• 신재생에너지
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• 제19권4호
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• pp.2-10
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• 2023

The current mandatory domestic biodiesel blending ratio is 3.5%, which is planned to be gradually increased to achieve carbon neutrality by 2050. The aim of this study was to improve domestic self-sufficiency in biodiesel raw oil by conducting a technical review on the possibility of utilizing waste oils, such as soup oil, chicken oil, and leather oil, as biodiesel feedstocks. These waste oils have an acid value that is too high to be converted directly into biodiesel. Therefore, a pretreatment to reduce the acid value is necessary. The neutralization process was examined as a potential technology for reducing the acid value. The oil recovery rate of the soup oil after neutralization was significantly low at 37.6 wt%. The oil recovery rates of leather oil and chicken oil were 66.49 wt% and 79.08 wt%, respectively. Based on biodiesel conversion experiment using waste oil with a reduced acid value, the conversions were analyzed as 89 wt%, 91.1 wt%, and 90.5 wt% for soup oil, leather oil, and chicken oil, respectively. Thus, it is technically possible to use soup oil, leather oil, and chicken oil as raw materials for producing biodiesel.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권2호
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• pp.140-145
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• 2024

High temperature co-electrolysis of H₂O-CO₂ mixtures using solid oxide cells has attracted attention as promising CO₂ utilization technology for production of syngas (H₂/CO), feedstock for E-fuel synthesis. For direct supply to E-fuel production such as hydrocarbon and methanol, the outlet gas ratio (H₂/CO/CO₂) of co-electrolysis should be controlled. In this work, current voltage characteristic test and product gas analysis were carried out under various reaction conditions which could attain proper syngas ratio.

• 생명과학회지
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• 제27권10호
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• pp.1152-1160
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• 2017

단세포 녹조류 균주를 경상북도 울릉군 울릉도 거북바위 주변 조수웅덩이로부터 순수분리하여 형태적, 분자적, 및 생화학적 특성을 분석한 결과 옥세노클로렐라 프로토테코이드에 속하는 것으로 밝혀졌다. 본 종은 현재까지 한국에서 공식 기록이 없는 미기록종으로 옥세노클로렐라 프로토테코이드 MM0011 균주라고 명명하였으며, 생장, 지질/광합성 색소 조성 및 바이오매스 특성에 대해 조사를 실시하였다. 분리균주는 광범위한 온도($5-35^{\circ}C$)에서 생장할 수 있었으며 1.5 M 염화나트륨 농도까지 생존할 수 있었다. 가스크로마토그래프/질량분석기를 이용한 분석 결과, 본 균주에는 영양적으로 중요한 불포화지방산이 풍부한 것으로 나타났으며, 특히 리놀네산(27.6%) 및 알파 리놀렌산(37.2%)이 주요 지방산 성분으로 확인되었다. 따라서 본 토착 미세조류 균주는 어유 또는 식물성유를 대체할 수 있는 잠재적인 오메가-3 및 오메가-6 불포화지방산 원료가 될 수 있을 것으로 사료된다. 또한, 고부가가치 항산화 물질인 루테인이 보조색소로서 본 균주에 의해 생합성 되는 것으로 밝혀졌다. 일반성분분석 결과 MM0011 균주의 휘발성물질 함량은 85.6%였으며, 원소분석 결과 총 발열량은 $20.3MJ\;kg^{-1}$으로 나타났다. 또한 배지로부터 40.5%의 전질소와 27.9%의 전인을 각각 제거할 수 있어 향후 바이오연료 원료물질 생산과 오 폐수처리를 연계할 수 있는 가능성 역시 제시하였다. 추가적으로 MM0011 바이오매스는 높은 단백질 함량(51.4%)을 갖고 있어 우수한 동물사료의 원료가 될 수 있는 가능성도 보여주고 있다. 따라서, 본 균주는 미세조류 기반 생화학 물질 생산 및 바이오매스 원료로서 상업적인 이용 가능성이 높음을 시사한다.

• 유기물자원화
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• 제31권4호
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• pp.51-58
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• 2023

본 연구에서는 혐기성소화에서 황화합물의 영향을 평가하기 위하여 탈황 슬러지 및 하수슬러지(생슬러지)를 이용한 병합소화를 진행하였다. 실험은 500 mL duran bottle을 이용한 batch test의 형태로 수행되었으며, 원료의 혼합 비율은 COD/SO₄의 비율을 기준으로 선정하였다. 실험 결과, COD/SO₄ 20 이하의 혼합 비율에서 바이오가스 발생량 및 수율의 감소가 확인되었다. 특히 COD/SO₄ 10 이하에서는 식종슬러지에서 자체적으로 발생하는 바이오가스를 보정하기 위해 원료를 투입하지 않은 seed (283.5 mL)보다 낮은 수치를 나타내었다. 메탄 수율의 경우 COD/SO₄ 50의 0.396 m³ CH₄/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20에서 0.135 m³ CH₄/kg VS로 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 반면, 황화수소의 수율은 COD/SO₄ 50의 0.0097 m³ H₂S/kg VS에 비해 COD/SO₄ 20의 비율에서 0.0223 m³ H₂S/kg VS로 급격하게 증가하였으며, 특히 COD/SO₄ 10에서 0.0855 m³ H₂S/kg VS로 가장 높은 결과를 나타내었다. 이러한 결과를 바탕으로, 혐기성소화에 있어 황화물의 영향은 COD/SO₄ 비율이 20 이하로 감소할 경우, 악영향을 줄 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.106.2-106.2
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• 2010

동식물성 기름과 메탄올의 전이에스테르화 반응에 의해 생산되는 바이오디젤은 환경친화성과 지속가능성이 인정됨에 따라 그 생산량이 급격히 증가하고 있어 대두유, 유채유, 팜유 등의 원료유 부족과 가격 상승, 수급 불안정 등의 문제가 대두되고 있다. 이를 해결하기 위한 방안으로 유리지방산 함량이 높은 저가유지 자원(폐식용유, 폐돈지, 폐우지, soapstock, trapped grease)과 새로운 오일 작물을 이용한 생산 기술 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 비활용 해외 열대작물 씨앗에서 착유한 식물성 오일을 정제하여 바이오디젤 원료유를 생산하는 과정에서 발생하는 폐기물(폐유, 폐수)의 경제적 처리 방안으로 유화유 제조 원료(벙커C유, 물)와 유화유 제조 첨가제(무기계, 유기계)로 활용 가능성을 검토하였다. 열대작물 오일의 물성 분석 결과 고형물, 수분, 인지질(phospholipid), 유리지방산(free fatty acid) 함량이 기존 원료유보다 매우 높게 나타났다. 인지질은 바이오디젤 제조 반응후 에스테르와 글리세린의 층분리를 방해하고 유리지방산은 염기촉매와 결합하여 지방산염을 생성해 생산 수율을 감소시킨다. 고형물과 수분 역시 촉매반응에 악영향을 가지나 여과와 감압증발에 의해 쉽게 제거가 가능하다. 유리지방산은 산촉매 에스테르화 반응에 의해 제거가 가능하다. 인지질은 탈검(degumming) 과정을 통해 제거하며 탈검은 수용성 탈검, 산 탈검, 세정 공정으로 구성된다. 착유한 원료유의 고형물을 제거 후 물과 수세하여 수용성 인지질을 수화하여 층 분리해 제거하고 상층의 오일은 추가적인 산 탈검을 수행한다. 그 뒤 세정을 통해 사용된 탈검제인 산과 추가적으로 수화된 인지질을 제거하게 된다. 이러한 3단계의 탈검 과정에서 하층으로 오일과 물이 폐기물로서 배출되며 본 연구에서는 배출 폐기물을 다시 층분리하여 오일층과 물 층으로 구분하여 유화유 제조에 사용되는 벙커C유, 물, 그리고 기존 유기계 및 무기계 유화제의 대체 가능성을 조사하였다. 유화 연료유는 기름과 물을 균일한 분산상으로 혼합한 연료유로 연소시 오일계 성분의 미연분을 감소시켜 연료 효율 제고와 배출가스 성상을 개선하기 위해 개발되어 왔다. 본 발표에서는 다양한 종류의 상용 첨가제 및 바이오디젤 원료유 생산 폐기물을 활용해 유화 연료유를 제조하였으며 각 유화유의 장시간의 상(phase) 안정성을 비교하였다. 바이오 폐기물 중에는 천연 계면활성제(surfactant)인 인지질이 다량 함유되어 있어 기존의 무기계 및 유기계 유화제보다 상 안정성이 우수하게 나타났으며 바이오디젤 원료유 생산 공정의 폐기물인 폐유과 폐수의 활용이 가능한 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.221-225
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• 2013

지속가능성이란 사회적, 경제적, 환경적인 영향을 전반적으로 고려하며, 인간의 건강과 생활 증진을 내포하고, 환경자원의 보호와 경제적 번영을 의미한다. 지속가능성에 대한 심도 있는 이해는 이러한 환경적인 영향에 대한 고려뿐만 아니라 원료 및 자원채취, 이송, 생산 협력의 전반적인 순환을 다루어야 한다. 화학산업의 지속가능한 발전은 화학공정안전의 발전을 통한 상호보완적인 강화없이 이루어지기 어렵다. 이러한 관점에서 화학공정안전은 국제시장에서 경쟁력 강화의 기회라고도 할 수 있다. 화학공정안전의 변화하는 새로운 패러다임은 현존하는 시스템과 생산공정의 기본 디자인을 고려한 총체적 순환 전 과정으로부터 나온다. 이렇게 화학공정안전을 향상시키기 위해서는 관리 시스템을 포함한 정량적 위험성 평가 방법과 다양한 공정안전 데이터 및 지식베이스를 포함한 통합 스마트시스템의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 화학산업안전의 전 과정 순환의 필요성에 대해 언급하였고, 이를 향상시키기 위한 공정안전 신기술에 대해 논의하였다. 변화하는 공정시스템공학에서 사고 없는 지속 가능한 산업의 발전을 위해서는 3 가지의 S, 즉 안전(Safety), 안정(Stability), 안보(Security)의 조합이 적절히 이루어져야 할 것이다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권6호
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• pp.1-9
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• 2020

국내 유도무기 분야의 비약적 발전에도 불구하고, 유도무기 내 정밀 기계 부품의 제조 방식은 80년대의 기계 절삭가공 및 정밀주조 방식에서 눈에 띄는 발전이 없는 상황이다. 생산 수량이 많지 않고 높은 신뢰도를 요구하는 만큼 기계 절삭가공이나 정밀주조 방식이 유리한 측면이 있는 것은 분명하다. 하지만 광범위 지역 제압용 유도무기(천무, 해룡 등)의 경우 유도탄 1기당 수백 개 이상의 자탄이 소요되어 대량 생산성을 요구하고 있으며, 각각의 부품 중 가공 난이도가 높은 경우는 기존의 기계 절삭가공 및 정밀주조 방식으로는 생산성과 품질을 동시에 충족시키기 어려운 실정이다. 특히 최근에 대두되고 있는 국내 방산제품들의 해외 시장 수출 경쟁력 강화를 위해서는, 생산성의 개선을 통한 원가 절감이 필수적이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 상기에 언급된 문제의 해결을 위해 유도무기 소형 정밀부품의 MIM(Metal Injection Moulding) 공법 적용 가능성에 대해 연구한다. MIM 공법의 기초연구를 수행하여 공정 설계 간 최적의 공정 조건을 도출하였으며, 이를 적용하여 제작된 자탄신관 소형 정밀부품과 기존 방식으로 제작된 제품의 품질 검사 결과 비교 및 해당 부품이 적용되어 제작된 신관의 기능시험 수행 결과를 통해 MIM 공법의 적용 가능성을 소개한다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.327-337
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• 2017

반 건조 소화 하수슬러지와 폐플라스틱을 혼합하여 파일롯 규모(85.3kg/hr)의 연속식 저온($510^{\circ}C{\sim}530^{\circ}C$) 열분해 실험을 하였다. 실험결과 열분해가스 발생량은 투입물 건량의 최대 68.3%, 발열량은 $40.9MJ/Nm^3$이었으며, 연속식 열분해에 따른 외기 유입율이 19.6%이었다. 오일은 투입물 건량의 4.2%가 발생하였고, 저위발열량은 32.5 MJ/kg이었으며 시설부식 등을 일으킬 수 있는 황과 염소의 함량이 각각 0.2% 이상이었다. 투입물 건량의 27.5%가 발생한 탄화물의 저위 발열량은 10.2 MJ/kg이었고, 용출시험 결과 지정폐기물에 해당하지 않았다. 열분해가스의 연소 배가스는 일산화탄소, 황산화물, 시안화수소 등의 배출농도가 특히 높았고, 다이옥신 (PCDDs/DFs)은 $0.034ng-TEQ/Sm^3$로서 법적 기준치 이내였다. 건조 배가스 응축으로 발생한 폐수는 수질오염물질 47개 항목 중 총질소, n-H 추출물질, 시안 등의 고농도 항목이 많아 전처리 후 하수처리장 등에서의 병합처리 방식을 고려할 필요가 있었다.

• 한국산림과학회지
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• 제102권4호
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• pp.484-490
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• 2013

본 연구는 낙엽송 개체목의 가공처리 과정에서 생산되는 제재목 및 제재 부산물의 양을 분석하기 위한 시뮬레이션 모델을 개발하고자 수행되었다. 이 모델에서는 수간곡선 추정식을 이용하여 개체목의 전간재적을 산출하고 절동된 원목에 대한 목재 가공 시뮬레이션을 통해 판재 및 각재, 원주목의 규격에 따른 최대 생산가능량을 예측하였다. 또한 제재목 가공처리 과정에서 생산되는 톱밥 및 죽데기의 잔존재적에 대한 분석을 수행하였다. 그 결과 흉고직경 12 cm 이상부터 제재목의 생산이 가능한 것으로 나타났고, 제재목의 생산이 가능한 경우에는 보다 큰 규격의 판재와 각재를 생산하는 것이 상대적으로 작은 규격의 판재와 각재 혹은 원주목을 생산하는 것에 비해 더 많은 생산량을 얻을 수 있었다. 향후 이 모델은 낙엽송의 이용재적 산출을 통한 산림의 경제적 가치평가는 물론, 최근 목질계 바이오에너지 자원으로서 그 중요성이 점차 높아지고 있는 톱밥과 같은 제재 부산물의 양을 예측하는 데에도 활용될 수 있을 것이다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.149-159
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• 2002

분류층 가스화기에서 슬래그의 점도 변화는 가스화기 운전조건을 결정하는 중요한 요소이다. 본 논문에서는 국내 가스화 대상탄으로 선정된 9개 탄의 슬래그 점도를 가스화 조건에서 측정하였고 점도 변화에 영향을 미치는 슬래그내의 결정체의 크기와 종류를 관찰하였다. 시료는 고둥기술원 건식 가스화기에서 배출된 슬래그 시료를 사용하였다. 9개탄 중 Alaska Usibelli, Curragh, Drayton, Adaro, Baiduri탄 슬래그는 결정슬래그의 경향을 보여주었고, Datong탄과 Cypurus탄 슬래그는 유리슬래그이였다. 결정슬래그외 경우 $T_{cv}$ +$50^{\circ}C$를, 유리슬래그의 경우 $T_{1000}$poise/+$50^{\circ}C$를 가스화기의 최저운전온도로 정의하였을 때 Denisovsky 탄이 가장 높은 온도를, Drayton탄이 가장 낮은 온도를 필요로 하였다. 모든 슬래그가 가스화기 내화물성분인 C $r_2$ $O_3$를 포함하고 있었고, 132$0^{\circ}C$ 주위에서 $T_{cv}$ 를 갖는 결정슬래그의 경우(Alaska Usibeli, Curragh, Adaro탄) 냉각중에 형성됨을 나타내는 커다란 anorthite이 주 결정상으로 나타나 anorthite의 형성이 점도의 급격한 상승의 원인이 됨을 확인하였다. 또한 기포를 갖고 있는 Denisovsky탄의 경우 기포가 산화철의 환원에 의해 형성됨을 추정할 수 있었다..