• 한국자동차공학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.170-177
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• 2006

Hydrogen can extend the lean misfire limit to a large extent when it is mixed with conventional fuels for a spark ignition engine. In this study, hydrogen-enriched gaseous fuels by reforming process were simulated according to their proportions of $H_2$, CO, $CO_2$ and $N_2$ gases. Pure hydrogen and two different hydrogen-enriched gaseous mixtures(A-, B-composition) were tested for their basic effects on the engine performances and emissions in a single cylinder research engine. A- and B-composition showed different results from 100% $H_2$ addition because air/fuel mixtures were more diluted by their additions. Even though the energy fraction of reformed gases was increased, combustion stabilities and lean misfire limits were not sensitively improved. It means that combustion augmentation by $H_2$ addition was offset by the charge dilution of $N_2$ and $CO_2$. In addition, the low flammability of CO gas deteriorated thermal efficiencies. CO emission was drastically increased with B-composition which included higher CO component. However, $NO_x$ was reduced as energy fraction($X_e$) rised except for the case of 100% $H_2$ addition at $\lambda=1.2$ and was, for A-composition, lowered to a factor of ten when compared with that of $H_2$ addition. HC emissions were largely influenced by $COV_{imep}$ due to misfire and partial burns.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권4호
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• pp.387-394
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• 2011

A study on the removal of sulfur dioxide and nitrogen oxide was carried out using a non-thermal nano-pulse corona discharger at different gas temperatures. Pulse voltage with a high voltage of 50 kV, a pulse rising time of about 100 ns, a full width at half maximum of about 500 ns and a frequency of 1 kHz was applied to a wire-cylinder corona reactor. Ammonia and propylene gases were added into the corona reactor as additives with a static mixer. Ammonia addition had less effect on $SO_2$ reduction at the higher temperature because of the retardation of ammonium sulfate formation. However, propylene addition enhanced NO reduction at higher temperature due to increased gas mixture. $SO_2$ was further removed at the mixed $SO_2$ and NO gas due to increased $NO_2$ by the conversion of NO. The addition of ammonia and propylene gases was more highly dominant for the removal of sulfur dioxide compared to the sole pulse corona without the additives. However, the specific energy density per unit concentration of pulse corona as well as propylene additive was an important factor to remove NO gas. Therefore, the specific energy density per unit concentration of 0.04 Wh/($m^3{\cdot}ppm$) was necessary for the NO removal of more than 80% with the concentration ratio of 2.0 for propylene and NO. Hydrogen peroxide was another alternative additive to remove both $SO_2$ and NO in the nano-pulse corona discharger.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.1-7
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• 2023

가스 분리 기술은 혼합 가스로부터 신재생에너지 자원 및 환경 오염 물질과 관련된 수소(H₂) 및 이산화탄소(CO₂)와 같은 주요 가스를 효과적으로 추출할 수 있기 때문에 매우 유용하다. 에너지 소비를 줄이기 위한 가스 분리 기술로서 분리막 공정과 흡착 공정이 널리 사용되고 있는데, 두 공정 모두 분리막과 흡착제의 역할을 하는 다공성 물질이 필요하다. 특히 다공성 물질의 한 종류인 금속-유기물 골격체(Metal-organic frameworks, MOFs)는 가스 흡착 및 분리를 목적으로 발전되었다. 그런데 MOF 구조의 수가 지속적으로 증가하고 있지만 시행착오 실험을 통해 우수한 MOF 기반의 분리막과 흡착제를 발견하는데 효율적이지 않다. 따라서 수소와 이산화탄소를 분리할 수 있는 고성능 다공성 물질의 발견을 가속화하기 위해 고속전산스크리닝(High-throughput computational screening) 기술이 등장하였고 현재까지 활용되고 있다. 본 리뷰에서는 다공성 물질에 대한 중요한 연구와 수소와 이산화탄소의 가스 분리에 초점을 맞춘 고속 전산스크리닝 기술을 소개한다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제53권5호
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• pp.475-480
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• 2011

최근 온실가스 감축에 관한 국제적인 관심이 대두되면서 반추가축의 가스발생을 조절하기 위한 연구가 다양하게 시도되고 있다. 본 실험은 섬유질배합사료를 TDN의 유지수준과 섭취수준별 가스 발생량의 증가 정도 및 절식시 감소량을 측정함으로써 반추위내 장내발효에 의한 호흡가스의 정확한 산출근거를 구명하고자 실시하였다. 실험은 43개월 령의 평균체중 $372{\pm}11.2$ kg의 Fistula가 장착된 한우 암소를 공시하여 한우사양표준(2007)에 의거하여 TDN (kg)유지수준의 성장, 200 g/일 및 400 g/일 증체수준으로 TMR 사료를 각각 2회에 걸쳐 급여하였으며 물과 mineral block은 자유 섭식하도록 하였다. 온실가스 측정은 NDIR (Non-dispersive infrared absorption) 센서를 이용한 가스다중검출기를 이용하여 이산화탄소 및 메탄가스를 측정하였으며, 호흡챔버 내 환경온도는 $20^{\circ}C$를 유지하였다. 실험결과 급이 수준별 TDN가가 높을수록 가스발생량이 증가하는 경향을 나타내었으며, 이산화탄소 발생량에서는 유지수준에 비해 200 g/일에서 21.1%, 400 g/일에서 40.6% 수준으로 가스 발생량을 나타내었다. 메탄 발생량은 유지수준에 비해 200 g/일에서 33.5%, 400 g/일에서 69.6% 수준의 가스발생량을 나타내었다. 또한 절식 대사시 3일차부터 이산화탄소 발생량은 8%와 51% 수준으로 급격한 감소를 보였으며 메탄발생량은 각각 15%와 37%의 감소를 나타내었다. 위 결과는 향후 축산분야의 온실가스를 줄이기 위한 사양체계 및 절식대사를 통해 한우의 장내발효에 의한 가스발생조절에 대한 연구의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 청정기술
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• 제21권4호
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• pp.271-277
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• 2015

본 연구에서는 효율적인 광 전기화학적 수소제조를 위하여 광촉매로써 상용화 촉매인 P25-티타니아와 합성한 Ag_xO를 적정 질량비로 혼합한 촉매를 사용하였다. Ag_xO는 일반적인 솔-젤법으로 합성하였으며, 은 용액의 안정화를 위해 합성과정 중에 수산화테트라메틸암모늄을 첨가하고 열처리 온도를 -5, 25, 50 ℃로 다양화시켜 세 가지 형태의 산화은을 얻었다. 합성한 Ag_xO의 물리화학적 특성은 X-선 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 자외선-가시선 분광광도계(UV-Visible spectroscopy), X-선 광전자 분광법(XPS)을 이용하여 확인하였다. 물/메탄올(무게 비 1:1) 혼합용액을 광분해 한 결과, 순수 P25-티타니아보다 Ag_xO가 첨가된 혼합촉매에서 현저히 높은 양의 수소가 발생하였다. 보조 산화제로써 H₂O₂를 첨가한 경우 그리고 Ag_xO의 합성온도가 50 ℃일 때 가장 높은 수소 제조효율을 나타내었다. 특히, 0.9 g의 P25-티타니아와 0.1 g의 Ag_xO (50 ℃)를 혼합한 촉매를 사용하였을 때 8시간 반응하는 동안에 13,000 μmol의 수소가 발생하였다.

• 멤브레인
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• 제29권1호
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• pp.51-60
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• 2019

분리막 소재의 투과도와 선택도 사이의 trade-off 관계로 인해 여전히 많은 연구가 필요하다. 특히 고분자 분리막에 무기물 나노입자가 들어가 있을 때, 기체투과 거동의 학문적 이해는 여전히 부족하다. 따라서 본 연구에서는 분리막 소재로 가장 많이 사용되는 PDMS에 2~5 nm의 기공을 가지고 있으며 직경이 약 5 nm 크기의 aluminosilicate hollow nanoparticles인 allophane을 이용하여 복합매질 분리막을 제조하여 기체투과특성을 연구하였다. 대표적인 분리막 소재인 PDMS에 친수성 allophane, 그리고 나노입자에 undecylenic acid로 표면을 개질한 allophane을 막 내부에 고르게 분산시켜 함량 별로 복합매질 분리막을 제조하였다. 나노입자가 분산된 혼합매질 분리막 내에서 기체의 투과 특성을 파악하고, 이에 따른 기체투과 거동과 나노입자가 가지고 있는 기공의 역할을 평가하고자 하였다. 표면개질된 allophane을 첨가함에 따라 기체 투과도와 산소/질소 그리고 이산화탄소/메탄의 선택도가 동시에 점진적으로 향상되는 결과를 얻었다.

• 센서학회지
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• 제6권5호
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• pp.369-375
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• 1997

$SnO_{2}$에 $V_{2}O_{5}/ThO_{2}/Pd$를 도핑하여 제조된 센서는 약 $500^{\circ}C$의 높은 센서 온도에서 CO에 대해 우수한 선택도와 안전성 및 빠른 응답특성을 보였다. 특히, $V_{2}O_{5}$를 약 3.0 wt.% 첨가하여 선택도에 있어서 CO 감도에 대해 $NO_{x}$, $C_{3}H_{8}$, $CH_{4}$ 및 $SO_{2}$같은 많은 간섭가스들의 영향이 적음을 알았다. 센서 제조는 $V_{2}O_{5}$(3.0 wt.%), $ThO_{2}$(1.5wt.%), Pd(1.0 wt.%)의 촉매물질과 함께 기존에 잘 알려진 후막기술을 이용하였다. 일반적으로 연소배가스처럼 $NO_{x}$와 CO가 혼합되어 있는 복합가스의 경우, $SnO_{2}$계 반도체 센서로는 CO만의 검지는 $NO_{x}$ 간섭 때문에 대단히 어렵다. 본 센서는 공연비제어를 요하는 자동차나 보일러 시스템의 연소배가스의 측정과 감시에 사용할 수 있을 것이다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.227-234
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• 2002

With the increasing environmental consideration and stricter regulations, gasification of waste is considered to be more attractive technology than conventional incineration for energy recovery as well as material recycling. The experiment for combustible waste mixed with plastic and cellulosic materials was performed in the fixed bed gasifier to investigate the gasification behavior with the operating conditions. Waste pelletized with a diameter of 2~3cm and 5cm of length was gasified at the temperature range of 1100~145$0^{\circ}C$. It was shown that the composition of H$_2$ was in the range of 30~40% and CO 15~30% depending upon oxygen/waste ratio. Casification of waste due to thermoplastic property from mixed plastic melting and thermal cracking shows a prominent difference from that of coal or coke. It was desirable to maintain the top temperature up to foot to ensure the mass transfer and uniform reaction through the packed bed. As the bed height was increased, the formation of H$_2$ and CO was increased whilst $CO_2$ decreased by the char-$CO_2$ reaction and plastic cracking. From the experimental results, the cold gas efficiency was around 61% and heating values of product gases were in the range of 2800~3200㎉/Nm3.

• 한국레이저가공학회지
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• 제7권2호
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• pp.19-26
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• 2004

The effect of shield gas on the weldability, mechanical properties and formability of CO2 laser weld joint in 600MPa grade high strength steel was investigated. Bead on plate welds were made under various welding speed and shield gas. Tensile test was carried out under the load of perpendicular and parallel direction to the weld line, Formability of the joint was evaluated by Erichsen test. As the welding speed increases, the porosity fraction decreases. The porosity fraction in the joint used Ar-$50\%He$ mixed gas as a shield gas was lower than that of the joint used Ar gas. Hardness at the weld metal of full penetrated joint was nearly equal to that of water quenched raw metal. In a tensile test under a perpendicular load to the weld axis, strength and elongation of joint produced by optimum condition were nearly equal to those of base metal. However, the strength of joint in a tensile test under a parallel load to weld axis was higher than that of raw metal, but the elongation of joint was lower than that of raw metal. Elongation and formability were further increased by the method of using Ar+He mixed gas as a shield gas as compared with Ar gas. Formabilities of joints were recorded ranging from $58\%\;to\;70\%$ of that of base metal with different shield gases.

• 한국대기환경학회지
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• 제27권3호
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• pp.281-290
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• 2011

In this study, a series of experiments were carried out to measure temporal stability of reduced sulfur compounds (RSCs) in Tedlar bag samples as a function of elapsed storage time. To this end, temporal variability of 4 RSC standard gases ($H_2S$, $CH_3SH$, DMS, DMDS) was measured up to 29 days. For the purpose of comparison, RSC samples were stored in both individual and mixed state. In the case of mixed standard, samples were also examined to allow comparison between light and dark condition. Then results of $CH_3SH$ data were the most stable with the least change in its concentrations through the end of exps (29 days). When compared with previous studies, the extent of stability appeared to be influenced by the initial concentration levels of samples. When the patterns were compared between individual and mixture samples, differences were not significant in the case of $H_2S$ and DMS. The effects of light conditions on temporal stability were seen to be fairly sensitive on most RSC other than $H_2S$. The results of our study confirm that the stability of RSC storage is affected by their involvement in photochemical reactions.