• 에너지공학
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• 제18권4호
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• pp.230-238
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• 2009

우리나라는 에너지 절약 및 온실가스 배출저감 기술 중 하나로써 소형 열병합 발전과 소형 연료전지 열병합 발전을 연구해 왔으며 정책적으로 이를 보급하려고 한다. 기존의 석탄화력발전설비, 복합화력발전설비, 석유 화력발전설비를 열병합 발전설비로 대체하는 시나리오를 작성하여 에너지소비량과 온실가스 배출량의 변화추이를 에너지 경제 모델인 LEAP (Long-range Energy Alternative Planning system)을 이용하여 정량적으로 분석하였다. 2019년을 기준으로 열병합 발전설비를 석탄화력발전설비와 교체하였을 경우, 온실가스 배출량이 약 6.34%가 감소하였고 복합화력발전설비와 교체하였을 경우, 온실가스 배출량이 약 0.8%가 증가하였으나 열병합발전설비의 열생산량을 고려해주면 배출량이 감소하는 경향을 보일 것으로 사료된다. 석유화력발전설비를 열병합발전설비로 대체할 경우, 온실가스 배출량이 약 0.8% 감소할 것으로 예상된다.

• 세라미스트
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• 제21권4호
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• pp.312-330
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• 2018

Energy storage/conversion has become crucial not only to meet the present energy demand but also more importantly to sustain the modern society. Particularly, electrical energy storage is critical not only to support electronic, vehicular and load-levelling applications but also to efficiently commercialize renewable energy resources such as solar and wind. While Li-ion batteries are being intensely researched for electric vehicle applications, there is a pressing need to seek for new battery chemistries aimed at stationary storage systems. In this aspect, Zn-ion batteries offer a viable option to be utilized for high energy and power density applications since every intercalated Zn-ion yields a concurrent charge transfer of two electrons and thereby high theoretical capacities can be realized. Furthermore, the simplicity of fabrication under open-air conditions combined with the abundant and less toxic zinc element makes aqueous Zn-ion batteries one of the most economical, safe and green energy storage technologies with prospective use for stationary grid storage applications. Also, Zn-ion batteries are very safe for next-generation technologies based on flexible, roll-up, wearable implantable devices the portable electronics market. Following this advantages, a wide range of approaches and materials, namely, cathodes, anodes and electrolytes have been investigated for Zn-ion batteries applications to date. Herein, we review the progresses and major advancements related to aqueous. Zn-ion batteries, facilitating energy storage/conversion via $Zn^{2+}$ (de)intercalation mechanism.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권2호
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• pp.171-179
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• 2013

선박의 주 추진용 디젤엔진으로부터 배출되는 배기가스의 열을 회수하는 폐열회수 발전시스템에 대하여, 상대적으로 고온에 상부의 3 변 사이클과 상대적으로 저온부에 하부의 유기 랭킨 사이클이 적용되는 복합 사이클에 대한 열역학적 특성을 조사하였다. 그 결과, 상부와 하부 사이클 사이에 경계온도의 증가에 따라, 총 파괴된 엑서지율(${\sum}\dot{E}_d$) 및 엑서지 손실율($\dot{E}_{out2}$)이 각각 감소되었기 때문에, 시스템의 에너지 및 엑서지 효율이 모두 최대화되었다. 그리고 상부의 체적 팽창비가 크게 감소되었다. 그 경우에 대하여, 부가적인 추진동력으로써 활용되는 폐열회수 발전시스템이 적용된 선박용 디젤엔진의 경우에, 추진 효율은 엔진부하 변동에 따라 기본 엔진에 대비하여 평균적으로 9.17 %가 향상되었다. 이에 대하여, 디젤엔진의 연료 소비율과 이산화탄소 배출률은 각각 평균 8.4 및 8.37 %가 저감되었다.

• 에너지공학
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• 제11권2호
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• pp.81-89
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• 2002

석탄가스화 복합발전(IGCC)은 석탄을 가스화하고 가스화된 연료를 사용하여 전기를 생산하는 기술로 기존의 석탄 전환 기술에 비해 전환율이 높고 환경 영향이 적은 것으로 알려져 있다 특히 우리나라와 같이 전력 생산 분야에서 석탄 화력의 비중이 높은(2001년 6월 기준, 29.6%, 한전통계자료)나라에서 급격히 강화되는 석탄 화력 발전 방식에 대한 오염물 배출량 제한에 대처하기 위해 기존 석탄 화력의 대안으로 석탄가스화 복합발전이 부각되고 있다. 본 연구에서는 국내 도입이 임박한 IGCC상용설비를 대상으로 한 시스템 설계 연구를 수행하였다. 분류층 가스화 공정을 채용한 2가지 종류의 IGCC시스템으로, 고효율 IGCC와 저비용 IGCC에 대해 시스템 연계 최적화를 고려하여 시스템을 설정하였다. 각 시스템에 대해 AspenPlus등을 사용한 시스템 시뮬레이션 모델을 개발하고 성능 계산을 수행하였으며 특히 저비용 IGCC 시스템에 대해서는 시스템 옵션 스터디와 공기 추출율에 따른 민감도 분석을 수행하였다. 열성능 계산 결과 고효율 IGCC 시스템의 효율이 42.6%(HHV, Net)으로, 저비용 IGCC 시스템에 75% 공기 추출율을 적용한 경우 40%(HHV, Net)으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제19권8호
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• pp.951-960
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• 2010

Sediment works as a resource for electric cells. This paper was designed in order to verify how sediment cells work with anodic material such as metal and carbon fiber. As known quite well, sediment under sea, rivers or streams provides a furbished environment for generating electrons via some electron transfer mechanism within specific microbial population or corrosive oxidation on the metal surfaces in the presence of oxygen or water molecules. We experimented with one type of sediment cell using different anodic material so as to attain prolonged, maximum electric power. Iron, Zinc, aluminum, copper, zinc/copper, and graphite felt were tested for anodes. Also, combined type of anodes-metal embedded in the graphite fiber matrix-was experimented for better performances. The results show that the combined type of anodes exhibited sustainable electricity production for ca. 600 h with max. $0.57\;W/m^2$ Al/Graphite. Meanwhile, graphite-only electrodes produced max. $0.11\;W/m^2$ along with quite stationary electric output, and for a zinc electrode, in which the electricity generated was not stable with time, therefore resulting in relatively sharp drop in that after 100 h or so, the maximum power density was $0.64\;W/m^2$. It was observed that the corrosive reaction rates in the metal electrodes might be varied, so that strength and stability in the electric performances(voltage and current density) could be affected by them. In addition to that, COD(chemical oxygen demand) of the sediment of the cell system was reduced by 17.5~36.7% in 600 h, which implied that the organic matter in the sediment would be partially converted into non-COD substances, that is, would suggest a way for decontamination of the aged, anaerobic sediment as well. The pH reduction for all electrodes could be a sign of organic acid production due to complicated chemical changes in the sediment.

• 에너지공학
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• 제20권1호
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• pp.13-20
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• 2011

마이크로 가스터빈의 높은 연료 다양성은 광범위한 범위의 적용처에 적용할 수 있도록 설계되었다. 최근에는 가스터빈 발전시스템의 연료로서, 유기성폐기물의 소화가스와 쓰레기 매립지로부터 발생되는 바이오 가스에 대한 수요가 증가하고 있다. 우리는 매립지 가스를 이용하여 마이크로 가스터빈 열병합 발전시스템의 성능특성 및 운전 특성에 대한 영향을 연구하고 있다. 메탄과 이산화탄소를 동시에 회수하는 공정을 개발하여 현장 실증 플랜트 규모로 시험을 수행하였으며, 유리온실에 농작물의 이산화탄소 고농도 집적을 목적으로 철-킬레이트 화합물을 기본으로 하는 액상촉매를 이용하여 매립지 가스내에 있는 불순물을 저렴한 비용으로 제거하고자 한다. Fe-EDTA(철-킬레이트)를 이용한 내부순환 다판식 기포탑 반응기에 의하여 농축정제와 이산화탄소 제거가 매립지 가스의 최적화 연료화를 추진하였다. 매립지가스의 유량은 0.207 $m^3$/min이고 5.5 kg/$cm^2$의 압력으로 공급되며 메탄농도 70%, 이산화탄소 27%로 공급되도록 농축반응기를 설계하였고 황화수소 99% 제거를 목표로 한다. 유리온실은 마이크로 가스터빈 배가스와 온수를 이용하여 대기중의 이산화탄소 농도에서 1500 ppm의 농도범위로 공급되도록 설계되었다.

• 한국전자통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.633-642
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• 2021

제한적인 탄소배출의 필요성과 연계되는 전력수요 증가는 재생에너지산업에서 폭발적인 상승을 가져오고 있다. 전력계통에서 전기공급은 항상 전기수요와 균형을 맞추어야 할 필요가 있고, 안전하고 믿을만한 안정적인 운영을 유지하기 위하여 계통손실이 발생한다. 높은 비율의 재생에너지 보급을 갖는 전력계통에서 과도 안정도, 미소신호 안정도 및 주파수 안정도와 같은 넓은 범위의 3가지의 난제가 있다. 과도안정도는 선로계전기 동작이나 발전기 탈락과 같은 장애에 대한 계통응답을 해석하는 것이다. 미소신호 안정도는 계통관성 저하에 따른 전압불안정, 주파수 급변, 전력진동 등이 발생가능한 계통에서 조그만 증분같은 작은 동요가 일어날 때 전력계통 동기를 유지하기 위한 계통의 기능이다. 주파수 안정도는 발전과 부하 사이에 심한 불균형이 발생하는 중대 계통혼란에서도 정상 주파수를 유지하기 위한 전력계통의 기능으로 간주한다. 본 논문에서 재생에너지 보급계획에 따른 계통모의를 수행하여 3종류 안정도를 검토하며, 또한 재생에너지원이 계통안정도에 미치는 영향을 분석한다.

• 한국환경보건학회지
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• 제36권2호
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• pp.136-140
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• 2010

The integrated gasification combined cycle (IGCC) is one of the most promising proposed processes for advanced electric power generation that is likely to replace conventional coal combustion. This emerging technology will not only improve considerably the thermal efficiency but also reduce or eliminate the environmentally adverse effects normally associated with coal combustion. The IGCC process gasifies coal under reducing conditions with essentially all the sulfur existing in the form of hydrogen sulfide ($H_2S$) in the product fuel gas. The need to remove $H_2S$ from coal derived fuel gases is a significant concern which stems from stringent government regulations and also, from a technical point of view and a need to protect turbines from corrosion. The waste seashells were used for the removal of hydrogen sulfide from a hot gas stream. The sulphidation of waste seashells with $H_2S$ was studied in a thermogravimetric analyzer at temperature between $600^{\circ}C$ and $800^{\circ}C$. The desulfurization performance of the waste seashell sorbents was experimentally tested in a fixed bed reactor system. Sulfidation experiments performed under reaction conditions similar to those at the exit of a coal gasifier showed that preparation procedure and technique, the type and the amount of seashell, and the size of the seashell affects the $H_2S$ removal capacity of the sorbents. The pore structure of fresh and sulfided seashell sorbents was analyzed using mercury porosimetry, nitrogen adsorption, and scanning electronmicroscopy.