 2008

지구 온난화를 완화하기 위한 온실가스 대량 감축 기술의 하나로써 이산화탄소 포집 및 저장기술(Carbon dioxide Capture and Storage; CCS)이 최근 국제적으로 주목받고 있다. 본 논문에서는 CCS 기술 중 대규모의 $CO_2$를 해양의 퇴적층에 저장하고자 하는 $CO_2$ 해양지중저장기술을 중점으로 하여 국내외 관련 연구개발동향을 분석하고 이를 토대로 향후 국내 실용화 방안을 제안하고자 한다. '해저 지질구조내 $CO_2$ 저장기술은 $CO_2$ 해양지중저장기술)'은 지구 온난화 주범인 $CO_2$의 40% 가량이 배출되는 대규모 발생원 (발전소 등)에서 포집된 $CO_2$를 초임계상태나 액체 상태로 가압하여 파이프라인이나 선박 등을 통해 수송한 후, 최종적으로 해양의 퇴적층에 대규모로 수백-수천년 이상 장기간 저장 및 관리하는 기술을 말한다. $CO_2$ 해양지중저장 기술개발을 위해서는 저장후보지 탐색 및 저장공간내 $CO_2$ 거동 모니터링과 관련한 $CO_2$ 해양지중저장 기반기술, 포집된 $CO_2$를 선박 또는 파이프라인으로 수송하여 저장지에 주입시키는데 요구되는 제반 플랜트 및 설비구축과 관련한 $CO_2$ 해양플랜트 설비기술, 그리고 주입과정 또는 사후에 발생할 수 있는 $CO_2$노출 가능성과 환경에의 잠재적 영향을 평가하여 환경안정성이 담보된 $CO_2$저장이 되도록 하는 $CO_2$해양환경평가기술 등 3개 세부분야에 대한 연구가 요구된다. 국내에서 $CO_2$ 저장기술은 2005년부터 해양수산부 연구사업으로 한국해양연구원이 본격적으로 연구개발을 추진하였으며, 본 사업에서는 2005년부터 2009년까지 핵심 기반기술을 개발하고, 2010년부터 2014년까지 1만톤급 파일롯 저장을 통한 개발기술의 실증을 목표로 하고 있다. 이를 토대로 2015년부터 발전소 또는 제철소 $CO_2$ 포집기술과 연계하여 민간주도로 동해가스전 등을 대상으로 하여 보급형 100만톤급 $CO_2$ 저장을 추진할 필요가 있다. 이를 통해 향후 2050년까지 연간 1억톤 $CO_2$를 처리하여 매년 2조원 이상의 환경비용을 절감하는 국내 실용화 방안을 모색하고 있다.