• 청정기술
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• 제19권2호
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• pp.173-183
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• 2013

전 세계적으로 자원순환 효율성 증대 및 에너지 절감을 위해 친환경제품 설계, 재활용, 재제조 등 다양한 방법론이 제시되고 있다. 본 논문은 하나의 방안으로 유니소재화에 대해서 제시하고 있다. 유니소재화는 제품 재활용이 용이하고 유해물질 사용을 저감하기 위해 설계, 생산, 수거, 재활용 등을 고려한 기존 제품의 소재의 단일화(단순화)로 정의한다. 본 연구에서는 적용 가능한 유니소재화 대상제품을 평가할 수 있는 정성적, 정량적 평가 항목을 개발하였다. 평가항목은 경제성, 기술성, 환경성을 고려하여 총 9가지로 구성되어 있으며 평가항목을 적용하여 4가지 대상제품에 대해 사례를 연구했다. 연구 결과, 블라인드형 창문을 제외한 3가지 대상제품은 유니소재화 제품으로 적용이 가능하며 평가항목의 객관성을 높이기 위해서는 유니소재화의 개념을 구체화하고 산업별 특성을 고려하여 평가할 필요가 있다.

• 청정기술
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• 제29권1호
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• pp.1-9
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• 2023

군에서의 폐탄약 및 제조업체에서 생산 중에 발생되는 불용화약 등 폐화약류는 지속적으로 발생되고 있다. 이들은 화재, 폭발 등을 유발하는 화약류의 위험성으로 일반 폐기물 처 리시설에서는 처리가 어려우며, 지정된 폐기처리시설에서 야외 소각 및 기폭처리를 하는 것이 고전적인 폐기처리 방법이다. 야외에서의 소각 및 기폭을 통한 폐기처리시에는 SO_x, NO_x와 같은 유해물질의 배출에 의한 대기오염, 중금속 및 난분해성 물질로 인한 토양 및 수질 오염 등 다양한 환경문제를 유발시킨다. 이러한 환경문제를 극복하기 위한 친환경적인 다양한 폐기처리 방안이 개발되고 있으며, 일부 국가에서 운영중에 있다. 본고에서는 폐화약류의 다양한 친환경적인 폐기처리 공정 및 각 공정에 있어서의 장, 단점을 소개하여 폭발성 위험물 및 유해물질처리의 향후 연구방향을 제안하고자 한다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2010년도 춘계학술발표대회 초록집
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• pp.41-41
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• 2010

에어컨용 냉매 압축기, 냉장고용 냉매압축기 및 자동차 샷시 부품들은 주로 겹치기 필릿용접을 GMAW 으로 실시하고 있다. 그러나 용접 시 스패터 발생으로 인한 추가공수가 요구되며 작업환경 또한 열악한 실정이다. 따라서 저가의 고생산이면서 용접비드의 외관이 미려하고 스패터, 소음 그리고 Fume 이 발생되지 않는 청정한 TIG 용접이 있지만, 용접속도가 수십 cpm 이하로 제한되어 생산성이 낮다는 기술적 모순을 가지고 있다. TIG 용접에서 생산성을 증가시키기 위해 모재와 와이어를 고속 용융 시키려면 전류를 높여 입열량을 증가시켜야 하지만, 증가된 전류로 인하여 상승된 아크력이 험핑비드와 언더컷이 발생되는 물리적 모순을 가진다. 또한 필러와이어를 사용한 기존의 TIG 용접에서 필러 와이어는 주로 원형 단면 와이어를 사용하게 되는데 와이어의 직경이 증가함에 따라 비표면적은 감소하여 용융효율이 낮아지므로 $\Phi$1.2 이하의 필러와이어를 송급하여 용접하였다. 그러나 요구되는 용착량이 큰 경우 필러 와이어를 고속으로 송급하게 되는데 이 경우 필러 와이어 용융이 곤란하거나 송급상의 문제가 자주 생겨 용접속도를 고속으로 하기 곤란하였다. 따라서 필러와이어를 사용한 TIG 용접에서 용착금속의 용융효율을 높게 함으로서 전류를 크게 증가시키지 않으면서도 용접속도를 높일 수 있는 용접 공정개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 비표면적을 증가시켜 용착금속의 높은 용융효율을 얻을 수 있도록 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$3.2 일반와이어 및 를 이용하여 BOP TIG 용접에 비교 실험하였으며, 개발된 와이어와 기존의 $\Phi$1.2 필러와이어를 이용하여 필릿용접부에 적용 실험하여 비교하였다. 그 결과 개발된 와이어의 경우 적절한 비드를 형성하였으나 3.2 일반와이어의 경우 과도한 볼록비드와 불용착부의 문제가 발생하였고, 필릿용접 비교실험에서는 각각 200cpm과 50cpm에서 적절한 비드가 형성되어 더 높은 용착금속 용융효율을 얻을 수 있었다.

• 한국석유지질학회:학술대회논문집
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• 한국석유지질학회 2001년도 제8차 학술발표회 발표논문집
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• pp.28-46
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• 2001

천연가스는 탄화수소가스와 질소$(N_2)$, 황화수소$(H_2S)$ 및 이산화탄소$(CO_2)$ 등의 혼합체로서 연소 시 공해물질이 거의 발생하지 않는 무공해 청정연료이며(Beggs, 1984), 현재 환경 문제가 전 세계적으로 급격히 대두되는 시점에서 천연가스는 그 청정성으로 인하여 사용량이 급증하고 있는 실정이다. 과거 Hubbert의 연구(Hubbert, 1974)에 의하면 천연가스는 매우 급속히 고갈되는 자원으로 평가되었으며 이러한 평가는 1980년대에 가스 가격 인상과 사용량의 제한을 유도하였다. 그 후, 지질학적 기반을 바탕으로 한 천연가스 자원 연구에서 Hubbert의 평가에 포함되지 않았던 가스 자원이 규명되었는데 이러한 새로운 가스자원은 비재래 가스 (Unconventional Gas), 기존 저류층의 추가 매장량과 심부 지역에 존재하는 심부 천연가스 (Deep Natural Gas) 등이다. 이러한 새로운 매장량의 추가로 인하여 천연가스의 미래는 밝아졌으며, 저렴한 가격의 안정된 가스 공급을 보장받게 되었다. 심부 천연가스는 15,000 ft $(4,572{\cal}m)$ 이상의 지하에 존재하는 천연가스로서 미국 지질 조사소인 U.S. Geological Survey(USGS)의 1995년 연구 결과로 볼 때, 1,412조 입방피트의 기술적으로 회수 가능한 천연가스 가운데 114조 입방피트가 심부 퇴적 분지에 존재하는 천연가스인데 이러한 심부 가스는 광범위하게 분포되어 있고 다양한 지질학적 환경을 가짐을 알 수 있다 (Kuuskraa, 1998). 심부 가스는 1995년 미국의 전체 천연가스 공급량 가운데 $6.7\%를 차지하였으며 2015년까지 $18.7\%로 증가할 전망이다 (Cochener & Brandenburg, 1998). 그러나 심부가스 개발은 성공률이 낮은 사업인데 그 이유는 투자비가 비싸고 개발하더라도 높은 비율의 비 생산정 (dry hole)이 발생하기 때문이며 그 결과 이러한 심부가스를 경제적으로 개발하기 위하여는 많은 기술적 도전을 극복하여야 한다. 본 논문에서는 이러한 낮은 성공률을 가지는 심부 가스의 개발 성공률을 증가시키기 위하여 심부 가스가 존재하는 지역의 지질학적 부존 환경 및 조성상의 특성과 생산시 소요되는 생산비용을 심도에 따라 분석하고 생산에 수반되는 기술적 문제점들을 정리하였으며 마지막으로 향후 요구되는 연구 분야들을 제시하였다. 또한 참고로 현재 심부 가스의 경우 미국이 연구 개발 측면에서 가장 활발한 활동을 전개하고 있으며 그 결과 다수의 신뢰성 있는 자료들을 확보하고 있으므로 본 논문은 USGS와 Gas Research Institute(GRI)에서 제시한 자료에 근거하였다.

• 한국석유지질학회지
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• 제14권1호
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• pp.45-52
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• 2008

천연가스로부터 청정연료인 합성유를 제조하는 GTL기술은 1920년대 군수의 목적으로 독일의 Fisher와 Tropsch에 의해서 석탄으로부터 합성유를 제조하는 기술의 필요에 의해 처음으로 개발되었다. 이후, 1960년대 인종차별로 인한 정치적 고립으로 석유수급이 어려웠던 남아프리카공화국의 수송용 연료의 필요에 의해 Sasol사에서 본격적으로 FT(Fisher-Tropsch) 합성기술을 상용화하기 시작했다. 최근까지도 저렴한 석유자원으로 인해 GTL기술이 원유 정제기술로부터 얻어지는 석유제품에 비해 경제성을 확보하지 못하여 본격적인 상업화가 지연되어 왔으나, 에너지 자원의 수급 및 기타 경제적, 환경적 변화로 인해 GTL사업에 대한 관심이 고조되고 있으며 보유 석유자원이 한계에 다다라 상대적으로 풍부한 천연가스의 석유화를 목표로 하고 있는 카타르를 중심으로 GTL플랜트 건설이 추진되고 있다. 천연가스를 원료로 석유제품(디젤 및 나프타, 윤활기유 등)을 만드는 GTL기술은 크게 3가지 공정으로 구분되는데, 천연가스에서 수소와 일산화탄소를 제조하는 합성가스 제조공정(Synthesis Gas Generation), 합성가스를 FT합성반응에 의해 고분자 선형탄화수소로 전환시키는 FT합성공정(FT Synthesis)과 FT합성유로부터 석유제품을 만드는 개질공정(Product Upgrading)으로 구성된다. 생산된 제품은 유황 및 질소화합물 등을 적게 함유하고 있고, 정유플랜트 연료보다 방향족성분이 적어, 연소 시 인체에 해로운 물질을 적게 생산하는 청정연료이며, 천연가스를 저온 액화하는 LNG사업에 비하여 운송이 용이하고 안정성이 높다는 장점을 가지고 있다.

• Design & Manufacturing
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• 제17권2호
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• pp.1-8
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• 2023

This study aims to enhance the price and quality competitiveness of imported tiles by developing a robotic tile production automation line. The development process involved several steps, such as requirement analysis, derivation of technical specifications, conceptual design, engineering feasibility review, detailed design, and production. Emphasis was placed on the transfer process of the tiles' molds, and technological advancements were achieved through engineering interpretation, feasibility review, and performance evaluation. The developed automation system incorporates key specifications to ensure a transfer success rate of over 90%, thereby ensuring stable transportation of the tiles and minimizing defect rates during production. The maximum weight capacity for tile pick-up was set above 6 kg, allowing effective handling of tiles weighing 6 kg or less in automated tasks. Furthermore, the system enables safe and precise movement of the tiles to the desired location, with a transfer distance of at least 1.3 m and a transfer speed exceeding 0.2 m/sec, thereby increasing production efficiency.

• 청정기술
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• 제20권2호
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• pp.103-107
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• 2014

각종 고분자 화합물과 섬유산업에 응용되어왔던 아크릴산은 지금까지 화석원료를 이용하여 생산되어 왔다. 그러나 최근 화석원료의 가격 불안정성과 화석연료 유래 제품의 전주기에 걸친 온실가스 배출로 인해 재생 가능한 바이오매스로부터 아크릴산을 생산하는 공정에 관심이 높아지고 있다. 재생 가능한 탄소원으로부터 경제적으로 아크릴산을 생산하기 위해서는 효율적인 분리공정 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 수용액 내의 아크릴산을 추출하기 위해 3차 아민추출제인 TOA를 사용하여 반응추출을 실시하였다. 각종 변수들이 추출능에 미치는 영향을 알아보고자 희석제의 극성과 TOA의 농도, 수용상에서 아크릴산의 농도에 변화를 주며 실험을 진행하였다. 아크릴산의 추출능은 TOA의 농도와, 알콜의 극성에 비례하였으며 최대 추출능은 95% 이상인 것으로 나타났다. 추출 후 산과 아민의 복합체의 형성을 확인하기 위해 적외선분광법을 실시하였고, 적외선분광법을 바탕으로 평형모델 식을 세워 추출평형 데이터를 해석하였다. 적외선분광법을 통하여 TOA의 농도가 높아질수록 (1, 1) 복합체의 비율이 증가하는 반면 아크릴산 이합체의 비율이 감소하는 것을 확인하였으며 이를 바탕으로 수립된 평형모델은 평형데이터를 잘 모사하였다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.55-64
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• 2020

재생에너지 3020 이행계획에 따라 재생에너지 발전 비중 증가에 대비해 잉여전력 저장 및 전력 공급 안정화 기술 필요성이 대두되고 있다. 이를 위해 수요 공급의 불균형으로 활용할 수 없는 전력을 수소 또는 메탄으로 전환하여 저장하는 Power-to-Gas 기술 개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 국내 실정을 반영한 Power-to-Gas 경제성분석을 수행하였다. 균등화 수소원가를 산정하기 위하여 Total revenue requirement 방법론을 활용하여 경제성 분석 방법론을 재정립하고, 국제에너지기구의 경제성 분석 결과를 통해 검증하였다. 연구결과 국내 기준 100 MW급 Power-to-Gas 시스템 균등화 수소원가는 kg당 8,344원으로 나타났다. 전기 비용, 수전해 장비 비용, 작동 연한에 따른 민감도 분석이 수행되었고, 재생에너지 이용 수소 생산비용과 천연가스 개질 수소 생산비용을 비교하여 경제성을 확보할 수 있는 조건을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.395-405
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• 2011

바이오에너지 생산을 위해 해조류 바이오매스의 대량생산 기술을 개발하기 위한 일환으로 다시마에 대한 고밀도 양식의 가능성을 시험하였다. 기장과 완도 해역양식장에서 수심을 달리하여(0.5 m, 3 m) 다시마를 양식하고 다시마의 주요 부위별 화학적 성분을 분석하여 비교하였다. 다시마의 상측 부위가 하측 부위보다 많은 조단백질 함량을 나타냈으며, 조지방은 중간부위에 많이 함유하고 있었다(p<0.05). 조회분은 하측부위에 많은 함량을 나타내었지만 지역 간, 계절 간의 함량 차이는 보이지 않았다(p>0.05). 또한 대조구(0.5 m)와 수심 3 m의 다시마 간에 일반성분 조성의 차가 없었다. 구성당의 함량은 실험군에서 부위별 함량 차이는 있었으나, 부위에 따른 증감의 경향은 나타나지 않았으며 지역, 계절, 수심에 의한 뚜렷한 변화가 보이지 않았다. 모든 실험군에서 대부분의 아미노산이 다시마의 상측부위에 많이 함유하고 있었으며, 지역과 계절에 따라 일부 실험군 간에 아미노산 함량이 차이를 보였지만 수심에 따른 아미노산의 함량은 관찰되지 않았다. 지방산 함량은 부위에 따라 많고 적은 지방산들이 있었고 불포화지방산들이 하측부위보다 상측부위에 많이 함유하고 있었다. 반면 포화지방산은 하측부위에 많이 함유하고 있었다. 그러나 다시마의 양식 수심에 따라 이러한 조성들이 차이는 나타나지 않았다. 원소 N는 상측부위가 많이 함유하고 있었으며 원소 C는 실험군에 따라 원소 N과 비교하여 경향을 띠었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.196.2-196.2
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• 2011

지구온난화와 화석연료 고갈에 대한 우려로 전세계적으로 신재생에너지의 개발 및 활용이 본격화되고 있다. 특히, 다양한 신재생에너지원 중에서 날씨 및 계절에 의한 영향, 기저부하 담당, 지상 점유 면적, 소음 등 생활환경 영향, 경제성 등을 고려할 때 지열에너지는 미래 청정에너지원로서 기대와 관심이 집중되고 있다. 화산이 존재하지 않는 우리나라에서의 지열발전은 거의 불가능한 것으로 인식되어 지금까지의 심부 지열에너지 개발 프로젝트는 대부분 지역난방, 시설영농 등 직접이용을 목표로 추진되어 왔다. 그러나, 2003년부터 한국지질자원연구원에서 수행한 포항 심부지열에너지 개발사업의 결과로 얻어진 다양한 지질학적/지열학적 증거들을 토대로 분석한 결과, 국내 일부 지역에서는 지하 5 km 심도에서 최대 약 $180^{\circ}C$의 지온이 예상되어 국내에서도 심부 지열에너지를 이용한 지열발전에 대한 가능성이 제기되어 왔다. 여기에, 유럽과 미국 그리고 호주 등 선진국을 중심으로 비화산 지역에서 지하 심부에 인공적으로 지열저류층(파쇄대)을 생성하고 이를 통해 열매체(물)를 순환시킴으로써 생산된 증기를 발전에 활용하는 EGS (Enhanced Geothermal System) 기술이 개발되고 몇몇 성공사례가 발표되었다. 또한, 이러한 기술개발에 힘입어 EGS 지열발전에 대한 선진국의 과감한 연구비 투자가 이어졌다. 이러한 기술적 배경에 발맞추어 우리나라에서도 2010년 12월에 EGS 지열발전 과제가 착수되었다. 이 프로젝트는 아시아에서는 최초로 수행되는 EGS 기술 개발과제로서 2015년까지 약 480억원의 R&D 예산을 투입하여 MW급의 지열발전 pilot plant의 구축을 목표로 하고 있다. 프로젝트가 성공적으로 추진될 경우 국내외적인 파급효과는 매우 클것이다. 특히 2015년까지 1.5 MW의 pilot plant의 구축이 성공적으로 추진될 경우 국내에서는 2017년까지 3 MW 이상, 2020년까지 20 MW이상, 2030년까지 200 MW 이상의 지열발전이 가능할 것으로 기대된다. 또한 축적된 기술개발 경험을 바탕으로 인도네시아, 필리핀 등의 해외의 지열발전 사업에도 진출할 수 있는 계기가 될 것이다. 프로젝트는 넥스지오를 주관기관으로 하고 한국지질자원연구원, 한국건설기술연구원 및 서울대학교 등의 지질자원 관련 연구 및 교육기관과 포스코, 이노지오테크놀로지 등의 산업체가 참여하여 컨소시엄 형태로 추진하고 있으며, 향후 관심있는 여러 기관 및 산업체의 지원과 참여를 기대한다.