• 항공우주시스템공학회지
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• 제11권4호
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• pp.48-53
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• 2017

액체로켓엔진은 연소기, 터보펌프, 가스발생기, 각종 밸브 및 배관, 조인트, 오리피스, 튜브, 하니스, 센서 등이 결합되어있는 매우 복잡한 시스템이다. 대부분의 액체로켓엔진 부품은 IT(ISO Tolerance) 기준으로 6등급 이상의 높은 정밀도를 요구하며 정상운용 전후 시동과 종료 등과 같은 비정상 시의 응답에도 대응해야한다. 따라서 엔진 시스템 및 부품은 넓은 영역에서 안정적으로 동작할 수 있도록 설계되어야하며 조립은 이러한 설계철학을 충실히 반영하여야 한다. 엔진 설계 시에는 부품 간에 물리적 혹은 기능적 간섭이 없도록 공간배치를 해야 하며 조립 중 조립성과 조립 후 유지보수의 효율성까지도 고려되어야 한다. 특히 양산품이 아닌 개발 단계에서는 조립 중 부품 간 공차의 누적, 각종 구성품의 비정렬, 부품 인터페이스 간의 불일치 등이 발생할 수 있다. 즉, 엔진조립공정은 개발 중 내재되어있는 각종 위험이 현실화 되는 위기 혹은 예상치 못한 사건(incident)이 발생하기 쉬운 작업이다. 그러므로 조립 중 사건이 발생했을 경우를 대비한 신속한 대응시스템이 구비되어야한다. 이 연구에서는 위에서 언급한 사항들의 기본적 대응방법과 한국형발사체에 탑재되는 7 tonf 급 엔진의 실제 조립공정을 다루었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제22권4호
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• pp.281-286
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• 2021

국제해사기구는 최근의 황함유량 규제강화에 따라 선상의 배출가스 오염문제를 최근 선제적 대응방침을 제시하고 있다. 물론, 연료유 품질향상 및 배출가스 저감에 대한 논의 또한 지속적으로 진행되고 있는 상황이다. 국제적으로 가장 큰 관심사 중 하나인 연료유 품질정보는 황 함유량 기준이 현행 3.5%에서 2020년까지 0.5%로 한층 더 강화된 규정을 적용하게 되면서 그 관심이 증가되고 있다. 선사 및 수급자 측면에서 고려해보면, 연료유의 기본품질은 국내외적인 연료유 정보, 기본성상, 실선 및 함정의 적용을 위한 특성간의 상관성 정보까지 확대된 개념이라고 볼 수 있다. 이와 관련하여, 본 논문에서는 ISO 8217에 의한 기본 연료유 품질분석 결과를 제시하고, 연료의 점화성, 분산성, 기타특성에 대해서 분석하였다. 또한, 선박용 연료유 샘플과 희석율에 따라 점화성, 분산성을 분석하였고, 군용 연료유의 기본품질을 인용자료와 실험실 내 산출값 내에서 확인하고자 하였다. 물론, 현재의 연료유의 기본품질에 대한 규격이 일반적으로 통용되고 있으나, 연료유의 성상과 조성이 매우 복잡한 상황이다. 즉, 그 기본품질에 대한 해석이 매우 어려운 것은 기본규격의 범위를 벗어나는 사례가 다수 존재하고 있기 때문이다. 연료유의 기본품질과 선박에서의 운항최적화, 군용연료에서의 연료효율이라는 측면에서 연료유의 기본품질에 대해서 다양한 인자분석은 매우 핵심이라고 판단하고, 희석에 따른 그 기준의 적용 범위에 대해서 가능성을 제시하고자 하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권4호
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• pp.1349-1358
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• 2018

화석연료로부터 기인한 환경오염에 대한 대응과 더불어 신재생에너지 공급의무화제도의 시행은 재생연료유 등 신재생에너지의 활용도를 증대시켰다. 부생연료유(2호)와 정제연료유(감압)는 국내 법령으로 엄격히 규제되고 있으며, 부생연료유(2호)를 혼합한 정제연료유(감압)의 물성변화를 시험하였다. 부생연료유(2호)를 1 : 1로 혼합한 정제연료유(감압)의 물성분석 결과, 국내 폐기물관리법에서 규정하고 있는 품질기준을 만족하였다. 다만, 연료와 관련한 추가항목 시험결과에서 높은 방향족 함량을 나타내었다. 연료 내 높은 방향족 함량은 사용기기의 고무류 파손이나 연소 시 그을음, 매연 등이 발생할 가능성이 높을 것으로 보인다.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제28권2호
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• pp.307-326
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• 2019

전기자동차는 수송부문의 대표적인 온실가스 및 미세먼지 감축 대책으로 손꼽히고 있다. 세계 각 국가들은 전기자동차 보급 확대를 위해 구매 보조금 및 세제 감면 등의 자원제도를 시행하고 있다. 전기자동차는 주행 중에 발생하는 환경오염물질이 없다는 점에서 무배출차량(ZEV: Zero-Emission Vehicle)로 분류되지만 이는 전기자동차에 사용되는 전력을 생산하는 과정에서 발생되는 간접적인 배출을 고려하지 않은 것이다. 따라서 전기자동차의 보급에 따른 환경적 편익 증대는 전력 믹스에 따라 달라진다. 본 논문에서는 국내의 전원 구성 환경과 향후 진행될 에너지 전환에 따른 전기자동차의 환경적 영향을 분석하였다. 상세한 대기오염물질 배출 산정을 위해 각 발전소의 시간별 오염물질 배출과 발전량 데이터를 구축하여 발전소별 발전효율 및 오염물질 배출량 저감 노력 등을 반영하였다. 분석결과 현재의 발전원별 비중에서는 전기자동차의 환경적 편익이 -0.41~10.83원/km에 불과한 것으로 분석되었다. 또한 에너지 전환 시나리오에 따른 전기자동차의 환경편익 분석결과 석탄 발전의 비중이 상당한 정도로 줄어드는 경우에만 전기자동차가 내연자동차에 비해 높은 수준의 환경 편익이 발생하는 것으로 나타났다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.63-73
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• 2019

연소공정 내에서 질소산화물 배출을 저감하는 선택적 무촉매 환원장치 내부의 화학반응 및 저감효율에 대한 수치해석이 실행되었다. 선택적 무촉매 환원장치에서 저감된 질소산화물은 질소뿐만 아니라 아산화질소로도 전환된다. 아산화질소는 온실가스로써 지구온난화에 영향을 끼치기 때문에 선택적 무촉매 환원장치 내의 질소산화물 제어와 동시에 아산화질소 생성제어가 요구되어진다. 본 연구에서는 선행연구에서 실행된 실험과 온도조건과 가성소다의 첨가량이 동일한 선택적 무촉매 환원장치 내의 전산해석을 실시하고 비교하여 전산해석의 신뢰성을 확인하고, 가성소다 첨가량을 추가적으로 조절하여 질소산화물의 저감 효율과 아산화질소 생성량을 예측하였다. 전산해석은 후단의 측정점을 설정하여 각 물질의 질량분율을 확인하였다. 세부적으로는 측정점에서 유동방향에 수직한 면을 설정하여 온도 조건과 가성소다 첨가량에 따른 각 물질의 평균 질량분율을 비교하였다. 실험값과 전산해석에 의한 모사값은 최대 18.9%의 오차를 보이며 대체적으로 잘 예측됨을 확인하였으며 가성소다 첨가량을 증가시켰을 땐 70% 이상의 제거율의 온도 범위가 넓어지는 것을 확인하였다. 따라서 반응온도의 낙차가 크고 잦은 폐기물 소각시설 등에서 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국폐기물자원순환학회지
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• 제35권8호
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• pp.744-753
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• 2018

The Stockholm Convention, which was adopted in Sweden in 2001 to protect human health and the environment, includes regulations for Persistent Organic Pollutant Rotors such as toxic and bioaccumulatives. Currently, there are 28 types of materials. This prohibits and limits the production, use, and manufacture of products. Korea is a member of the Convention, and it is necessary to prepare management and treatment plans to address the POP trends. Thus, we experimentally investigate whether the environmentally stable incineration is achieved when the sample is thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). The target samples is pesticides in liquid phase and solid phase. In this study, organic chlorinated pesticides and their thermal characteristics were analyzed. We calculated the theoretical air volume based on the element analysis results. Because the interior of the reactor is small, more than 10 times of the air ratio was injected. The retention time was set to at least 4 seconds using a margin. The incineration temperature was $850^{\circ}C$ and $1100^{\circ}C$. Thus, we experimentally investigated whether the environmentally stable incineration was achieved when the sample was thermally treated using the Lab-scale (1 kg/hr). We analyzed five types of exhaust gas; the 02 concentration was high, but the CO amount decreased. Complete combustion is difficult because of the small size of the furnace due to the nature of Lab-scale. The organic chlorine-containing pesticide had an average decomposition rate of 99.9935%. Considering the decomposition rates of organic chlorine-containing pesticide in this study, the incineration treatment at over 2 ton/hour, which is typical for a conventional incinerator, is possible. Considering the occurrence of dioxins and unintentional persistent organic pollutants, it can operate at more than $1,100^{\circ}C$.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.239-250
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• 2020

바이오매스는 풍부한 신재생에너지로 화석연료에 의한 온실가스 배출을 줄일 수 있는 자원으로 활용될 수 있다. 인도네시아에서는 경제성이 우수한 대량의 조림지 부산물과 팜 부산물이 발생된다. 일반적으로 바이오매스들은 낮은 열량 및 연소 효율에 의해 연료로서 사용하기 어려운 경우가 많다. 최근 이러한 바이오매스를 고품위 연료로 전환하는 반탄화 기술 개발이 활발하며, 유럽을 중심으로 다수의 생산 설비가 상용화되었다. 우리나라는 현재 ~ 2 million ton yr-1 이상의 혼소용 우드팰릿을 동남아시아에서 수입하고 있다. 하지만 반탄화 연료 시장은 아직 열리지 않았고, 추후 국내 기술 및 시장 환경 성숙에 따라 도입되리라 예상된다. 인도네시아 현지 혼소용 연료로서 반탄화된 조림지 부산물은 신재생에너지 확대 정책(feed-in-tariff, FIT) 하에서 경제성 확보 가능하다. 하지만 팜 부산물인 EFB (empty fruit bunch, EFB)를 혼소용 연료로 사용하기 위해서는 알카리 금속 제거에 따른 경제성 저하 극복 방안이 강구되어야 한다. ETS (emission trading system, ETS)와 CDM (clean development mechanism, CDM)제도의 지원을 받는 경우 EFB는 연료 민감성이 낮은 시멘트 소성로에서 기존 석탄을 대체할 수 있을 것으로 판단된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권1호
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• pp.153-160
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• 2021

아산화질소(Nitrous oxide, N2O)는 지구온난화 물질의 하나로 이산화탄소에 비해 지구온난화효과가 310배 강하고 분해하는데 120년이 소요되기 때문에 오존층 파괴에 주범으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 N2O를 저감하기 위해 고온 열분해 기술을 적용하여 N2O 저감 공정에서 발생하는 NOx 배출 특성에 대해 조사하였다. 고온 유동장을 형성하기 위해 동축 분젠 예혼합 화염을 열원으로 채택하였으며 실험 변수로는 노즐출구속도, 동축류 속도 및 N2O 희석률로 설정하였다. 실험 결과, NO 생성률은 노즐출구속도 및 동축류 유량에 관계없이 N2O 희석률이 증가함에 따라 증가하였다. N2O의 경우에는 연소 불안정성(Kelvin Helmholtz 불안정)이 억제된 안정된 예혼합 화염에서 다량으로 배출되었는데, 이는 화염 면 부근에서 감소된 N2O의 체류시간으로 인해 열분해 시간이 충분하지 않기 때문인 것으로 사료된다. 따라서 N2O의 저감 효율을 증진시키기 위해서는 K-H 불안정성이 발생되는 노즐출구속도를 선정하여 화염 면 부근에서 발생되는 와류(toroidal vortex) 형태의 유동 구조를 형성하는 것이 N2O의 체류시간을 증가시키는데 효과적인 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.3-11
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• 2022

전기차 수요의 증가로 향후 폐차 혹은 배터리 노후화로 인한 폐배터리 배출량 급증이 예상됨에 따라 이에 대한 적정 관리가 시급한 실정이다. 기술개발 측면에서는 데이터 기반 진단 등 다양한 폐배터리 진단 및 관리 기술이 주목을 받고 있다. 또한 로봇기반 자동 해체 기술은 산업 현장에서의 Test 검증 및 향후 배터리 관련 데이터베이스와의 연동이 필요한 것으로 보인다. 특히 향후 폐배터리 순환과정에서의 효율화와 동시에 안전성/친환경성 제고를 위한 다양하고 선진적인 배터리 진단 및 평가기법 개발 및 보급이 중요하다. 또한 리튬 관련 화학물질 배출이동에 대한 데이터베이스화와 배터리 연소시 가스유출위험 및 소방안전에 관한 평가 및 대처가 중요할 것으로 보인다. 더 나아가 데이터 기반 진단/분류/해체 과정을 재활용/최종폐기와 연계된 다양한 관점에서의 폐배터리 전주기 관리 최적화 등에 향후 더 많은 연구개발이 필요하다고 판단된다. 그리고 일련의 데이터는 차후 배터리 생산 시 환경적 부담을 감소시키고 재이용/재활용이 원활하도록 청정설계 및 제조에 기여해야 한다. 또한 이러한 최적화는 전기차 배터리의 향후 기술 및 시장 변동을 감안하여 추진되어야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.605-612
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• 2021

지구온난화로 인한 이상기후로 전 세계적 피해가 커지고 있는 가운데, 내연기관의 온실가스 배출을 줄이기 위하여, 친환경자동차 도입이 가속화되고 있다. 이에 각국에서는 수소연료자동차의 안전성 확보를 위해 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐공간에서 수소 연료 폭발에 대비한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 반밀폐공간이라 할 수 있는 지하주차장을 대상으로 수소탱크의 폭발을 등가 TNT 모델을 적용하여 폭발압력을 예측하고 이 값을 폭발압력에 따른 피해범위 및 영향을 분석하였다. 등가 TNT 모델을 적용한 수소탱크 폭발압력 예측 결과 수소용량이 52 Liter인 경우를 기준으로 75 Liter, 156 Liter인 경우 1.5 m 높이에서 각각 약 1.12배, 2.30배 높은 것으로 나타났다. 예측된 최대폭발압력을 충격량으로 환산하여 인체 및 건물에 미치는 영향을 검토한 결과 모든 예측값이 폐 손상 또는 심각한 부분 파괴가 발생할 것으로 예측 되었으며, 예측된 피해정도는 폭발에 따른 충격량만으로 환산 적용한 것이며, 폭발에 따른 부가적인 피해를 고려한다면 실제 피해는 더욱 증가되어 이에 대한 안전 및 방재의 대책이 강구되어야 할 것으로 사료된다.