• 에너지공학
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• 제14권1호
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• pp.18-23
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• 2005

본 연구는 저온축열물질로서 TMA(Tri-methyl-amine, (CH₃)₃N)를 20～25 wt％로 포함하고 있는 TMA-물계 포접화합물의 냉각특성에 대하여 냉열원온도 -5℃에서 실험적으로 연구를 수행하였다. 연구결과, TMA의 질량농도가 증가할수록 상변화온도와 비열이 증가하였으며, 과냉도가 감소하고 액상유지시간이 단축되었다 특히, TMA 25wt%를 포함한 TMA-물계 포접화합물은 상변화온도 평균 5.8℃, 과냉도 8.0℃, 액상유지시간 10분, 비열 4.099kJ/kg℃를 나타내었다. 본 연구의 결과로부터 TMA-물계 포접화합물은 물보다 높은 상변화온도를 나타내었으며, 과냉도가 감소하고, 액상유지시간이 단축되는 과냉각 억제효과를 확인 할 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2006년도 에너지.가스.기후변화학회 연합춘계학술대회 및 특별심포지움
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• pp.317-324
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• 2006

This study aims to find out cooling characteristics of TMA(Tri-Methyl-Amine, ($CH_{3})_{3}N$) 25wt%-clathrate compound with ethanol($CH_{3}CH_{2}OH$) such as supercooling, phase change temperature and specific heat. For this purpose, ethanol is added as per weight concentration and cooling experiment is performed at $-6{\sim}-8^{\circ}C$, cooling heat source temperature, and it leads the following result. (1) Phase change temperature is decreased due to freezing point depression phenomenon. Especially, it is minimized as $3.8^{\circ}C$ according to cooling source temperature in case that 0.5w% of ethanol is added. (2) If 0.5wt% of ethanol is added, average supercooling degree is $0.9^{\circ}C $ and minimum supercooling is $0.8,\;0.7^{\circ}C$ according to cooling heat source temperature. The restraint effect of supercooling is shown. (3) Specific heat shows tendency to decrease if ethanol is added. It is $3.013{\sim}3.048\;kJ/kgK$ according to cooling heat source temperature if 0.5wt% of ethanol is added. Phase change temperature higher than that of water and inhibitory effect against supercooling can be confirmed through experimental study on cooling characteristics of TMA 25wt%-water clathrate compound by adding additive, ethanol. This can lead to shorten refrigerator operation time of low temperature thermal storage system and improve COP of refrigerator and efficiency of overall system. Therefore energy can be saved and efficiency can be improved much more.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.865-868
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• 2011

배가스로부터 이산화탄소의 분리 특성을 파악하기 위해 유기 화합물인 하이드로퀴논을 이용하여 크러스레이트 화합물을 형성하였다. 형성된 크러스레이트 화합물은 고체 NMR 및 라만 분광법을 이용하여 기체의 포집 거동을 확인하였으며, 기체 분리 효율을 계산하기 위하여 원소 분석기를 통한 정량분석도 함께 수행하였다. 분석 결과 배가스에 포함된 이산화탄소는 질소에 비해 동일한 조건에서 크러스레이트 화합물 내로 더 잘 포집되는 것으로 확인되었다. 또한 다양한 압력에서 형성된 시료들을 분석한 결과, 이러한 이산화탄소의 선택적 포집 특성이 매우 낮은 압력에서도 뚜렷한 것으로 확인되어 추가적인 에너지 소모를 적게 하면서도 배가스로부터 이산화탄소를 대규모로 분리/회수하는 것이 가능할 것이라 판단된다. 본 연구에서 얻어진 결과는 향후 배가스에 대한 분리 응용 기술이나 혼합 가스의 선택적 분리와 같은 분야에서 중요한 정보를 제공할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.23-28
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• 2007

This study aims to find out cooling characteristics of TMA(Tri-Methyl-Amine, $(CH_3)_3N$) 25wt%-water clathrate compound with ethanol($CH_3CH_2OH$) such as supercooling, phase change temperature and specific heat. For this purpose, ethanol is added as per weight concentration and cooling experiment is performed at $-6{\sim}-8^{\circ}C$, cooling heat source temperature, and it leads the following result. (1) Phase change temperature is decreased due to freezing point depression phenomenon. Especially, it is minimized as $3.8^{\circ}C$ according to cooling source temperature in case that 0.5wt% of ethanol is added. (2) If 0.5wt% of ethanol is added, average supercooling degree is $0.9^{\circ}C$ and minimum supercooling is 0.8, $0.7^{\circ}C$ according to cooling heat source temperature. The restraint effect of supercooling is shown. (3) Specific heat shows tendency to decrease if ethanol is added. It is $3.013{\sim}3.048\;kcal/kg^{\circ}C$ according to cooling heat source temperature if 0.5wt% of ethanol is added. Phase change temperature higher than that of water and inhibitory effect against supercooling can be confirmed through experimental study on cooling characteristics of TMA 25wt%-water clathrate compound by adding additive, ethanol. This can lead to shorten refrigerator operation time of low temperature latent heat storage system and improve COP of refrigerator and efficiency of overall system. Therefore energy can be saved and efficiency can be improved much more.

• 설비공학논문집
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• 제6권4호
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• pp.354-364
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• 1994

Experiments have carried out to investigate the effects of parameters, such as mass ratio of R141b-to-water, stirrer speed, brine inlet temperature, brine flowrate, and additives, on the performance of the cool storage system using R141b clathrate. The cool storage system in this experiment was composed of storage tank, refrigerator, and heater. The results show that the mass ratio of R141b-to-water, 1 : 3~1 : 3.5 gives the best performance and the stirring speed has optimum point as 600rpm. At this speed impeller Reynolds number is $1.01{\times}10^5$. The lower the inlet brine temperature and the highter the brine flowrate, the better performance. The addition of metal powder turned out to reduce the degree of supercooling. The supercooling reduction was proportional to the amount of the metal power. However when metal powder was added more than 0.1 wt%, there was no additional supercooling reduction. The surfactants shortened the time consumed for cool storage to the half of no surfactant added case.

• 설비공학논문집
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• 제9권3호
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• pp.343-353
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• 1997

This paper presents a theoretical model for predicting transient behaviors during storage process of the cool storage system using the R141b clathrate. Introduction of the lumped capacitance method along with a brine reservoir having large thermal capacity yields a set of simplified energy equations. Based on the Arrhenius equation and the known experimental findings, the formation rate of clathrate for which the degree of subcooling is properly accounted is newly developed. An effective nondimensionalization of the model equations facilitates the closure of modeling as well as parametric study. Calculated results for a specific case not only simulate a typical pattern of temperautre variation in the tank successfully, but also agree reasonably well with available data. The effect of each characteristic parameter on the system performance is also investigated. It is revealed that the dominant among relevant parameters are the activation energy of reaction, the degree of subcoling and the initial mass fraction of refrigerant. Finally, the uncertainty associated with modeling of the shaft work variation appears to need further studies.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권2호
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• pp.173-178
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• 2010

빙축열시스템은 저온잠열저장을 위해 물을 사용한다. 그러나 물은 액체에서 고체로 상변화를 하는 과정에서 물의 과냉각 현상에 의하여 냉동기의 냉동용량 증가와 COP감소의 원인이 되고 있다. 본 연구는 저온잠열축열물질로 적용 가능한 TMA(Tri-methyl-amine, $(CH_3)_3N$) 20~25 wt%를 포함하고 있는 TMA-물계 포접화합물(TMA-water clathrate compound)의 냉각특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다. 실험적 연구 결과, TMA 질량농도가 높을수록 상변화온도는 증가하였고, 과냉각도와 비열은 감소하였다. 특히, TMA 25wt%를 포함하고 있는 포접화합물은 냉각과정동안 평균 상변화온도 $5.8^{\circ}C$와 과냉각도 $8.0^{\circ}C$, 액상유지시간 651sec 및 비열 3.499 kJ/kgK로서 다른 TMA 농도보다 양호한 냉각특성을 나타내었다. 이와 같이 저온잠열축열물질로서 TMA 25wt%-물계 포접화합물을 적용하는 것이 유리할 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제14권2호
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• pp.117-122
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• 2005

본 연구에서는 TMA $25\;wt\%$-물계 포접화합물에 첨가제를 첨가하며 상변화온도, 과냉도, 비열 그리고 체적변화율의 냉각특성에 대한 실험적 연구를 수행하였다 사용된 첨가제는 에탄올 이며, 냉열원온도는 $-7^{\circ}C$이다. 실험결과들은 다음과 같다. 1) 상변화온도는 $25\;wt\%$-물계 포접화합물에 에탄올을 첨가하여 냉각과정동안 $0.32\~0.96^{\circ}C$가 상승되었다. 2) 과냉도는 TMA $25\;wt\%$-물계 포접화합물에 에탄올 $0.5\;wt\%$를 첨가한 경우에 $0.9^{\circ}C$가 억제되었다. 3) 비열은 TMA $25\;wt\%$-물계 포접화합물에 에탄올 $0.1\;wt\%$를 첨가한 경우에 $0.19\;kJ/kg^{\circ}C$가 증가하였다. 4) 체적변화율은 TMA $25\;wt\%$-물계 포접화합물에 에탄올을 첨가한 경우에 $1.15\~l.5\%$가 감소하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1095-1099
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• 2008

본 연구에서는 $THF+H_2$ 이성분계 하이드레이트 형성과 이에 따른 상거동을 살펴보았다. 이성분계 하이드레이트 형성을 확인하기 위하여 핵자기 공명 장비와 라만 분광 분석 장비를 이용하여 수소 분자의 하이드레이트 동공 점유 현상과 하이드레이트의 형성 및 해리 과정에서의 온도 압력 변화를 추적함으로써 상평형 영역을 확인하였다. 이에 따라 하이드레이트 형성 시 THF는 구조-II의 51264 동공에 $H_2$는 512 동공을 채우게 되며 비교적 상압과 상온의 조건에서 안정한 구조를 유지함을 알 수 있었다. 순수한 $H_2$ 하이드레이트는 1000 기압 이상의 매우 높은 압력 조건에서 형성된다는 사실을 고려한다면 THF는 훨씬 온화한 조건에서 쉽게 $H_2$ 저장을 유도할 수 있다는 사실을 알 수 있다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.189.2-189.2
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• 2011

매립가스(LFG)는 약 50v/v% 이상의 메탄가스로 이루어져 있어 LFG의 자원화 사업은 국내 신 재생에너지를 이용한 발전사업 중 태양광사업 다음으로 활발히 진행되고 있다. LFG의 대표적인 활용기술로는 가스엔진, 가스터빈 및 증기터빈을 이용한 발전과 중질가스 및 고질가스 형태의 연료로 생산하는 방식 등이 있으며 이러한 분야에 매립지가스를 적용하기 위해서는 장치 부식의 주 원인이 되는 황화수소 가스의 제거가 반드시 이루어져야 한다. 본 연구에서는 황화수소 제거를 위해 하이드레이트와 마찬가지로 동공을 형성하여 가스의 포집과 저장이 가능한 하이드로퀴논(HQ)을 이용하고자 한다. HQ은 $0^{\circ}C$ 부근에서 해리되는 하이드레이트와 달리 상온에서 고체 형태로 구조를 유지할 수 있어 가스의 포집 및 저장에 용이한 장점이 있다. 메탄, 이산화탄소, 황화수소 혼합가스에서 황화수소 90% 이상 제거를 목적으로 HQ와 반응시켜 동공 내에 이들 가스의 포집여부를 확인하였다.