• 전기화학회지
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• 제15권4호
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• pp.207-215
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• 2012

코크스와 인산을 혼합한 뒤 $900^{\circ}C$에서 열처리하여 제조한 소프트카본의 구조적 특성 변화와 리튬이온전지용 음극 소재로서의 전기화학적 특성을 평가하였다. 입자 단면의 EDS 분석으로 phosphorus는 입자 내부에 전체적으로 존재하기는 하나 표면에 편재해 있었으며, $PO_x$(0 < x ${\leq}$ 4)의 결합 형태로 존재하고 있음을 XPS 분석을 통해 확인하였다. 인산 처리한 소프트카본의 방전 용량은 $390mAh\;g^{-1}$ 이상으로 인산을 처리하지 않은 소프트카본($336mAh\;g^{-1}$)보다 증가하였으며, 인산 처리량이 증가함에 따라 방전 용량이 증가하는 경향성을 나타내었다. 방전 용량 증가는 0.5 V vs. Li/$Li^+$ 이상에서 발현되는 용량 증가에 의한 것임을 확인하였고, 인산 처리로 생성된 $PO_x$(0 < x ${\leq}$ 4) 결합에 의해 소프트카본 내부에 생성된 나노 기공에 의한 것임을 충전 종료 전위별 실험을 통해 확인하였다. 또한 인산 2 wt%로 처리한 소프트카본이 가장 우수한 수명 특성을 나타내었다.

• 에너지공학
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• 제23권4호
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• pp.130-140
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• 2014

공정효율 및 배기배출물 개선을 위해 로터리 킬른 버너 개발에 대한 연구는 지속적으로 이루어져 왔다. 본 연구에서는 COG(Coke Oven Gas)를 연료로 사용하는 철광석 소결용 로터리 킬른의 다공노즐버너 개발을 위해 일차공기 노즐 직경, 버너 당량비, 버너 중앙노즐과 주위노즐의 당량비 변화에 따른 화염 및 배기배출 특성에 대한 수치해석 연구를 수행하였다. 일차공기 노즐 직경이 증가함에 따라 각 동일 당량비에서 화염길이는 길어지고 $NO_x$ 배출도 증가하였으며, 버너 당량비가 증가함에 따라 화염길이와 $NO_x$ 배출이 증가하는 결과를 보였다. 버너 중앙노즐의 당량비 변화에 따라 $NO_x$ 배출에는 차이를 보였으며, 화염길이 및 킬른 내부 온도에는 큰 차이가 없었다. 본 연구를 통해 $D_2/D_1$가 1.33, 버너 당량비가 1.25이고 버너 중앙 노즐이 Rich인 조건이 킬른 내부 온도분포 및 $NO_x$ 배출량 기준을 만족하는 적절한 설계조건임을 제시하였다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제20권1호
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• pp.1-31
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• 2011

본 논문에서는 우리나라의 2005년 환경산업연관표(76개의 내생부문, 21개의 에너지원)를 작성하고, 중간수요부문과 최종수요부문을 대상으로 중간투입액기준의 $CO_2$ 원단위, 열량기준의 $CO_2$ 원단위, 유발 $CO_2$ 발생량을 추정하고, 경제주체간 및 산업간의 상품생산과 흐름에 수반되는 에너지소비와 $CO_2$의 흐름을 분석하였다. $CO_2$ 원단위의 비교에 따르면 최종수요부문이 더 높은 열량을 갖는 에너지원을 사용하며, 중간수요부문이 환경친화 정도가 상대적으로 낮은 에너지원을 사용하여 동일 열량에 대해서 $CO_2$를 더 배출시키고 있다. 유발 $CO_2$ 발생량이 높은 산업은 화력발전($32.587CO_2-g$/원), 시멘트($10.370CO_2-g$/원), 도로운송($7.255CO_2-g$/원), 코크스 및 기타석탄제품($5.791CO_2-g$/원), 증기 온수공급업 수도($4.575CO_2-g$/원)이다. 높은 $CO_2$ 원단위의 산업들의 $CO_2$ 원단위를 저감시키는 것은 해당산업의 환경친화성을 높이는 것과 함께, 경제 전체의 환경친화성을 높인다. 더하여 선철 및 조강처럼 낮은 $CO_2$ 원단위를 갖지만 높은 영향력계수와 감응도계수를 갖는 산업의 $CO_2$ 원단위도 낮추어야 한다. 이 산업들은 다른 산업에게, 그리고 다른 산업으로부터 상대적으로 큰 영향을 받기 때문에 $CO_2$ 원단위가 낮더라도 환경친화성을 갖추어야 유발 $CO_2$ 발생량을 낮출 수 있다.

• 에너지공학
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• 제26권3호
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• pp.78-89
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• 2017

미분탄화력발전소에서 사용되는 각종 발전연료의 탄화도에 따른 발열개시온도(CPT;Cross Point Temperature), 발화온도(IT; Ignition temperature) 및 발화온도 승온속도(CPS;Cross Point Slope)는 전기로 내부에 설치된 백금망에 $74{\mu}m$이하 입도의 시료를 넣고 공기분위기, $25^{\circ}C$에서 $600^{\circ}C$까지의 승온조건에서 평가하였다. 발열개시온도 및 발화온도는 탄화도에 대한 의존성이 크지 않은 반면, 발화온도 승온속도는 탄화도에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 탄화도가 낮은 우드펠렛의 발화온도 승온속도는 $20.995^{\circ}C/min$으로 기장 높은 자연발화성을 가지며, 아역청 KIDECO탄은 $15.370^{\circ}C/min$인 반면, 가장 높은 탄화도를 가지는 석유코크스는 $20.950^{\circ}C/min$로 나타냈다. 자연발화 경향성은 석탄 표면의 산화반응에 주요한 변수로서 작용하는 휘발분 함량 및 산소관능기의 농도 뿐만 아니라 촤의 비표면적, 정압몰비열이 높을수록 증가하는 것으로 확인되었다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제18권4호
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• pp.653-693
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• 2009

본 연구는 한국의 환경투입산출모형을 이용하여 유독물질 및 발암물질의 산업별 배출강도와 배출량 변동에 대한 경제적 요인을 분석하고, 배출 감축을 위한 정책조합을 제시한 것이다. 분석에 이용된 자료는 2000년~2007년의 산업별 화학물질 배출량과 산업연관표 자료이다. 분석결과, 동기간 중 발암물질의 배출은 감소하였으나, 유독물질의 배출은 증가하고 있다. 유독물질의 총배출 강도가 높은 산업은 출판인쇄 및 복제(12), 기타운송장비(26), 펄프종이 및 종이제품(11), 가죽가방 및 신발(9), 섬유직물(7) 등이며, 발암물질의 TEI가 높은 산업은 목재 및 나무제품(10), 자동차 및 트레일러(25), 고무 및 플라스틱제품(15), 영상음향 및 통신장비(23) 등이다. 유독물질과 발암물질의 변동에 크게 기여한 경제적 요인은 생산 과정에서의 배출계수 관리와 수요면의 최종수요 요인으로 나타났다. 배출량을 효율적으로 감축하기 위한 정책 수단의 조합은 물질군별로 산업부문별로 상이하게 나타난다. 섬유직물(7), 컴퓨터 및 사무용기기(21), 운송장비(26) 등은 배출계수를 관리하는 것이 효율적이며, 조립금속제품(18)은 최종수요를 관리하는 것이 효율적이다. 배출계수 관리가 이루어지고 있는 가구 및 기타제조업(27), 고무 및 플라스틱(15)은 최종수요 관리가 적극 추진되어야 하며, 자동차(25), 코크스석유정제(13), 1차금속(17), 화학(14)은 배출계수 관리와 보조적인 최종수요 관리가 요구되는 부문이다. 이러한 정책 조합은 인체유해 화학물질 감축을 위한 환경정책의 수단에서 산업부문별 물질군별 우선순위를 결정하는 근거가 될 수 있다.

• 자원리싸이클링
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• 제25권1호
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• pp.48-59
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• 2016

화석연료를 사용하는 선박이나 자동차는 $CO_2$가스를 과대하게 발생하므로 지구 온난화에 영향을 주기 때문에 화석연료 대신 수소를 사용하는 수소연료전지자동차(FCV)가 크게 각광을 받고 있다. 우리나라는 현대자동차가 FCV자동차를 미국, 일본, 독일 등의 선진국들의 자동차회사와 경쟁적으로 개발하고 있다. 수소는 제철소의 코크스 공장, 서유화학공장의 부산물로 얻으며, 석탄, 메탄가스 등을 고온에서 증기와 반응시켜서 메탄 수증기개질법과 압력스윙흡착법 또는 막분리형멤브레인개질 법을 이용한 수소분리형개질방법으로 고순도 수소를 제조하거나 물을 전기분해하여 제조한다. 수소는 전자공업, 금속 및 화학공업, 로켓 연료 및 공장, 병원, 가정용 등의 연료전지시스템이나 FCV의 연료로 사용하고 있다. 수소의 저장은 수소용기에 수소를 압축하는 방법과 액화수소로 저장하는 방법이 일반적이고, 최근 수소화물이나 유기화학하이드라이드법으로 저장하여 수소스테이션에 운반해서 사용한다. 우리나라는 현재 13개소의 수소스테이션이 가동 중에 있으며, 향후 43개소를 설치할 계획이다.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.652-656
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• 2018

본 연구에서는 석유계 잔사유를 원료로 피치 합성반응 중 압력변수에 의한 영향을 고찰하였다. 압력변수를 달리하여 두 단으로 나누어 반응을 진행하였다. 실험은 두 단을 연속적으로 진행하였고, 첫 번째 단에 가압, 상압, 감압으로 열처리를 진행하였고, 두 번째 단은 상압과 감압으로 실험하였다. 합성 온도는 $400^{\circ}C$, 합성 시간은 총 2 h으로 피치 합성을 진행하였다. 각 조건에 의해 제조된 피치의 열적 특성과 분자량 분포는 연화점 측정과 MALDI-TOF 분석을 통해 고찰하였다. 또한, GC-SIMDIS를 이용해 피치 합성 반응 중 휘발된 액상 성분에 대한 특성을 고찰하였다. 첫 번째 단에서 가압 조건을 이용한 경우, 저비점 물질들이 상대적으로 다른 두 조건보다 많이 피치 합성 반응에 참여하였으며, 저비점 물질들의 반응참여 효과로 낮은 연화점을 갖는 피치를 얻을 수 있었다. 반대로 첫 번째 단에서 감압 조건을 사용한 경우, 저비점 물질들이 효과적으로 휘발되어 반응기 외부로 빠져나가 낮은 피치 수율을 얻었고, 일부 코크스화가 진행된 결과를 얻을 수 있었다. 압력 공정변수를 제어하여 피치의 수율 및 연화점 등 물성을 효과적으로 조절할 수 있는 공정변수를 도출하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제28권4호
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• pp.44-50
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• 2019

국내 전기로 공정에서 산화 반응열 및 탄소 연소열 등으로 인한 화학에너지는 전체 투입 에너지 대비 30%정도로 알려져 있다. 전기로에서 $CO_2$를 저감하기 위해서는 전기로 용해 구간 중에 사용되는 전력에너지를 줄이고 화학에너지 사용을 높여야 한다. 일반적으로 용강 중 탄소를 단독으로 투입할 경우, 탄소가 용강에 용해되기 전 낮은 밀도로 인해 슬래그 층으로 부유한다. 용강 중 탄소 농도가 높을 시 취입하는 산소와 용강 중 탄소의 연소반응으로 인해 전력에너지를 낮추며 화학에너지 사용량을 높일 수 있다. 따라서 탄소 연소열의 효율을 높이기 위해서는 용강 중 새로운 탄재 장입 조건이 필요하다. 한편, Al 제련 후의 부산물로 알려져 있는 Al 드로스는 금속성 Al을 25 mass% 이상 함유하고 있으며 Al은 탄소와 비교하여 높은 산화열을 가지고 있다. 그러나 Al 드로스는 재활용이 어려워 거의 매립하고 있으며, Al 드로스 내 Al의 산화열을 효과적으로 활용하기 위해서는 철강 공정 적용에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 화학 에너지의 활용 증대를 위한 기반연구로서, 분코크스와 Al 드로스를 화학에너지 연료로서 활용하여 다양한 배합비 및 반응 온도에서 용강 중 탄소 및 알루미늄의 용해 농도와 용해효율을 조사하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.37-43
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• 2019

본 연구에서는 각종 산업부산물(플라이애시 2종, 페트로 코크스 연소 유동층 보일러 애시 및 고로 슬래그 미분말)을 활용한 싱크홀 복구용 경량 충전재 제조에 관한 연구를 수행하였다. 이를 위해 혼합물 실험계획법을 적용하여 산업부산물의 배합비에 따른 혼합 원료 물성(압축강도) 거동을 검토하였고, 상용프로그램인 MINITAB을 사용하여 통계적 분석을 하였다. 산업부산물의 배합조건별 압축강도는 고로 슬래그 미분말에 강한 의존성을 나타냈으며, 압축강도(3일 재령)는 고로 슬래그 미분말 사용량에 3~11MPa 수준이며, 유동층 보일러 플라이애시의 사용은 압축강도 발현에 미치는 영향이 가장 적은 것으로 평가되었다. 그리고 혼합물 실험계획에 따른 원료 배치 1조건에 대해서 기포 콘크리트를 제조하여 압축강도와 투수계수를 측정하였으며, 이때 부피비중 0.9~1.0, 겉보기 기공률은 30~50% 수준, 압축강도(3일 재령)는 1~2MPa 수준, 투수계수는 $10^{-2}{\sim}10^{-3}cm/sec$ 수준이다.