• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권4호
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• pp.676-685
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• 2016

본 연구는 폴리스타렌(PS) 수지의 유화공정 효율성 향상을 위해 저온열분해 회분식 반응기를 이용하여, 단일 PS 수지와 Co 및 Mo 촉매를 각각 첨가한 PS 수지를 반응온도(425, 450, $475^{\circ}C$), 반응시간(20~80분, 15분 간격), 촉매 농도변화에 따른 PS수지의 액화생성물 전환율을 측정하였다. 최적의 열분해 조건은 반응온도 $450^{\circ}C$, 반응시간 35분으로 판단되며, 전환된 액화생성물의 주요 성분은 GC/MS 분석결과 스타이렌 및 벤젠유도체가 대부분으로 나타났다. 생성물은 산업통상자원부에서 고시한 증류성상 온도에 따라 가스, 가솔린, 등유, 경유, 중유로 분류하여 그 수율을 측정하였다. 그리고 $450^{\circ}C$ 반응온도에서 촉매 사용에 따른 전환율은 Co 촉매 > Mo 촉매 > 무촉매 순이었으며, 생성물 중 가스, 등유, 경유수율은 Mo 촉매, 가솔린은 무촉매, 중유는 Co 촉매에서 우수한 것으로 나타났다. Co 및 Mo 촉매 혼합 농도별 전환율 및 열분해 생성물 수율은 Co 촉매 100% 사용 시 가장 우수한 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.391-397
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• 2012

기존 경질 원유 자원의 매장량 고갈과 중국, 인도 등 개발도상국에서의 에너지 수요가 급증하면서 원유 자원의 공급이 수요를 감당하지 못하는 상황이 벌어지고 있고, 따라서 상대적으로 활용도가 낮았던 중질유를 효율적으로 이용하는 방안이 대두되고 있다. 중질유를 활용하기 위해서는 경질화 과정을 거쳐야하는데, 특히 공정이 단순하고 경제적인 열분해 기술이 적합하다고 할 수 있겠다. 본 연구에서는 중질유의 열분해 특성 분석의 기초 자료를 얻기 위해 중질유에서 아스팔텐이 제거된 deasphalted oil(DAO)의 열분해 실험을 수행하였다. DAO는 solvent deasphalting 공정을 통하여 얻어지며 주로 탄소수가 20~40인 물질들로 이루어져 있는데, DAO의 열분해 반응 속도론적 분석 결과와 비교 분석하기 위해 DAO의 평균 탄소수를 갖는 탄소수 30의 단일 물질들($C_{30}H_{62}$, $C_{30}H_{58}O_4S$, $C_{30}H_{63}O_3P$)을 선택하여 추가적인 열분해 실험을 수행하였다. 열분해 실험에서는 열중량 분석기를 이용하여 비등온 열분해 방법(10, 50, $100^{\circ}C$/min)으로 실험을 진행하였고, 열분해 반응을 분석하는 방법으로는 가장 기초적인 Arrhenius 방법을 비롯하여 Ingraham and Marrier 방법, Coats and Redfern 방법, Ozawa-Flynn-Wall 방법을 이용하였다. Arrhenius, Ingraham and Marrier, Coats and Redfern 방법으로 계산된 DAO의 열분해 반응 평균 활성화에너지 값은 72~99 kJ/mol이었다. 그리고 Ozawa-Flynn-Wall 방법으로 분석된 활성화에너지에서는 전환율의 증가에 따라 DAO의 경우 그 상승 폭이 단일 물질들에 비해 크게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권10호
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• pp.710-716
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• 2013

대기 오염, 기후 변화 등 환경 문제와 자원 고갈로 인해 화석 연료를 대체할 에너지에 많은 관심이 집중되고 있다. 폐바이오매스의 에너지화 분야에서도 다양한 연구가 이루어지고 있다. 폐목질계 바이오매스의 급속열분해는 바이오매스 에너지화 기술 중 하나로 액상 연료를 생산할 수 있다. 바이오매스의 급속열분해에는 주로 기포유동층 반응기가 쓰이고 있으며, 기포유동층 급속열분해 반응기에서는 반응물에 열을 효과적으로 전달하기 위하여 고체입자의 유동매체를 이용한다. 이러한 기포유동층 반응기에서 유동층 내 고체 입자의 움직임과 혼합은 기포의 거동에 영향을 받는다. 이로 인해 열전달 현상이 달라지고 결과적으로는 폐목질계 바이오매스의 급속열분해 반응 속도가 변한다. 따라서 본 연구에서는 기포유동층 반응기 내부의 수력학적 특성과 폐목질계 바이오매스 급속열분해 반응에 관한 연구를 수행하였다. 반응기내의 기체-고체 유동에 대해 Eulerian-Granular 방법을 사용하여 반응기를 시뮬레이션 하였으며, two-stage semi-global reaction model로 폐바이오매스의 급속 열분해반응을 모사하였다. 결과를 살펴보면, 유동층 내에서 기포들이 생성되고 상승하면서 크기가 증가한다. 이러한 기포의 거동에 의해 기포 주위의 고체 입자는 여러 방향으로 움직이게 된다. 고체 입자상의 활발한 움직임으로 바이오매스 입자가 유동층에 골고루 퍼져 일차 반응이 유동층 전반에서 일어난다. 그리고 일차 반응 중 타르가 생성되는 반응 속도가 가장 높게 나타난다. 그 결과 기체상 생성물 중 타르가 약 66 wt.%로 가장 많이 발생한다. 반면 이차 반응은 유동층에서보다 freeboard에서 더 많이 일어난다. 따라서 기포의 거동이나 입자의 움직임에 의한 영향은 일차 반응보다 상대적으로 적을 것으로 판단된다.

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• 제15권5호
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• pp.265-269
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• 2014

Carbon nanofiber electrode has been fabricated for energy storage systems by the electrospinning of SU-8 precursor and subsequent pyrolysis. Various parameters including the applied voltage, the distance between syringe tip and target collector and the flow rate of the polymer affect the diameter of SU-8 electrospun nanofibers. Shrinkage during pyrolysis decreases the fiber diameter. As the pyrolysis temperature increases, the resistivity decreases dramatically. Low resistivity is one of the important characteristics of the electrodes of an energy storage device. Given the advantages of carbon nanofibers having high external surface area, electrical conductivity, and lithium intercalation ability, SU-8 derived carbon nanofibers were applied to the anode of a full lithium ion cell. In this paper, we studied the physical properties of carbon fiber electrode by scanning transmission microscopy, thermal gravimetric analysis, and four-point probe. The electrochemical characteristics of the electrode were investigated by cyclic voltammogram and electrochemical impedance spectroscopy plots.

• 한국분말재료학회지
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• 제15권5호
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• pp.399-404
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• 2008

Spray pyrolysis was applied to prepare $M_{3}MgSi_{2}O_{8}:Eu^{2+}$ (M=Ca, Sr, Ba) blue phosphor powder. The library of a Ca-Sr-Ba ternary system was obtained by a combinatorial method combined with the spray pyrolysis in order to optimize the luminescent property under vacuum ultraviolet (VUV) excitation. 10 potential compositions were chosen from the first screening. The emission shifted to longer wavelength as Ca became a dominant element and the emission intensity was greatly reduced in the composition region at which Ba is dominant element. On the base of the first screening result, the second fine tuning was carried out in order to optimize the luminescence intensity under VUV excitation. The optimal composition for the highest luminescence intensity was $(Ca_{1.7},\;Sr_{0.3},\;Ba_{1.0})Si_{2}O_{8}:Eu^{2+}$ which had the color coordinate of (0.152, 0.072) and about 64% emission intensity of $BaMgAl_{10}O_{17}$ (BAM) phosphor.

• 한국세라믹학회지
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• 제34권9호
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• pp.963-968
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• 1997

Coal tar pitch was used to study the effect of the pyrolysis conditions to produce mesophase pitch used as a matrix precursor for carbon/carbon composites. The pyrolysis conditions were presented in all cases that the total pressure was 1 atm and the first stage temperature was changed from 25$0^{\circ}C$ to 34$0^{\circ}C$ to remove the low molecular weight compounds in the pitch, and then, heated to 40$0^{\circ}C$ to form anisotropic mesophase as the second stage temperature. The first stage temperature was very affected to form resulting anisotropic mesophase pitch. The resulting mesophase pitches show a significantly increased anisotropic contents upto 30$0^{\circ}C$. However, the contents of mesophase were decreased above 30$0^{\circ}C$. It was the reason that the first stage temperature had been control the number of free radicals to react the aromatic compounds in the pitch to form high molecular weight compound. Therefore, the two stage pyrolysis method could be very effectively used to control various contents of anisotropic polyaromatic mesophase compared to continuous to continuous heating method.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.42-51
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• 2002

Methane can be converted directly to hydrogen by pyrolysis. The reaction is highly endothemic and heat must be supplied at high temperatures. Gibbs free energy minimization calculations have been carried out for the methane pyrolysis to determine equilibrium products. The calculation parameters are the temperature, the initial H/C ratio, the pressure and Gibbs energies of each substance. Methane, ethylene, acetylene, benzene, naphthalene, and hydrogen are the main products. Excluding hydrogen, it is observed that ethylene and aromatics(benzene+naphthalene) are predominant products below 1400K, whereas acetylene is significantly formed above 1400K. Hydrogen dilution increases the selectivities for ethylene and acetylene and decreases the selectivity for aromatics. Increasing the pressure also decreases the decomposition of methane.

• 한국재료학회지
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• 제11권11호
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• pp.936-940
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• 2001

Spray pyrolysis is a favorable technique to form complex mixed-metal oxide powders with high purity in high temperature region. Manganese oxide powders were prepared by spray pyrolysis from an aqueous solution of $Mn(NO_3)_2$. Powders were formed in the temperature range of 500~$700^{\circ}C$ under the constant pressure of 300torr. All the powders have hydrous forms. When the temperature was increased, the size and the surface area of the particles decreased. An electrochemical capacitors were made with manganese oxide electrodes and KOH electrolyte. With the temperature decreased, capacitors showed high capacitance. Capacitor which was prepared with powders formed in the temperature $500^{\circ}C$ demonstrated specific capacitances as high as 83F/g.

• 한국유체기계학회 논문집
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• 제14권1호
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• pp.34-41
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• 2011

Fire characteristics can be analyzed more realistically by using more accurate properties related to the fire dynamics and one way to acquire these fire properties is to use one of the inverse property estimation techniques. In this study two optimization algorithms which are frequently applied for the inverse heat transfer problems are selected to demonstrate the procedure of obtaining pyrolysis properties of charring material with relatively simple thermal decomposition. Thermal decomposition is occurred at the surface of the charring material heated by receiving the radiative energy from external heat sources and in this process the heat transfer through the charring material is simplified by an unsteady 1-dimensional problem. The basic genetic algorithm(GA) and repulsive particle swarm optimization(RPSO) algorithm are used to find the eight properties of a charring material; thermal conductivity(virgin, char), specific heat(virgin, char), char density, heat of pyrolysis, pre-exponential factor and activation energy by using the surface temperature and mass loss rate history data which are obtained from the calculated experiments. Results show that the RPSO algorithm has better performance in estimating the eight pyrolysis properties than the basic GA for problems considered in this study.

• 자원리싸이클링
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• 제23권6호
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• pp.47-53
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• 2014

런던협약으로 인하여 하수 슬러지 및 유기성 폐기물의 해양투기가 전면 금지되어 이의 효과적인 처리 및 에너지 전환 기술에 대한 요구가 증대되고 있다. 하수 슬러지의 빠른 감량과 에너지화가 가능한 열적 에너지 전환 기술의 적용을 위해서는 하수 슬러지의 열분해 및 연소 특성에 대한 기본적인 kinetics 자료가 필수적이다. 본 연구에서는 열중량 분석기(thermogravimetric analyzer, thermobalance)를 이용하여 하수 슬러지의 열분해 및 연소 kinetics를 도출하였다. 열분해의 경우 총 세 단계의 반응이 일어나 각각에 대하여 subtraction method에 의하여 activation energy와 빈도 인자를 도출하였다. 촤 연소의 경우 반응 kinetics 해석은 기체-고체 화학반응의 세 가지 모델이 이용되었고 shrinking core model이 연소 특성을 가장 잘 나타내어 이 모델을 기준으로 activation energy와 빈도 인자를 도출하고 산소농도 영향을 살펴보았다.