• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권1호
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• pp.15-20
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• 2023

Ionic liquids are considered as a promising, alternative solvent for the electrochemical synthesis of metals because of their high thermal and chemical stability, relatively high ionic conductivity, and wide electrochemical window. In particular, their wide electrochemical window enables the electrodeposition of metals without any side reaction of electrolytes such as hydrogen evolution. The electrodeposition of silver is conducted in 1-n-butyl-3-methylimidazolium chloride ([C4mim]Cl) ionic liquid system with a silver source of AgCl. This study is the first attempt to electrodeposit silver nanoparticles without using co-solvents other than [C4mim]Cl. Pulse electrolysis is employed for the synthesis of silver nanoparticles by varying applied potentials from -3.0 V to -4.5 V (vs. Pt-quasi reference electrode) and pulse duration from 0.1 s to 0.7 s. Accordingly, the silver nanoparticles whose size ranges from 15 nm to ~100 nm are obtained. The successful preparation of silver nanoparticles is demonstrated regardless of the kinds of substrate including aluminum, stainless steel, and carbon paper in the pulse electrolysis. Finally, the antimicrobial property of electrodeposited silver nanoparticles is confirmed by an antimicrobial test using Staphylococcus aureus.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제16권1호
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• pp.129-169
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• 2007

이 논문에서는 한국이 2015년 흑은 2020년까지 1995년 혹은 2000년 수준으로 이산화탄소 배출량을 감축하기 위해 탄소세를 도입하는 경우의 효과를 SGM_Korea모형에 의거하여 예측해 보이고 있다. 이 논문의 주요 기여는 미국 지구변화연구소(JGCRI)가 개발한 SGM에 한국 부문의 데이터를 최근의 투입산출표(2000)와 최근의 에너지 수급표를 이용하여 최신화하고 그 예측력을 시험해 본 것에서 찾을 수 있다. 본 연구에서는 SGM_Korea (2000)를 이용하여 배출량 규제 및 탄소세 부과 시나리오에 따른 효과를 배출량 변화, 저감비용, GDP, 산업 생산 등에 대한 영향을 중심으로 살펴보았다. 한국이 2005년부터 배출량을 점진적으로 저감하기 시작하고 매년 1% 정도 에너지 효율의 향상을 가정할 경우 2015년까지 2000년 수준으로 배출량을 저감하기 위해 요구되는 탄소세 수준은 탄소톤당 약 US$500 정도가 될 것으로 보인다. 그러나 에너지 효율 개선이 없다면 탄소세에 의존하여 2000년 수준으로 배출량을 저감하는 것은 현실적으로 불가능해 보인다는 점에서 대체 에너지의 개발을 포함한 에너지 효율의 개선은 배출 저감 정책의 전제가 되지 않으면 안 될 것이다. 본 연구는 기후온난화 문제에 대해 국제적으로 검정된 CGE모형으로 예측된 비교 가능한 수치를 제시하였다는 점에서 다른 연구와 차별성을 가진다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.355-362
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• 2009

석유를 기반으로 한 연료는 가까운 미래에 고갈될 것이다. 디메틸에테르(Di-methyl Ether, DME)는 청정에너지이며 천연가스,석탄 및 바이오매스 등으로 생산이 가능하다.DME는 분자구조 내에 탄소-탄소 결합이 없는 함산소 연료로 연소시 그을음과 황산화물을 발생하지 않으며, 물리적 특성이 액화석유가스(Liquified Petroleum Gas, LPG)와 매우 유사하여 LPG 유통인프라를 그대로 활용할 수 있다. DME는 세탄값이 55~60 정도로 높아 디젤 자동차용 연료로도 활용이 가능하다.차세대 청정연료로 혹은 차세대 화학공업 원료물질로 전력생산,디젤 연료, 가정용 연료 및 연료전지 등에 사용이 가능하다.본 총설에서는DME의 특성, 표준화, 국내외의 기술개발현황, 대체연료로서의 활용에 대해 살펴보고자 한다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권8호
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• pp.552-561
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• 2018

화석연료의 고갈과 환경문제를 대응하기 위한 대체에너지 중 재생가능하고 탄소중립(Carbon-neutral)자원인 바이오매스 (Biomass)를 연료로 이용하는 연구가 진행되고 있다. 바이오매스를 사용하는 대부분의 에너지 생산 시스템은 열화학전환방법이 대표적이다. 이 가운데 가스화 기술을 이용해 합성가스 (syngas)를 생산해 보일러나 엔진 등에 적용하여 열과 전기를 생산한다. 하지만 합성가스 (syngas)를 생산하는 과정에서 타르 (tar)가 발생되며 낮은 온도에서 응축되기 때문에 배관 및 엔진 등에 막힘 현상을 일으켜 공정 효율을 감소시키는 문제를 야기한다. 타르를 제거하기 위해 대부분의 가스화 공정에서 물을 이용한 wet scrubber를 사용하고 있는데 효율이 낮은 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 물과 oily material (soybean oil, waste cooking oil, mineral oil)을 이용하여 제거효율이 높은 순으로 나타내자면 Soybean oil>Waste Cooking Oil>Mineral oil>Water 순서로 나타났고 제거효율은 각각 약 97%, 약 70%, 약 63%, 약 30%의 효율을 보여주었으며 식물성 오일 종류인 soybean oil을 사용하였을 때 타르 제거 효율이 가장 높았다.

• 자원리싸이클링
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• 제30권4호
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• pp.46-53
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• 2021

바이오매스는 자연에서 얻어진 화학적 에너지로 활용할 수 있으며 곡물, 식물, 동물과 미생물 등의 모든 유기체를 말한다. 별도의 처리과정을 거치지 않아도 재생 및 재활용이 가능하여 친환경적이며 주변에서 쉽게 얻을 수 있다는 이점이 있다. 한편, 바이오매스는 열분해 또는 발효 과정을 거쳐 바이오에너지 연료로 활용할 수 있다. 따라서 화석 연료의 고갈과 환경 영향 등의 문제 해결을 위한 대체 에너지 중 하나로 평가되고 있다. 본 연구에서는 바이오매스의 반탄화 처리가 가능한 523~573K의 온도 및 불활성 분위기 조건에서 다양한 바이오매스(톱밥, 볏짚, 쌀겨, 커피박, 폐목재) 내 탄소 함량을 높이는 공정을 진행하였다. 그리고, 반탄화한 바이오매스를 탄소 농도, 연소 거동 등을 조사하여 철강 산업 등에 활용할 수 있는 고체 연료로서의 가능성을 검토하였다.

• 한국재료학회지
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• 제33권12호
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• pp.530-536
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• 2023

The theoretical capacity of silicon-based anode materials is more than 10 times higher than the capacity of graphite, so silicon can be used as an alternative to graphite anode materials. However, silicon has a much higher contraction and expansion rate due to lithiation of the anode material during the charge and discharge processes, compared to graphite anode materials, resulting in the pulverization of silicon particles during repeated charge and discharge. To compensate for the above issues, there is a growing interest in SiO_x materials with a silica or carbon coating to minimize the expansion of the silicon. In this study, spherical silica (SiO₂) was synthesized using TEOS as a starting material for the fabrication of such SiO_x through heating in a reduction atmosphere. SiO_x powder was produced by adding PVA as a carbon source and inducing the reduction of silica by the carbothermal reduction method. The ratio of TEOS to distilled water, the stirring time, and the amount of PVA added were adjusted to induce size and morphology, resulting in uniform nanosized spherical silica particles. For the reduction of the spherical monodisperse silica particles, a nitrogen gas atmosphere mixed with 5 % hydrogen was applied, and oxygen atoms in the silica were selectively removed by the carbothermal reduction method. The produced SiO_x powder was characterized by FE-SEM to examine the morphology and size changes of the particles, and XPS and FT-IR were used to examine the x value (O/Si ratio) of the synthesized SiO_x.

• 한국재료학회지
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• 제28권1호
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• pp.6-11
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• 2018

There are various manufacturing processes for pure $SiO_2$ that is used as abrasives, chemicals, filters, and glasses, and in metallurgy and optical industries. In the optical fiber industry, to produce $SiO_2$ preform, $SiCl_4$ is utilized as a raw material. However, the combustion reaction of $SiCl_4$ has caused critical environmental issues, such as ozone deficiency by chlorine compounds, the greenhouse effect by carbon dioxide and corrosive gas such as hydrochloric acid. Thus, finding an alternative source that does not have those environmental issues is important for the future. Octamethylcyclotetrasiloxane (OMCTS or D4) as a chlorine free source is recently promising candidate for the $SiO_2$ preform formation. In this study, we first conducted a vaporizer design to vaporize the OMCTS. The vaporizer for the OMCTS vaporization was produced on the basis of the results of the vaporizer design. The size of the primary particle of the $SiO_2$ formed by OMCTS was less than 100 nm. X-ray diffraction patterns of the $SiO_2$ indicated an amorphous phase. Fourier-transform infrared spectroscopy analysis revealed the Si-O-Si bond without the -OH group.

• Asian Journal of Atmospheric Environment
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• 제2권2호
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• pp.102-108
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• 2008

In China, energy and environmental problems are becoming serious owing to rapid economic development. Coal is the most problematic energy source because it causes indoor and outdoor air pollution, acid rain, and global warming. One type of clean coal technology that has been developed is the coal-biomass briquette (or bio-briquette, BB) technique. BBs, which are produced from pulverized coal, biomass (typically, agricultural waste), and a sulfur fixation agent (slaked lime, $Ca(OH)_2$) under high pressure without any binder, have a high sulfur-fixation effect. In addition, BB combustion ash, that is, the waste material, can be used as a neutralization agent for acidic soil because of its high alkalinity, which originates from the added slaked lime. In this study, we evaluated the suitability of alternative biomass sources, namely, aquatic plants, as a BB constituent from the perspective of their use as a source of energy. We selected three types of aquatic plants for use in BB preparation and compared the fuel, handling, and environmental characteristics of the new BBs with those of conventional BBs. Our results showed that air-dried aquatic plants had a higher calorific value, which was in proportion to their carbon content, than agricultural waste biomass; the compressive strength of the new BBs, which depends on the lignin content of the biomass, was high enough to bear long-range intracontinental transport in China; and the new BBs had the same emission control capacity as the conventional BBs.

• 전기학회논문지
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• 제66권2호
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• pp.347-353
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• 2017

In order to prohibit global warming, various kinds of regulatory policies have been established in the whole world. One example is the establishment of the Renewable Portfolio Standard. It requires the increased portion in energy production from renewable energy sources. The Republic of Korea adopted the act on the promotion of the development, use, and diffusion of new and renewable energy since 2012. However, in spite of the effort on the consideration of the renewable energy sources, it was reported the carbon intensity of electricity in Korea was not that low in 2015. Thus, it is required to examine the recent state of the utilization degree of the renewable energy sources in Korea. This paper analyzed the statistical data provided by Korea Power Exchange (KPX) to examine any problems and solutions for generating electricity from the renewable energy sources. We focused on the generation capacity provided by the power plants participated in the market, the electric power trading amount, and the utilization coefficient for 10 years. By analyzing the data, we provide an alternative to solve some imbalance among the factors contributing to renewable energy use.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.163-171
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• 2023

최근 탄소중립을 위한 청정에너지로 주목받고 있는 수소는 기존에 화석연료의 수증기 개질 반응을 통한 생산에 의존해왔다. 하지만, 이산화탄소의 방출로 인한 한계가 있어 바이오매스 유래 바이오오일의 수증기 개질 반응이 대안으로 제안되고 있다. 바이오오일의 큰 분자량과 다양한 작용기를 가진 탄화수소들이 섞여 있는 복잡성으로 인해 Ni/Al₂O₃ 개질 촉매의 비활성화되는 문제가 발생해 니켈계 촉매의 개선이 필요하다. 본 총설에서는 바이오오일의 수증기 개질 반응에 이용되는 니켈계 촉매의 개선을 활성상, 담체 및 조촉매의 관점에서 정리했다. 활성상은 고분자의 탄화수소들의 C-C, C-H 결합을 끊어 분해 및 전환하고, 귀금속 및 전이금속이 활용될 수 있다. 담체 및 조촉매는 격자산소를 이용하거나 산점을 억제해 촉매의 비활성화의 주요원인인 탄소 침적을 억제하는 방식으로 촉매를 개선할 수 있다. 바이오오일에 기반한 청정수소 생산에 있어 우수한 성능의 개질 촉매 개발은 중요한 역할을 할 것이다.