• 제목/요약/키워드: Energy Converting

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사용종료(使用終了) 비위생매립지(非衛生埋立地)의 순환적(循環的) 사용(使用)을 위한 선별물질(選別物質)의 활용(活用) 가능성(可能性) 평가(評價) (Reclaimed Products to Recycling and Energy Recovery for Sustainable Use of Closed Non Sanitary Landfills through Reclamation Works)

  • 이병선;나경덕;한상국;배재근;오세은
    • 자원리싸이클링
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    • 제21권1호
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    • pp.17-29
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    • 2012
  • 대전시 ${\bigcirc}{\bigcirc}$ 권역 택지발지구내 불법매립지 선별 정비사업과정에서 회수된 선별결과물의 재활용성 및 에너지전환 기능성을 평가하였다. 본 연구에서 사용된 순환형 매립정비시스템(SLR-System, Sustainable Reclamation-System)은 수분함량 약 28.0%조건에서 약 91.4 $m^3/hr$ (about 130.61 ton/hr)의 처리 성능을 보였으며, 선별결과물의 회수율과 순도는 선별토사가 약 98.9%와 약99.66%, 선별가연물류가 약 91.8%와 약 92.0%로 각각 측정되었다. 특히, 선별토사의 경우, 입도크기가 ${\O}$35 mm이하로 유기이물질 함량이 0.31%(V/V)로 재활용법적 기준치를 만족하였으며, 최대 약 98.42%까지 재활용이 가능한 것으로 평가되었다 또한, 선별가연물의 경우, 저위발열량이 약 3,636 kcal/kg으로 RDF 품질기준을 만족하였으며 최대 약 84.43%까지 RDF 생산이 가능한 것으로 측정되었다.

황산처리 굴패각을 이용한 유동성 뒷채움용 고화재 개발 (Development of Sulfated Oyster Shell-Based Solidifying Agent for Flowable Backfill Material)

  • 왕설;김성배;김창준
    • 청정기술
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    • 제24권4호
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    • pp.315-322
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    • 2018
  • 탄산칼슘($CaCO_3$) 형태의 천연 굴패각을 포졸란 반응 물질인 생석회(CaO)로 전환하기 위해서는 고온(> $800^{\circ}C$)의 소성 공정이 필요하다. 이로 인한 과도한 에너지 비용 투입이 굴패각의 산업적 이용에 큰 걸림돌로 작용하였다. 본 연구의 목적은 소성과정 없이 굴패각을 뒷채움용 고화재 소재로 개발하는 것이다. 본 연구팀은 굴패각을 황산칼슘 형태로 전환하고, 이를 수산화나트륨 및 황토와 혼합하여 고화물을 생성시키는 방법을 제안하였다. 굴패각을 황산칼슘으로 전환시키기 위한 황산용액과 황산칼슘을 소석회($Ca(OH)_2$)로 전환하는 데 필요한 수산화나트륨 용액의 최적 농도를 결정하였다. 신규 고화재, 천연 굴패각, 석탄회 비율을 변화시켜 뒷채움재를 제조하고 양생한 후 공시체의 일축압축강도를 비교하였다. 고화재 함량 비율이 증가할수록 공시체의 일축압축강도는 증가한 반면 동일한 고화재 함량에서 석탄회 대비 천연 굴패각 함량이 증가할수록 공시체의 일축압축강도가 증가하였다. 본 결과는 천연 굴패각과 석탄회를 이용한 뒷채움재 제조에 있어서 황산처리 굴패각, 황토, 수산화나트륨 용액으로 구성된 고화재가 효과적으로 사용될 수 있음을 보여준다. 황산처리 굴패각 기반 고화재는 기존에 개발된 바 없고, 굴패각을 활용한 경제성 있는 뒷채움용 소재 개발과 굴패각의 산업적 활용도를 높이는데 커다란 기여를 할 것이다.

EU ETS 4기의 주요 제도 설계가 향후 국내 배출권거래제 운영에 미칠 영향 분석 (Analysis of the Impact of Key Design Elements for the EU-ETS Phase 4 on the K-ETS in the Future)

  • 손인성;김동구
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제30권1호
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    • pp.129-167
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    • 2021
  • 배출권거래제는 온실가스 감축과 저탄소 사회로의 전환을 위한 핵심 정책이다. EU 배출권거래제(EU ETS)는 운영기간, 핵심 설계 노하우 등에서 국내 배출권거래제보다 앞서 있는 좋은 벤치마크 대상이다. 이에 본 연구는 EU ETS 4기의 주요 제도 설계를 배출허용총량(Cap), 배출권 무상할당방식, 유·무상할당업종 선정 방식, 시장안정화 조치, 감축지원제도 등을 중심으로 살펴보았다. 그리고 EU ETS 1-4기의 주요 설계와 주요 설계 변경이 향후 국내 배출권거래제의 설계 및 운영에 미칠 영향을 각각 분석해보았다. 우선, 국내 배출권거래제 설계에 대한 영향으로는 벤치마크 갱신 방안 마련, 국내 산업구조 및 특성을 반영한 무상할당업종 선정 기준 마련과 2단계 평가 도입, 경매 수익의 구체적 활용방안 마련의 세 가지 요구가 증대될 것으로 예상된다. 다음으로 향후 배출권거래제 운영에 미칠 영향으로는 제도 개정의 객관적이고 심도있는 영향평가, 계획 및 제도 개정의 이른 확정을 통한 제도 안정성 및 대응 기회 제공, 배출권 거래제 거버넌스 조정 및 이해관계자 참여 확대 유도 세 가지를 들 수 있다.

드론 열화상 화소값의 타겟 온도변환을 위한 방사율 영향 분석 (Study on the Effect of Emissivity for Estimation of the Surface Temperature from Drone-based Thermal Images)

  • 조현정;이재왕;정나영;오재홍
    • 한국측량학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.41-49
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    • 2022
  • 최근 열화상 카메라의 수요 증가와 함께 열화상 카메라를 활용한 연구 또한 관심이 높아지고 있다. 그 중, 기존의 드론에 열화상 카메라를 부착하여 촬영하는 등의 단순 촬영에서 나아가 열 영상 처리를 통한 디지털 트윈 구축, 영상화된 데이터를 통한 관리 시스템 구축 등 열 영상 처리 후 데이터를 응용한 연구가 증가하고 있다. 본 논문에서는 열화상 카메라를 처리하는 과정에서 생성되는 화소값인 DN값(Digital Number)이 실제 표면 온도로 변환하기 위한 관계식 유도과정에서 방사율이 DN값에 미치는 영향을 알아보기 위한 연구를 진행하였다. DN값은 열 영상의 스펙트럼 밴드 값을 나타내는 숫자로 열 영상 데이터를 구성하는 중요한 요소이다. 하지만 DN값은 실제 표면 온도를 표시하는 온도 값이 아닌 열이 높고 낮음을 밝기로 표시한 밝기 값으로 실제 표면 온도와 비 선형적인 관계이다. 그러므로 열화상 카메라로 획득한 영상 이미지의 DN값을 실제 표면 온도와 관계성을 보일 수 있다면 데이터를 처리하기 수월하며, 더 많은 활용성을 기대할 수 있다. 그러므로 본 연구에서는 우선, 실제 표면 온도와 열 영상의 DN값의 관계를 분석하고, 열화상 카메라와 같은 원리로 작용하는 비접촉 열화상 온도계가 실제 표면 온도에 근접한 참값으로 변환할 수 있도록 방사 조정을 진행하였다. 그 결과 실제 표면 온도 및 DN값의 관계 그래프와 방사 조정된 비접촉 열화상 온도계 및 DN값의 관계 그래프가 유사한 선형관계를 보였으며 방사율을 조정하기 전보다 조정한 후의 비접촉 온도가 실제 표면 온도에 더 근접한 결과를 얻었다.

중성자 모니터링을 위한 전도성 10B 박막 개발 (The development of conductive 10B thin film for neutron monitoring)

  • 임창휘;김종열;이수현;정용주;최영현;백철하;문명국
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제39권4호
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    • pp.199-205
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    • 2014
  • 중성자 검출분야에서$^3He$는 높은 중성자 검출효율 때문에 아주 많이 사용되고 있다. 하지만 2009년 초반부터 발생하고 있는 전세계적인 $^3He$의 품귀현상으로 인하여 가격이 급등하고 수급이 어려워졌기 때문에 대체 중성자 검출물질에 대한 필요성이 높아졌다. 그러므로 중성자 검출물질로 사용될 수는 있지만 $^3He$에 비해 반응효율이 낮아 중성자 검출용으로 주로 사용되지 않던 물질들을 사용하여 검출기를 제작하는 연구가 다시 활발하게 진행되고 있다. $BF_3$, $^6Li$, $^{10}B$, $Gd_2O_2S$ 등과 같은 $^3He$ 대체 물질들 중 하나인 $^{10}B$은 손쉬운 감마선 구별, 무독성, 낮은 가격 등과 같은 여러 장점으로 인하여 여러 연구그룹에서 연구되고 있다. $^{10}B$ 박막을 이용한 중성자 검출은 중성자와 반응하여 발생되는 2차 방사선을 측정하여 간접적으로 중성자를 측정하는 검출기법이다. 반응을 통해 생성된 알파입자의 비정은 고체 내에서 아주 짧기 때문에 $^{10}B$ 층은 박막 형태로 얇게 제작해야 한다. 그러므로 중성자와 박막의 반응을 통해 발생되는 알파입자의 검출효율을 증가시키기 위해서는 $^{10}B$ 박막의 두께를 얇게 제작하는 것이 중요하다. 하지만 박막의 두께를 얇게 제작하는 것은 중성자와 반응하여 생성되는 알파입자의 수집효율을 증가시키는 장점이 있지만 또한 중성자와 반응할 단면적을 감소시키는 단점이 있다. 본 논문에서는 리튬이온전지에 사용되는 초박막 극판 제조 기술을 이용하여 중성자 검출을 위한 대략 $60{\mu}m$ 두께의 얇은 $^{10}B$ 박막을 제작하였다. 그리고 전도성, 분포, 점착력, 유연성와 같은 간단한 물리적 실험을 통해 제작된 $^{10}B$ 박막의 물성을 확인하였다. 또한, 제작된 $^{10}B$ 박막을 사용하여 중성자 모니터링을 위한 비례계수기 제작하고 이를 이용하여 한국원자력연구원의 중성자 조사시설의 중성자 파고 스펙트럼을 측정하였다. 또한, 중성자 검출효율을 증가시킬 수 있는 방법 중 하나인 다층 박막을 이용한 중성자 측정 방법을 이용하여 박막 층수에 따른 중성자 검출효율의 변화를 몬테칼로 전산모사 기법을 이용하여 계산하였고 실험을 통해 박막층의 증가에 따른 신호변화를 측정하였다.

실시간 헬스케어 모니터링의 독립 구동을 위한 접촉대전 발전과 전자기 발전 원리의 융합 (Stand-alone Real-time Healthcare Monitoring Driven by Integration of Both Triboelectric and Electro-magnetic Effects)

  • 조수민;정윤수;김현수;박민석;이동한;감동익;장순민;라윤상;차경제;김형우;서경덕;최동휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제60권1호
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    • pp.86-92
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    • 2022
  • 최근 COVID-19 팬데믹 등 다양한 이유로 인해 바이오 헬스케어 시장이 전세계적으로 활성화되고 있다. 그 중, 생체정보 측정 및 분석 기술은 앞으로의 기술적 혁신성과 사회경제적 파급효과를 불러일으킬 것으로 예측된다. 기존의 시스템은 생체 신호를 받아 신호 처리를 하는 과정에서 신호 송×수신부, 운영체제, 센서, 그리고 인터페이스를 구동하기 위한 대용량 배터리를 필수적으로 요구한다. 하지만, 배터리 용량의 한계가 인해 시×공간적인 기기 사용의 제한을 야기하며, 이는 사용자의 헬스케어 모니터링에 필요한 데이터의 단절에 대한 원인으로 작용할 수 있으므로 헬스케어 디바이스의 큰 걸림돌 중의 하나이다. 본 연구에서는 생체정보 측정 장치에 접촉대전 효과(Triboelectric effects)와 전자기유도 효과(Electro-magnetic effects)를 융합하여, 외부 전원을 요구하지 않는 독립 구동이 가능한 시스템을 구성하여 시×공간적으로 사용 제한이 없는 소형 생체정보 측정 모듈을 설계 및 검증했다. 특히, 다양한 헬스케어 모니터링 중 족압 계측을 통해 사용자의 보행 습관 등을 파악할 수 있는 무선 족압 계측 모니터링 시스템을 검증했다. 보행 시 발생하는 접촉×분리 움직임에서 접촉대전 효과를 이용한 효과적인 압력 센서와 압력에 따른 전기적 출력신호를 통해 족압 센서를 만들고, 축전기를 이용한 신호처리 회로를 통해 이의 동적 거동을 계측할 수 있다. 또한, 출력된 전기신호의 무선 송×수신용 전원으로 사용하기 위해 전자기 유도 효과를 이용하여 보행 시 생기는 생체역학적 에너지를 전기에너지로 수확했다. 따라서, 이번 연구는 사용자가 제한적인 배터리 용량 때문에 생기는 충전에 대한 불편함을 줄일 수 있고, 뿐만 아니라 데이터 단절에 대한 문제점을 극복할 수 있는 방법으로서 큰 잠재력을 보여줌을 시사한다.

한국(韓國) 재래산양(在來山羊)의 질소대사(窒素代謝) 및 기초대사량(基礎代謝量)에 관(關)한 연구(硏究) (Studies on the Nitrogenous Utilization and Basal Metabolism of Korean Native Goat)

  • 오홍록
    • 농업과학연구
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    • 제9권2호
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    • pp.546-555
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    • 1982
  • 한국재래산양(韓國在來山羊)에 대한 단백질(蛋白質)의 소화(消化), 흡수(吸收) 및 질소대사량(窒素代謝量)과 energy의 발생량(發生量)을 조사(調査)하기 위해서 생후(生後) 10개월령(個月令)인 생체중(生體重) 20kg의 모산양(牡山羊)과 생후(生後) 30개월령(個月令)인 생체중(生體重) 20kg의 빈산양(牝山羊)을 공시동물(供試動物)로 하고, 개방식(開放式) 중량측정(重量測定) 호흡시험장치(呼吸試驗裝置)를 이용(利用)하여, 사료(飼料)의 급여수준(給與水準)에 의(依)한 질소(窒素) 및 energy의 대사량(代謝量)을 측정(測定)한 결과(結果)를 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 재래산양(在來山羊)에 급여(給與)한 사료(飼料)는 품질(品質)이 중간정도(中間程度)의 orchard grass 건초(乾草)였으며, 1(일)日 평균(平均) 생체중(生體重)에 대(對)하여 0.66~0.92% 섭취(攝取)하였는데, 건초(乾草)의 품질(品質)이 우수(優秀)하여도 그 이상(以上)은 섭취(攝取)하지 못하였으며, 유산양(乳山羊)이나 면양(緬羊)에 비(比)하여 떨어지는데 이는 동물상내(動物箱內)에서 경경(璟境)의 변화(變化)에도 기인(基因)되는 것 같다. 농후사료(濃厚飼料)로 대두박(大豆粕)을 급여(給與)한 구(區)에서는 건초(乾草)를 1.06%, 대두박(大豆粕)을 0.6% 섭취하여 생체중(生體重)의 1.66%를 섭취하였다. 2. 개방식(開放式) 중량측정호흡법(重量測定呼吸法)에 의(依)한 $CO_2$깨스발생량(發生量)을 KOH 용액(溶液)에 흡수(吸收)시켜, 24시간(時間)의 증가량(增加量)을 측정(測定)한 결과(結果)는 99~117g이었으나, 사료섭취량(飼料攝取量)의 증가(增加)에 의(依)하여 $CO_2$gas 발생량(發生量)이 증가(增加)하는 경향(傾向)은 없으며, 체중(體重)의 증가와 $CO_2$gas 발생량(發生量)은 비례(比例)하였다. 3. Orchard grass만을 급여(給與)하였을때 단백질(蛋白質)의 소화율(消化率)은 24.0~41%였으며, 동건초(同乾草)와 대두박(大豆粕)을 급여(給與)하였을때는 58.2%였는데, orchard grass 건초(乾草)212g과 대두박(大豆粕)150g을 섭취하여 11.538g의 질소를 1일(日) 섭취하여도 질소축적(窒素蓄積)은 0.16g이었다. 이는 조단백질(粗蛋白質)로 환산(換算)하여 1(일)日 77.9g의 섭취가 되며, 생체중(生體重) 20kg내외(內外)의 재래산양(在來山羊)에 필요(必要)한 40~50g보다 많았으나, N.E의 발생량이 537Kcal였으므로, 단백질(蛋白質)이 energy로 분해(分解) 이용(利用)되었다. 4. Energy의 출납(出納)은 생후(生後) 10개월령(個月令)의 생체중(生體重) 20.5kg의 모산양(牡山羊)에게 orchard 건초(乾草) 158g을 급여(給與)한 구(區)에서 G.E로 624Kcal 섭취하였고 D.E 량(量)은 260Kcal, 급열발생량(給熱發生量)은 338Kcal로 78Kcal가 부족(不足)하였다. 또, 생체중(生體重) 20kg의 생후(生後)30개월령(個月令) 모산양(牡山羊)에게 건초(乾草)213g을 급여(給與)아여 G.E로 842Kcal를 섭취하였을때 D.E는 199Kcal였고, 총열발생량(총熱發生量)은 334Kcal로 135Kca1가 부족(不足)하였다. 동모산양(同牡山羊)에게 건초(乾草) 212g과 대두분(大豆粉)150g을 급여(給與)하여 G.E로 1609Kcal를 섭취하였을때 역시 54Kcal가 부족(不足)하였다. 따라서 생체중(生體重) 20kg 내외(內外)의 한국재래산양(韓國在來山羊)은 N.E로 600Kcal 이상(以上)이 요구(要求)되는 것 같다. 5. 기초대사량(基礎代謝量)의 측정결과(測定結果)는 생체중(生體重) 27.7kg의 모산양(牡山羊)을 2~3일(日) 절식(絶食)시켰을때 412Kcal 였으며 3~4일(日)에서는 240Kcal로 저하되었다. 시험기간(試驗期間)의 외기온도(外氣溫度)는 $29{\sim}34.5^{\circ}C$였으며 chamber 내(內) 온도(溫度)가 $32^{\circ}C$이상(以上)일때는 호흡(呼吸)이 panting 상태(狀態)로 되었다. 6. 재래산양(在來山羊)은 사료(飼料)의 단백질(蛋白質) 급여수준(給與水準)에 따라서 혈청내(血淸內) 단백질량(蛋白質量)은 완만하게 감소하였으나 혈청내(血淸內) 요소량(尿素量)은 현저하게 감소되는 것이 인정(認定)되었다.

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펄프·제지 산업에서의 프랙탈 기하 원리 및 그 응용 (The Principles of Fractal Geometry and Its Applications for Pulp & Paper Industry)

  • 고영찬;박종문;신수정
    • 펄프종이기술
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    • 제47권4호
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    • pp.177-186
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    • 2015
  • Until Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry and fractal dimension in early 1970s, it has been generally considered that the geometry of nature should be too complex and irregular to describe analytically or mathematically. Here fractal dimension indicates a non-integer number such as 0.5, 1.5, or 2.5 instead of only integers used in the traditional Euclidean geometry, i.e., 0 for point, 1 for line, 2 for area, and 3 for volume. Since his pioneering work on fractal geometry, the geometry of nature has been found fractal. Mandelbrot introduced the concept of fractal geometry. For example, fractal geometry has been found in mountains, coastlines, clouds, lightning, earthquakes, turbulence, trees and plants. Even human organs are found to be fractal. This suggests that the fractal geometry should be the law for Nature rather than the exception. Fractal geometry has a hierarchical structure consisting of the elements having the same shape, but the different sizes from the largest to the smallest. Thus, fractal geometry can be characterized by the similarity and hierarchical structure. A process requires driving energy to proceed. Otherwise, the process would stop. A hierarchical structure is considered ideal to generate such driving force. This explains why natural process or phenomena such as lightning, thunderstorm, earth quakes, and turbulence has fractal geometry. It would not be surprising to find that even the human organs such as the brain, the lung, and the circulatory system have fractal geometry. Until now, a normal frequency distribution (or Gaussian frequency distribution) has been commonly used to describe frequencies of an object. However, a log-normal frequency distribution has been most frequently found in natural phenomena and chemical processes such as corrosion and coagulation. It can be mathematically shown that if an object has a log-normal frequency distribution, it has fractal geometry. In other words, these two go hand in hand. Lastly, applying fractal principles is discussed, focusing on pulp and paper industry. The principles should be applicable to characterizing surface roughness, particle size distributions, and formation. They should be also applicable to wet-end chemistry for ideal mixing, felt and fabric design for papermaking process, dewatering, drying, creping, and post-converting such as laminating, embossing, and printing.

퀴놀린 폐수의 습식산화와 호기성 생물학적 통합처리 (Integrated Wet Oxidation and Aerobic Biological Treatment of the Quinoline Wastewater)

  • 권순석;문해미;이용학;유용호;윤왕래;서일순
    • KSBB Journal
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    • 제23권3호
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    • pp.245-250
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    • 2008
  • 퀴놀린은 생물학적으로 거의 산화 분해되지 않았으나, 250$^{\circ}C$ 습식산화에서 니코틴산과 초산 등으로 산화 분해되었다. 퀴놀린 습식산화는 균일촉매 $CuSO_4$ 또는 쉽게 습식산화 분해되는 페놀에 의해 반응조건이 완화되었다. 퀴놀린 습식산화 반응의 주 생성물 중 하나인 니코틴산은 호기성 Bacillus 종균에 의해 산화 분해되었다. 촉매를 사용하지 않은 고온에서의 퀴놀린 습식산화 생성물의 생물학적 산화는 저온에서 진행된 균일 촉매 ($CuSO_4$) 습식산화와 퀴놀린-페놀 혼합용액 습식산화 반응 생성물의 생물학적 산화에 비하여 늦게 진행되었다. 반면에, 호기성 균주의 습식산화 생성물에의 적응은 생물학적 처리에서의 니코틴산 산화 분해 반응의 지체기를 크게 단축시켰다.

SO-DCFC 적용을 위한 카본블랙-탄산염 혼합 매개체의 고온 반응 특성에 대한 연구 (A Study on Reactions of Carbon-Carbonate Mixture at Elevated Temperature: As an Anode Media of SO-DCFC)

  • 유준호;강경태;황준영
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제38권8호
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    • pp.677-685
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    • 2014
  • 직접 탄소 연료전지(DCFC)는 석탄을 비롯한 탄소계 연료의 화학에너지를 직접 전기로 변환시킨다. 특히, 약 10 년 전에 고체산화물 전해질을 사용하고 연료극 매개체로 용융탄산염을 사용하는 고성능 직접탄소 연료전지 시스템이 제안되었다. 이 시스템의 경우, 운전 온도가 증가할수록 고체산화물 전해질의 이온 전도도가 향상되고 전기화학 반응이 활성화되어 성능이 향상되나, 연료극 매개체의 화학적인 안정성 문제발생이 우려된다. 본 연구에서는 탄소-탄산염 혼합 매개체의 고온 안정성을 이해하기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 질소 또는 이산화탄소 분위기에서 카본블랙과 혼합된 $Li_2CO_3$$K_2CO_3$의 TGA 분석을 수행하였으며, 가열 과정에서 시료로부터 생성되는 가스 성분을 분석하였다. 이러한 결과를 해석하기 위하여, 탄산염의 열분해와 탄산염 등에 의하여 가속화되는 탄소 가스화 반응을 고려한 화학반응 모델을 제시하였으며, 실험 결과로부터 구한 매개체의 중량 손실과 가스 생성을 정성적으로 설명하였다.