• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2011.11a
• /
• pp.151-151
• /
• 2011

오늘날 에너지문제는 인류가 직면한 가장 중요한 당면과제 중 하나이다. 석유, 석탄과 같은 화석에너지는 점점 고갈되어 가고 있으며, 이산화탄소 배출로 인한 기후변화도 해결이 시급한 문제이다. 이러한 문제들을 해결하기 위한 방안으로 신재생에너지의 중요성이 부각되고 있다. 특히 신재생에너지 기술 중 태양전지는 미국, 일본, 유럽, 중국 등 많은 국가에서 기술개발 및 보급에 앞장서고 있으며, 시장선점을 위한 기술개발 경쟁이 치열하다. 또한 연료전지의 경우 전기와 열을 동시에 생산 가능하며, 다른 에너지 변환기보다 훨씬 높은 효율을 가지고 있어 신에너지원으로서 주목받고 있다. 이와 함께 기후변화에 실질적인 해결책으로 세계는 CCS에 기대하고 있으며, 기술개발 및 실증을 위한 국제공동연구도 활발하게 진행 중이다. 본 논문에서는 이러한 중요성을 인식하여 태양전지, 연료전지 그리고 CCS에 대하여 국내외 에너지기술 활용도를 분석하였다. 활용도 분석을 위하여 특허등록건수, 특허의 피인용 정보와 이를 활용한 CPP지수를 산출하였다. 오늘날 특허는 국가나 기업 등 특정 주체에 대한 기술력 또는 혁신성을 측정하거나, 기술개발 동향을 파악하기 위한 중요한 정보로 사용된다. 특히 CPP지수(특허당 피인용지수)는 분석대상(국가, 기업 등)의 특허가 이후의 기술혁신 활동에 어느 정도의 활용되어 영향을 미쳤는가를 보여주는 지표로써, 특정 국가나 기업의 기술혁신 활동의 수준 및 혁신성과의 가치를 살펴 볼 수 있다. 이를 통하여 국내의 에너지기술 경쟁력을 살펴보고 시사점을 도출하였다. 우선 특허데이터 수집을 위하여 톰슨 이노베이션을 활용하여 2001년부터 2010년까지 미국, 일본, 유럽, 한국에 등록된 특허를 검색하였으며, 특허등록번호를 중심으로 중복데이터를 제거하였다. 또한 특허명칭, 요약정보를 통하여 노이즈를 제거하였다. 노이즈가 제거된 특허를 활용하여 기술별, 국가별 기술개발 동향을 살펴보았으며, CPP지수를 통하여 기술별, 국가별 활용도를 분석하였다. 분석 결과, 태양전지의 경우 대부분의 국가에서 특허건수가 매년 증가함에 따라, 지속적으로 기술경쟁이 심화되고 있는 것으로 분석되었다. 또한 한국의 CPP지수는 미국, 일본 등 주요 경쟁국가에 비해 상당히 낮게 나타나 기술 활용 수준이 낮은 것으로 분석되었다. 따라서 핵심기술 개발과 같은 에너지기술의 질적수준을 높이기 위한 대책마련이 필요한 실정이다. 본 논문의 결과를 통하여 특허를 위한 기술개발이 아닌 보다 활용성이 높은 기술개발이 이루어지기를 바라며, 나아가 국가에너지기술 경쟁력을 높이는데 기여할 것으로 기대한다.

• Clean Technology
• /
• v.20 no.2
• /
• pp.179-188
• /
• 2014

The effect of desorption pressure on $CO_2/N_2$ breakthrough behaviors for 4 different adsorbents was studied at a fixed bed. Zeolite 3A, 4A, 5A, and 13X pellets were used as adsorbents. Cyclic operations were executed with varying desorption pressure from vacuum (0 bar) to 3 bar while other conditions such as adsorption step pressure (3 bar), temperature (293 K), composition ($CO_2:N_2=10:90$vol%) and flow rate (400 ccm) were fixed at constant values. Each adsorption and desorption step was set as 80 min, which totaled up to 160 min per a cycle. 5 cycles with adsorption and desorption steps were run overall. After the experiment, breakthrough time, saturation time, and adsorption amount were measured and compared in order to find an optimum adsorbent and a proper operating condition for a post combustion $CO_2$ capture process.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.324-331
• /
• 2023

In this study, the hydration and carbonation properties of circulating fluidized bed boiler (CFBC) ash with different free-CaO contents were investigated. In addition, the possibility of utilizing CFBC ash with a high free-CaO content as a cementitious material was investigated by carbonation curing as a pretreatment. The CFBC ash with high free-CaO content exhibited rapid setting behavior and low early compressive strength when mixed with cement. For CFBC ash with high free-CaO content, carbon dioxide capture increased with the duration of carbonization curing. In addition, the free-CaO value decreased together, indicating that the free-CaO reacted with carbon dioxide. When the CFBC ash with high free-CaO content was pretreated by carbonation, no fresh set appeared, and the initial compressive strength was improved. From the results of this study, it is confirmed that CFBC ash with high free-CaO content has a high potential to be utilized as a cementitious material through proper carbonation curing.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
• /
• v.11 no.4
• /
• pp.349-354
• /
• 2023

This study wa s conducted a s pa rt of ma ximizing the use of ca rbon dioxide by a pplying CCU(Ca rbon Ca pture, Utiliza tion) a mong technologies for reducing CO₂ in the cement industry. In a carbon dioxide curing environment, changes in carbonation depth and changes in basic physical properties by age due to the mixing of carbonation reaction accelerators were usually targeted at Portland cement paste. In addition, in order to check the fixed amount of CO₂ in the concrete field, a thermal analysis method was applied to evaluate CaCO₃ decarbonization at high temperatures. As a result of the evaluation, it was confirmed that the carbonation depth in the cured body significantly increased due to the incorporation of CRA in the carbonation depth diffusion performance. In addition, it was confirmed that the weight reduction rate increased by 23.8 % and 40.77 %, respectively, compared to Plain, in the order of curing conditions for constant temperature and humidity and curing conditions for carbonation chambers, so it was confirmed that the amount of excellent CaCO₃ produced by the addition of CRA increased as the concentration of CO₂ increased.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2010.06a
• /
• pp.215.2-215.2
• /
• 2010

지구온난화의 주범으로 알려진 $CO_2$의 대기 중 농도는 산업혁명 이전 280ppm에서 산업 혁명 이후 375ppm으로 증가하였다. 정부 간 기후변화패널(IPCC)의 기후변화 시나리오에 의하면, 지금부터 다양한 감축노력을 한다 할지라도 $CO_2$ 증가추세는 계속되어 2100년경에는 대기 중 $CO_2$농도가 600~950ppm에 이를 것으로 예측하고 있다. 현재까지 화력발전부분은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 이 분야의 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소 전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 크게 구분된다. 이중 석탄가스화복합발전(IGCC)기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법이 연소 전 탈탄소화 기술이다. 핵심기술은 $CO_2$ 분리공정으로 적용 될 수 있는 기술로서는 흡착 흡수법, 막분리법 그리고 가스 하이드레이트가 있으나 아직까지 우리나라의 가스 하이드레이트 기술은 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 TBAB(Tetra-n-butyl ammonium bromide)를 첨가하여 TBAB 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 또한 라만 분석을 통하여 $CO_2$ 회수 분리에 대한 연구도 병행하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.21 no.6
• /
• pp.553-560
• /
• 2010

The characteristics of syngas-oxyfuel combustion has been investigated experimentally in the present study. Experimental measurements were conducted to aid a fundamental design of a syngas-oxyfuel combustor with a double coaxial burner configuration. To examine the effects of different syngas fuels on combustion characteristics, various fuel types are utilized such as commercial coal gases (Texaco, Shell), COG (cokes oven gas), and $CH_4$ as a main component of natural gas. $CO_2$ was added to the four fuel types as a diluent gas to reduce the flame temperature. The flame images and emission characteristics of NOx and CO were examined for various equivalence ratio and $CO_2$ dilution ratio. The results show that CO emission was rapidly increased as equivalence ratio approached the stoichiometry condition by reducing the amount of oxygen. As the $CO_2$ dilution increased, CO emission increased while NOx emission decreased due to reduced flame temperature. When the syngas-oxyfuel combustor is operated with 20~40% of $CO_2$ dilution ratio, the CO and NOx emission levels were kept below 50 ppm and 25 ppm, respectively, with a high concentration of $CO_2$ over 95 vol.% in exhaust gases.

• Journal of Korean Society on Water Environment
• /
• v.28 no.1
• /
• pp.129-136
• /
• 2012

In this century, scientists realized that carbon dioxide gas in the atmosphere cause a greenhouse effect which affects the planet's temperature. Therefore lots of attempts have carried out to decrease the discharge of carbon dioxide gas in the field. The dissolved carbon dioxide flotation (DCF) process was developed as an alternative of DAF process to decrease the discharge and reuse of carbon dioxide as well as to save energy consumption. To investigate the particle separation characteristics and the flotation efficiency of carbon dioxide, SCC model was employed in the DCF process which has been applied extensively for the evaluation and simulation in the DAF process. The simulation results by the SCC model revealed the predicted curve of flotation efficiency became decreased gradually over the optimal pressure range of saturator about 1.6 atm in accordance with the experiment results of the DCF pilot plant and the size distribution and the bubble volume concentration of $CO_{2}$ bubbles depending on the operation pressure of saturator. The findings through the simulation results led to the conclusion that there was no significant difference between $CO_{2}$ bubbles and air bubbles, affecting on the practical flotation efficiency, in terms of the initial collision and attachment efficiency.

• Journal of the Korean Institute of Gas
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.13-19
• /
• 2014

Dynamic ductile fracture (DDF) has been studied in the transportation pipeline for the carbon dioxide capture and storage(CCS) system. DDF behavior of CCS transportation pipeline has been analyzed using Battelle Two Curve Method (BTCM) and compared with the DDF behavior of natural gas pipeline. The operating safety criteria against the DDF has been investigated based on the sensitivity analyses of the pipe thickness and the operating temperature for the $CO_2$ pipeline. The DDF criteria can be applied to confirm the operating safety of the $CO_2$ pipeline. If the commercial natural gas pipeline were used at room temperature as a $CO_2$ pipeline, the thickness of pipe should be at least 7mm and the pressure should be less than 54bar for the $CO_2$ pipeline system.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 2009.06a
• /
• pp.698-698
• /
• 2009

화력발전이 많은 비중을 차지하는 전력생산 산업은 온실가스($CO_2$)의 최대 배출 원으로 알려져 있으며 증가하는 전력 수요 뿐 만 아니라 다가오는 기후변화협약에 대응하기 위하여 $CO_2$ 회수 및 공정 개선에 관한 연구가 많이 수행되고 있다. 특히 현재 연구되고 있는 전력분야의 대표적인 $CO_2$ 회수기술은 연소 후 포집(Post-combustion capture), 순산소 연소(Oxy-fuel combustion), 연소전 탈탄소화(Pre-combustion) 3가지로 구분된다. 이중 연소전 탈탄소화 기술은 석탄가스화복합발전(IGCC) 기술과 연계하여 $CO_2$를 회수할 수 있는 방법으로 가스화 된 석탄가스에 Water-Gas Shift 반응과, $CO_2$ 분리로 얻어진 탈 탄소 연료를 통해서 전력을 생산한다. 이 기술의 핵심은 생성된 $CO_2/H_2$ 복합가스로부터 $CO_2$를 분리하는 공정으로 차세대 회수 기술로는 Membrance Reactor, SOFC, Oxygen Ion Transfer Membrane(OTM), 그리고 가스 하이드레이트가 있다. 이중 가스 하이드레이트는 $CO_2$의 회수 뿐 만 아니라 처리 기술에도 적용 가능하지만 우리나라에는 이에 관한 기술이 전무한 형편이다. 본 연구에서는 가스 하이드레이트 형성원리를 이용하여 정온 정압 조건에서 $CO_2/H_2$ 하이드레이트를 제조하였으며 특히, 하이드레이트 형성 촉진제인 THF(Tetrahydrofuran)를 첨가하여 THF 농도에 따른 상평형 및 속도론 실험을 수행 하였다. 이러한 연구는 연소전 탄소화 기술에서의 $CO_2$ 회수 분리에 대한 핵심 연구임과 동시에 탄소배출권 규제에 실질적인 기여를 할 수 있을 것으로 사료된다.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.20 no.2
• /
• pp.123-142
• /
• 2011

Coal Gasification Technology is one of the best alternatives among clean fossil fuel utilization. Major technology holding companies are devoting their efforts to develop more advanced technology to dominate the market in advance because of its importance on the applications such as IGCC, CTL, coal to SNG, various chemicals and so on. Japan and China, as well as America and European countries, have developed couple of thousands ton/day-class coal gasification technology. However, our gasification technology remains in the development stage with couple of ton/day-class pilot plant. So, we should be interested in developing this technology considering that we are heavily dependent of coal energy. In this paper, we summarized the trend and status of coal gasification technology development and commercial deployment of major technology holding companies mainly from the presentation materials of 'Gasification Technology Conference 2010', which is the biggest place of information exchange for recent coal gasification technology.