• 한국가스학회지
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• 제26권4호
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• pp.9-17
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• 2022

본 연구는 기존 연구에서 다루었던 기체상태의 CO₂를 송출시 주입관내 상변화 및 유동특성 연구의 계속으로 액체 상태의 CO₂를 송출하여 초임계 상태로 주입시의 연구 결과이다. 지중에 CO₂를 저장하는 기술은 높은 주입성, 저장량 및 경제성으로 기후 변화를 완화하는 효율적인 방법중 하나이다. 심부 대수층에 CO₂를 주입 및 저장하는 실증 프로젝트인 포항분지 CO₂ 지중저장 사업은 미래 대규모 CO₂ 지중 저장 사업에 필요한 기술을 개발하는데 목적이 있다. 이 사업의 설계 단계에서 고려해야 하는 문제 중 하나는 CO₂를 주입시 주입관내 CO₂의 상(phase)변화 및 그에 따른 유동특성의 분석이다. 이러한 문제 해결을 위해 주입량에 따른 압력, 온도 및 열역학적인 물성값 등을 계산하여 주입설비의 송출 조건을 결정한다. 본 연구를 위해 액체 상태의 CO₂를 송출하고 초임계로 변하는 주입관내 상변화 및 유동 특성을 OLGA 프로그램을 사용하여 수치해석적으로 분석하였다. 결과를 통하여 CO₂의 주입 시스템과 저장소의 공저압을 연계하는 주입 송출 조건을 제시하였다.

• Tribology and Lubricants
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• 제36권3호
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• pp.153-160
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• 2020

In this paper, we present a hydrostatic bearing design and rotordynamic analysis of a pump-and-drive turbine module for a 250-kW supercritical CO₂ cycle application. The pump-and-drive turbine module consists of the pump and turbine wheel, assembled to a shaft supported by two hydrostatic radial and thrust bearings. The rated speed is 21,000 rpm and the rated power is 143 kW. For the bearing operation, we use high-pressure CO₂ as the lubricant, which is supplied to the bearing through the orifice restrictor. We calculate the bearing stiffness and flow rate for various orifice diameters, and then select the diameter that provides the maximum bearing stiffness. We also conduct a rotordynamic analysis based on the design parameters of the pump-and-drive turbine module. The predicted Campbell diagram shows that there is no critical speed below the rated speed, owing to the high stiffness of the bearings. Furthermore, the predicted damping ratio indicates that there is no unstable mode. We conduct the operating tests for the pump and drive turbine modules within the supercritical CO₂ cycle test loop. The pressurized CO₂, at a temperature of 136℃, is supplied to the turbine and we monitor the shaft vibration during the test. The test results show that there is no critical speed below the rated speed, and the shaft vibration is controlled to below 3 ㎛.

• 한국건설순환자원학회지
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• 제16권4호
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• pp.44-49
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• 2021

• 한국축산식품학회지
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• 제44권2호
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• pp.408-429
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• 2024

The color, lipid oxidation, heme iron (HI) and non-heme iron (NHI) contents, metmyoglobin content and Soret band of myoglobin of ground pork subjected to supercritical CO₂ treatment under different conditions, or to heat treatment (40℃, 2 h) and subsequent storage at 4℃ were evaluated during 9-day period. Supercritical CO₂ treatment significantly increased CIE L^* and CIE b^* values of ground pork during subsequent storage, while the HI content was slightly affected. In general, CIE a^* value and metmyoglobin content were decreased. Supercritical CO₂ treatment for 2 h could increase the thiobarbituric acid-reactive substances (TBARS) value, while treatment for 1 h or less had no effect. The NHI content could be increased only after treatment at above 40℃ or 17.2 MPa for 2 h. The Soret band of myoglobin was shifted to longer wavelength. Increasing treatment temperature from 35℃ to 45℃ could increase CIE L^*, CIE a^*, CIE b^* and TBARS values, HI and NHI contents of the ground pork, while decreasing metmyoglobin content. As the treatment pressure increased from 13.8 MPa to 20.7 MPa, CIE b^* and TBARS values were decreased, while the NHI and metmyoglobin contents were increased. However, the other parameters were unchanged. Extending exposure time from 0.5 h to 2 h could increase CIE L^*, CIE b^* and TBARS values, HI contents, while decreasing CIE a^* value and metmyoglobin content. Correlation analysis showed that the TBARS value was significantly and negatively correlated with the HI content or metmyoglobin content in samples treated at 40℃ or above for 2 h.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권4호
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• pp.384-390
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• 2007

본 연구는 $CO_2$ 초임계 유체를 도금액과 혼합하여 PET 필름 위에 무전해 구리도금을 실시하였으며 초임계 유체의 혼용조건에 따른 그 도금 효과를 비교하였다. 이산화탄소 초임계 유체와 도금액의 부피비는 1:9가 최적이였으며 초임계 유체가 10 vol% 이상이 되면 혼합액의 분산성이 불량해져 층분리가 발생하였다. 구리 무전해도금은 $25^{\circ}C$, 15 MPa 에서 수행된 구리막의 표면물성이 가장 균일하였다. 무전해 구리도금에서 도금액과 혼합시킨 초임계 유체의 역할은 단순히 용해도를 높여 주는 것이 아니라 도금막을 구성하는 구리입자를 1차 입자상태로 분산, 유지시킴을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.609-613
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• 2005

토종콩에 포함된 daidzein과 genistein을 초임계 $CO_2$와 아임계/초임계 $H_2O$를 이용하여 추출하였다. 추출액은 역상 고성능 액체 코토마토그래피(RP-HPLC)를 사용하여 분석하였다. 초임계 유체의 온도와 압력, 에탄올 농도의 변화에 따라서 비배당체의 체류시간, 체류인자, 컬럼효율, 컬럼의 선택도, 분리도를 비교하였다. 초임계 $CO_2$를 사용하였을 때, daidzein과 genistein의 추출특성은 온도와 에탄올농도의 영향을 주로 받았다. 아임계/초임계 $H_2O$를 사용하였을 때는 초임계 상태의 $400^{\circ}C$, 250 bar에서의 추출효율이 가장 우수하였다. 일반적으로 초임계 $CO_2$를 사용하는 경우, 초임계 $H_2O$에 비해서 약 10배 이상 비배당체의 추출수율이 증가하였다.

• 한국식품과학회지
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• 제52권5호
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• pp.516-523
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• 2020

본 연구에서는 고단백질 식품소재로서 밀웜의 활용성을 높이기 위해 탈지 분말 및 분리단백 제조 시, 기존의 압착이나 용매 탈지의 대안으로 초임계이산화탄소(_SCO2) 탈지의 활용 가능성을 조사하였다. 이를 위해 41.37 MPa, 40℃의 _SCO2로 유지를 추출하여 탈지 분말을 제조하고 이로부터 알칼리 추출 및 등전점 침전을 이용해 분리단백을 제조한 후 단백질 함량 변화 및 수율, 색도, 단백질 용해도, 거품 형성력과 안정성, 유화력과 안정성 등의 품질지표를 측정하고 이를 압착과 헥산탈지로 얻은 탈지 분말 및 분리단백과 비교하였다. _SCO2로 밀웜을 탈지하면 단백질 함량(71.66%)이 헥산탈지 분말과 유사한 수준의 탈지 분말을 얻을 수 있었고, 분리단백 추출률도 헥산탈지(37.10%)나 압착탈지(22.39%) 분말보다 높았다. 또한 분리단백의 단백질 수득률도 압착탈지 분리단백보다 높고 헥산탈지 분리단백과 유사하였다. _SCO2탈지 분말과 분리단백은 압착탈지 시료보다 밝은 색상을 보이며 헥산탈지 시료에 가까운 값 L^⁎, a^⁎, b^⁎값을 보였다. 탈지방법에 상관없이 pH에 따른 탈지 분말 및 분리단백의 단백질 용해도는 pH 5에서 최소였으며 산과 염기로 갈수록 증가하였고 분리단백이 더 높은 용해도를 보였다. 수분 흡착력은 분리단백에서 증가하였으며 _SCO2탈지 분리단백에서 가장 높았다. _SCO2탈지 분말의 유지 흡착력은 압착탈지 분말보다 높고 헥산탈지 분말과 유사하였다. 거품 형성력은 분리단백에서 더 높았으며 _SCO2탈지는 헥산탈지와 유사하였다. 유화력은 다른 탈지 분말 및 분리단백에 비해 _SCO2탈지 분말과 분리단백이 약 1.6배 정도 높았다. 이상의 결과로부터 밀웜의 탈지 분말이나 분리단백 제조 시, 단백질 함량, 수율 및 여러 품질 특성에서 _SCO2탈지가 압착탈지보다 전반적으로 우수하였으며 헥산탈지와는 유사하거나 일부 특성에서는 더 우수한 것으로 나타났다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.531-536
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• 2016

세계적으로 온실가스저감에 대한 요구가 높아지고 있는 가운데 고효율 발전 시스템의 개발에 대한 연구개발이 꾸준히 진행되고 있다. 초임계 $CO_2$ 발전기술은 효율 향상과 소형화, 다양성의 장점을 가지고 있어, 2000년대 이후 세계 여러 나라에서 연구개발에 박차를 가하고 있다. 초임계 $CO_2$ 발전 시스템은 $CO_2$를 작동유체로 하는 발전 시스템으로 크게 간접가열방식과 직접가열방식으로 구분될 수 있다. 현재, 대부분의 연구는 간접가열방식의 초임계 $CO_2$ 발전 시스템 개발에 집중되어 있고, 미국은 NREL을 중심으로 태양열 연계 초임계 $CO_2$ 발전 시스템을 개발 중이며, DOE는 올 해 화력 연계 초임계 $CO_2$ 발전 시스템 개발에 대한 투자도 시작할 계획이다. GE는 10MW급 초임계 $CO_2$ 발전 시스템 개발뿐만 아니라, 50MW급과 450MW급 초임계 $CO_2$ 발전시스템의 개념 설계도 진행 중에 있다. 우리 나라에서는 원자력연구원이 초임계 $CO_2$ 발전시험 설비를 구축해오고 있으며, 한국전력공사 전력연구원은 현대중공업과 함께 디젤 및 가스엔진 폐열을 이용하여 2MW급 초임계 $CO_2$ 발전시스템 개발을 진행 중에 있다.

• 청정기술
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• 제24권3호
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• pp.157-165
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• 2018

본 연구에서는 초임계 이산화탄소와 공용매 첨가물을 이용하여 실리콘 웨이퍼 표면의 $Si_3N_4$ 파티클을 제거하는 기술을 조사하였다. 우선, 몇 가지 계면활성제와 첨가제에 관한 초임계 이산화탄소 용해도 및 파티클 분산성 평가를 통하여 초임계 공정에 대한 적합성을 확인하였다. 다양한 변수를 조정하여 파티클 세정 실험을 진행하여 최적의 제거 조건을 확립하였다. 실험에 사용된 계면활성제는 파티클 제거 효과가 떨어졌으며, 실험 후 이차 오염물이 형성됨을 확인하였다. 반면 trimethyl phosphate는 IPA공용매와 미량의 HF와 혼합된 세정 첨가제로서 초임계 이산화탄소에 5 wt%로 포함한 유체로 온도 $50^{\circ}C$, 압력 2000 psi에서 $15mL\;min^{-1}$의 유속으로 4분 간 세정한 결과, 85%의 파티클 제거 효율을 나타내었다.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권3호
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• pp.867-876
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• 2022

An experimental study has been conducted to investigate the heat transfer characteristics of supercritical carbon dioxide (sCO₂) uniformly heated in the horizontal circular smooth tube. The results illustrated that there was a significant difference in heat transfer between the top wall and bottom wall due to the buoyancy. Bulk flow acceleration cannot be negligible in the high heat flux region, which leads to heat transfer deterioration. A new heat transfer correlation is proposed, in which the buoyancy parameter and bulk flow acceleration have been taken into account. The new correlation and six classic correlations for sCO₂ are examined in horizontal tubes. The comparison indicates that the new correlation has a better performance for sCO₂ flowing through a horizontal heating tube under natural circulation conditions. For example, 94.9% of the calculated results using the new heat transfer correlation were within ±30% of the experimental results while only 87.9% of that using the Jackson correlation (the best of the six) were within the same error bands.