• 자원리싸이클링
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• 제18권2호
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• pp.3-15
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• 2009

녹색성장 정책의 핵심 단위 과제인 "온실가스 저감"과 "자원순환형 사회" 구축을 위해서는 폐기물 에너지회수와 물질재활용을 상호 보완적이고 균형적으로 실천하는 것이 중요하다고 할 것이다. 이에 본 연구는 과거 우리나라의 외국의 관련정책, "제4차 자원재활용 기본계획"과 "폐기물에너지화 종합대책"을 살펴보고 바람직한 자원재활용정책방향을 모색해 보았다. 그 결과 우리나라의 폐기물관리정책은 선진외국과 큰 차이가 없었으나 독일은 에너지회수를 중요하게 고려하고 고도 전처리를 의무화 하고 있는 점이 달랐으며, 우리나라의 여건은 과거보다 재찰용이 더욱 어려워질 것으로 판단되었다. "제4차 자원재활용 기본계획"에서는 필름류가 실질적이고 지속가능한 재활용이 되지 않고 있는 점을 알 수 있었으며, "폐기물에너지화" 종합대책에서는 RDF/RPF 에너지 회수가 일반소각 발전과 물질재활용에 비하여 효율성이 낮음을 알수 있었다. 이러한 문제를 해결하기 위해서는 에너지 및 폐열 회수는 에너지 회수(Recovery)로 개념 정립을 하며 전 과정평가(LCA: Life Cycle Assessment) 체계를 구축하는 등 제도적인 정비와 함께 필름류 합성수지를 용해하여 분자합성수지를 추출하는 기술 등의 기술개발도 필요함을 알수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.206-211
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• 2016

본 논문은 저온에서 건조한 공기를 필요로 하는 각종 산업설비, 자동화설비, 반도체 제조공정 및 수분 접촉이 되는 화학생산라인, 조선업의 도장 전처리 공정에 필수적이며, 식품 건조에서는 단백질 파괴 방지를 억제할 수 있는 중요한 장비인 냉각식 제습기를 개발하였다. 즉 저온($0^{\circ}C$ 이하) 제습방식으로 하기 위해 냉동기 증발기를 4개 설치하였다. 습공기는 순차적으로 3차에 걸쳐 냉각되는데 1차 증발기에서는 증발온도 $+13^{\circ}C$, 2차 증발기에서는 증발온도 $+5^{\circ}C$ 그리고 3차 증발기에서는 $-1.3^{\circ}C$로 유지하게 된다. 4차 증발기에서는 습공기에 포함된 수분을 증발기에 착상시키게 된다. 이때 증발압력이 설정치 이하로 되면 압력 레규레이터(CPCE 12)가 작동되어 제상을 수행하게 되며, 미착상된 공기 중 수분은 고온의 응축기 폐열로서 증발기를 통과한 공기 중 수분을 가열하는 방식으로 구성이 되는 저온에서 제습이 가능한 제습기를 개발하였으며 실험한 결과, 정면풍속 1.0m/s에서 4.0 m/s까지 변화시켜 각 구간에서의 온도와 습도를 측정하였으며, 또한 냉각능력을 산출하였다. 그 결과 정면풍속 2.0m/s에서 냉각능력이 1.77 kcal/h로 가장 크게 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.21-28
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• 2019

Reversible solid oxide fuel cell (ReSOC) system was integrated with waste steam for electrical energy storage in distributed energy storage application. Waste steam was utilized as external heat in SOEC mode for higher hydrogen production efficiency. Three system configurations were analyzed to evaluate techno-economic performance. The first system is a simple configuration to minimize the cost of balance of plant. The second system is the more complicated configuration with heat recovery steam generator (HRSG). The third system is featured with HRSG and fuel recirculation by blower. Lumped models were used for system performance analyses. The ReSOC stack was characterized by applying area specific resistance value at fixed operating pressure and temperature. In economical assessment, the levelized costs of energy storage (LCOS) were calculated for three system configurations based on capital investment. The system lifetime was assumed 20 years with ReSOC stack replaced every 5 years, inflation rate of 2%, and capacity factor of 80%. The results showed that the exergy round-trip efficiency of system 1, 2, 3 were 47.9%, 48.8%, and 52.8% respectively. The high round-trip efficiency of third system compared to others is attributed to the remarkable reduction in steam requirement and hydrogen compression power owning to fuel recirculation. The result from economic calculation showed that the LCOS values of system 1, 2, 3 were 3.46 ¢/kWh, 3.43 ¢/kWh, and 3.14 ¢/kWh, respectively. Even though the systems 2 and 3 have expensive HRSG, they showed higher round-trip efficiencies and significant reduction in boiler and hydrogen compressor cost.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.924-930
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• 2018

본 연구의 목적은 수소연료전지 자동차의 난방부하 대응을 위한 스택 냉각수를 활용하여서, 전동식 히트펌프 시스템에 대한 난방성능 특성을 다양한 운전조건 변화에 대해서 고찰하는 것이다. 냉각수와 냉매(R-134a)와의 열교환을 위해서 판형열교환기를 적용하였고, 전동식 히트펌프 시스템에 적용되는 실내열교환기 입구의 공기온도와 압축기 회전수를 변화시키면서 난방 성능 특성을 분석하였다. 실내열교환기 입구 공기 온도 변화에 대해서 난방 성능은 거의 동일한 결과를 보이고 있는데, 이는 입출구 온도차와 공기 측 밀도의 변화가 균형을 이루었기 때문으로 판단된다. 반면, 히트펌프 시스템 효율(COP)의 경우, 난방 성능은 온도변화에 따라 동일하였지만, 유량 변화로 인하여서, 압축기 소모동력이 감소하였기 때문에, 실내열 교환기 입구 온도가 감소함에 따라서, 시스템 효율은 증가하는 경향을 보이고 있다. 추가적으로, EEV개도가 45%정도까지 열리는 구간에서는, 압축기 소모전력 감소하였기 때문에, 시스템 효율이 증가하였고, 그 이후에는 동일한 시스템 효율을 유지하는 것을 알 수 있었다. 압축기 회전수 변화 시에는 난방성능이 증가하면, 시스템 효율은 감소하는 경향을 보여주고 있다. 이러한 원인은 압축기 회전수 증가에 따른 유량의 증가로 판단된다. 향후, 열원으로 사용하는 냉각수에 대한 운전조건을 변화시켜가면서, 난방성능 특성을 분석하여, 전동식 히트펌프의 난방부하 대응을 위한 제어 방안을 연구하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.60-67
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• 2021

본 연구에서는 CO2 포집을 포함하는 500 MWe 급 전기를 생산하는 순산소 석탄화력발전소에 대한 공정흐름도를 제시하였고, 기술경제성 평가를 수행하였다. 이 석탄화력발전소는 순환 유동층 보일러(CFB), 초초 임계 증기 사이클 증기 터빈, 보일러에서 배출되는 배기가스내 수분과 오염물질을 제거하는 배기가스 정제 장치(FGC), 산소 분리 초저온 공정(ASU), 이산화탄소를 분리하는 극저온 공정(CPU)을 포함한다. 건식 배기가스 재순환(FGR)은 CFB연소기내 온도 제어와 고농도 CO2 배출을 위하여 사용되었다. 이 순산소 석탄화력발전소의 열효율을 증가시키기 위하여 FGR 흐름에 대한 열교환, ASU에서 배출되는 질소 흐름에 대한 열교환, 그리고 CPU 내 기체 압축기의 열 회수를 고려하였다. FGR열교환기의 온도차(ΔT)의 감소는 배기가스의 더 많은 폐열 회수를 의미하며, 전기 및 엑서지 효율을 증가시켰다. FGR열교환기의 ΔT가 10 ℃ 에서 FGR과 FGC 주변의 연간 비용이 최소가 되었다. 이때, 전기 효율은 39%, 총투자비는 1371 M$, 총생산비용은 90 M$, 그리고 투자수익률은 7%/y, 그리고 투자회수기간은 12년으로 예측되었다. 본 연구를 통하여 순산소 석탄화력발전소의 열효율 향상을 위한 열교환망이 제시되었고, FGR 열교환기의 최적 운전 조건이 도출되었다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.307-312
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• 2023

본 연구는 수소 경제 사회의 안전 확보를 위해 수소 연료전지 후단 배출된 미반응 수소를 안정적으로 산화하는 방안에 대해 논의하였다. 안전 시스템은 미반응 수소를 에너지원 없이 제거할 수 있는 상온 산화촉매를 충진하였으며, 이때 반응으로 배출되는 산화열은 안정적으로 회수할 수 있는 열 회수 장치를 연계하고자 하였다. 그 결과, 수소 산화 시스템의 충진 조건에 따라 시스템 내 압력 및 유체 흐름이 변화함을 CFD 분석을 통해 확인하였다. 또한 배가스 온도, 열 회수기 내 유량 및 압력조건을 최적화하여 300 ℃ 이상의 배가스 산화 열원을 40 ℃ 이상의 온수를 확보하는 방식으로 폐열을 회수할 수 있음을 확인하였다. 본 연구를 통해 수소 연료전지와 같은 중·소규모 사업장에 적용된 수소 활용 공정을 실증 규모로 평가하여 안전 시스템으로의 가능성을 확인하였다. 추후 실증화 연구를 통해 예측하지 못한 수소 안전사고에 대해 대응할 수 있는 안전 가이드로 활용될 수 있다고 판단된다.

• 스마트미디어저널
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• 제12권10호
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• pp.63-70
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• 2023

최근 스마트팜 에너지 비용 중 35% 낸난방비 에너지 소비가 증가되어 에너지 소비 효율화가 요구되며, 전기료 현실화에 대한 우려로 신재생 에너지 중요성이 증가하고 있다. 신재생 에너지는 수력, 풍력, 태양광 등에 속하며, 이중 태양광 에너지는 전기에너지로 변환하는 발전기술로, 이 기술은 에너지원이 환경에 미치는 영향이 적고, 유지 보수가 간편하다는 특징을 갖고 있다. 본 연구에서는 온실 축열조, 히트펌프 데이터 기반으로 축열조 영향을 많이 미치는 요소를 선정하고 축열조 공급 온도예측 모델을 개발하고자 한다. 시계열 데이터 분석 및 예측에 효과적인 LSTM(Long Short-Term Memory)과 다른 앙상블 학습 기법보다 뛰어난 XGBoost 모델을 이용하여 예측한다. 히트펌프 축열조 온도를 예측함으로써 에너지 소비를 최적화하여 시스템 운영을 최적화할 수 있다. 또한, 태양광 활용에 따른 냉난방비 절감 및 농가의 에너지 자립도 개선 등 스마트팜 에너지 통합 운영 시스템에 연계하고자 한다. 플랫폼을 통해 폐열 에너지의 공급을 관리하고 최대 난방부하 및 계절, 시간별 작물생장에 필요한 에너지값을 도출하여 이를 기반으로 최적 에너지 운용방안을 도출하고자 한다.

• 대한한방내과학회지
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• 제35권1호
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• pp.92-105
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• 2014

목 적 : 본 연구는 청허열약(淸虛熱藥)으로서 폐(肺), 간(肝), 신경(腎經)에 귀경(歸經)하여 양혈제증(凉血除蒸), 청폐강화(淸肺降火)의 효능으로 음허조열(陰虛潮熱), 골증도한(骨蒸盜汗), 폐열해수(骨蒸盜汗), 객혈(喀血), 육혈(衄血), 내열소갈(內熱消渴) 등의 치료에 상용되는 지골피(地骨皮)에 대해, 산화적 스트레스를 유발하여 신 독성을 일으키는 것으로 알려진 cisplatin을 투여한 Wistar rats에서의 신기능 손상 방지 효능을 관찰하고, 산화적 스트레스 및 그로 인한 염증반응 관련 전사인자와 효소들에 대한 억제효과와 항산화제를 촉진하는 효능을 확인하였다. 방 법 : Cisplatin으로 급성신부전증이 유도된 Wistar rats에서 地骨皮의 복용으로 인한 혈중 BUN 수치 변화를 관찰함으로써 신기능 보호효과를 확인하였다. Cisplatin으로 인한 신 손상의 주요 기전으로 알려진 산화적 스트레스에 대한 억제 효과를 확인하기 위하여 신 조직에서의 ROS, TBARS 수치를 관찰하고, ROS를 생성시키는 NADPH oxidase의 subunits인 NOX-4, $p47^{phox}$, $p22^{phox}$와 산화적 스트레스로 유도되는 염증반응과 관련한 NF-${\kappa}B$의 활성 및 COX-2, iNOS의 단백질 발현정도를 Western blotting을 통해 확인하였다. 또한 주요 항산화제인 glutathione의 환원형과 산화형 수치를 각각 확인하고 그 비율을 조사하였으며, 또 다른 항산화제인 SOD, catalase의 발현정도를 Western blotting을 통해 확인함으로써 地骨皮의 항산화제 촉진 효능을 관찰하였다. 결 과 : 지골피(地骨皮)는 cisplatin으로 유도된 급성신부전증 모델에서 증가한 혈중 BUN 수치를 감소시켜 신기능 손상을 유효하게 방지하였다. 또한 cisplatin 투여는 Wistar rats에서 산화적 스트레스 및 그로 인한 염증반응 관련 전사인자와 효소들의 발현을 항진시켜 cisplatin의 신 독성 기전이 산화적 스트레스로 초래됨을 확인할 수 있었으며, 지골피(地骨皮) 투여군의 경우 신조직 ROS, TBARS, NADPH oxidase를 유의하게 감소시켰고 NF-${\kappa}B$의 활성과 COX-2, iNOS 발현 또한 억제하는 것을 관찰하였다. 나아가 주요 항산화제로 알려진 GSH, SOD 및 catalase에 대한 지골피(地骨皮)의 촉진효과를 확인하였다. 결 론 : 이상의 결과로 지골피(地骨皮)는 신기능 손상을 방지하고, 항산화제 활성을 촉진시켜 산화적 스트레스와 염증반응을 효과적으로 저해함으로써 cisplatin으로 유발되는 급성신부전증의 치료 및 예방에 활용될 수 있음이 시사되었다.