• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.32 no.4
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• pp.1310-1314
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• 2011

Sodium beta-alumina (SBA) nano-powders were synthesized by the citrate sol-gel process, and the effects of the cationic surfactant n-cetyltrimethylammonium bromide surfactant (CTAB) were investigated. The structure and morphology of the nano-powders were characterized by X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscope (TEM) techniques, respectively. The effects of CTAB on the citrate sol-gel process and the SBA formation were investigated by thermo gravimetric/differential thermal analysis (TG/DTA) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The conductivity of ceramic pellets of SBA was measured by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that the CTAB inhibited the agglomeration of SBA powders effectively and consequently decreased the crystallization temperature of SBA, about $150^{\circ}C$ lower than that of the sample without CTAB. The measured conductivity of SBA was $1.21{\times}10^{-2}S{\cdot}cm^{-1}$ at $300^{\circ}C$.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.30 no.4
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• pp.459-469
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• 2016

Gas hydrate desalination process is based on a liquid to solid (Gas Hydrate, GH) phase change followed by a physical process to separate the GH from the remaining salty water. The GH based desalination process show 60.5-90% of salt rejection, post treatment like reverse osmosis (RO) process is needed to finally meet the product water quality. In this study, the energy consumption of the GH and RO hybrid system was investigated. The energy consumption of the GH process is based on the cooling and heating of seawater and the heat of GH formation reaction while RO energy consumption is calculated using the product of pressure and flow rate of high pressure pumps used in the process. The relation between minimum energy consumption of RO process and RO recovery depending on GH salt rejection, and (2) energy consumption of electric based GH process can be calculated from the simulation. As a result, energy consumption of GH-RO hybrid system and conventional seawater RO process (with/without enregy recovery device) is compared. Since the energy consumption of GH process is too high, other solution used seawater heat and heat exchanger instead of electric energy is suggested.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.20 no.2
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• pp.85-92
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• 2010

$SF_6$ gas has been widely used in many industrial fields as insulating, cleaning and covering gases due to its outstanding arc-extinguishing and insulating properties. However, global warming potential of $SF_6$ gas is 23,900 times more than that of $CO_2$ and it remains in the air during 3,200 years. For these reason, technological and economical effects could be expected for the separation of $SF_6$ from gas mixtures by hydrate forming process. In this study, we carried out morphological studies for the $SF_6$ hydrate crystal to understand its formation and growth mechanisms. $SF_6$ hydrate film was initially formed at the interfacial boundary between gas and liquid regions, and then subsequent dendrite crystals growth was observed. The dendrite crystals grew to the direction of gas region probably due to the guest gas concentration gradient. The detailed growth characteristics of $SF_6$ hydrate crystals such as nucleation, migration, growth and interference were discussed in this study.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.6
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• pp.1095-1099
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• 2008

In this study, we investigated that hydrate formation and phase behavior of the $THF+H_2$ binary clathrate hydrates. In order to confirm the binary clathrate hydrate formation we employed the Raman and NMR spectroscopies that are known to be quite powerful tools, particularly for examining the cage occupancy pattern of guest molecules. In addition, we traced the P-T profiles from clathrate hydrate formation and dissociation process, which made it possible for the resulting phase equilibrium boundary to be clearly established. In the binary clathrate hydrate matrix we further identified that the relatively large THF molecules can only occupy the large $5^{12}6^4$ cavities, while the small $H_2$ molecules are entrapped in the empty $5^{12}$ cavities in structure-II, making the hydrate to be stable above 273 K even at relatively low pressure condition. Considering that pure $H_2$ hydrate can be produced at the extreme pressures higher that 1,000 bar, we can conclude that the water-soluble second guest inclusion induces $H_2$ storage and transportation to be readily achievable under much milder conditions.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.569-572
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• 2007

천연가스의 주요 구성성분은 메탄, 에탄, 프로판으로 99%이상 차지하고 있으며 천연가스 하이드레이트(NGH)는 압축천연가스(CNG)에 비해 체적당 질량이 크고 액화천연가스(LNG) 보다 상대적으로 유리한 온도 및 압력조건으로 인해 천연가스의 경제적인 저장 및 수송 수단으로 주목 받고 있다. $CH_4$ - $C_2H_6$, $CH_4$ - $C_3H_8$ 혼합가스 하이드레이트의 제조시 반응시간에 따른 하이드레이트의 거동을 관찰하였으며 생성조건의 변화에 따른 하이드레이트의 생성속도를 비교하였다. 하이드레이트의 생성이 진행될 때 기상에서의 $C_2H_6$, $C_3H_8$의 몰 비는 감소함을 보여주었고 이러한 변화는 $CH_4$ - $C_3H_8$가 $CH_4$ - $C_2H_6$보다 더욱 빠르게 진행되었다. 또한 생성된 하이드레이트의 해리과정이 진행될 때 역시 서로 다른 해리속도에 의해 조성의 변화를 관찰 할 수 있었다.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.141-146
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• 2006

• Proceedings of the Korean Geotechical Society Conference
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• 2010.09c
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• pp.37-46
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• 2010

Marine clays are soft soil deposits having complicated mineralogy and formation characteristics. Thus, characterization of its geotechnical behavior has been a main issue for geotechnical engineers. Nowadays, the importance and applications of geophysical exploration on marine clays are increasing significantly according to the accuracy, efficiency, and reliability of geophysical survey technology. For marine clays, seismic survey is effective for density and elasticity characterization, while electro-magnetic wave provides the information about the fluid conductivity phenomena inside soil. For practical applications, elastic wave technology can evaluate the consolidation state of natural marine clay layers and estimate important geotechnical engineering parameters of artificially reclaimed marine deposits. Electrical resistivity can provide geophysical characteristics such as particle cementation, pore geometry shape, and pore material phase condition. Furthermore, nondestructive geophysical monitoring is applicable for risk management and efficiency enhancement during natural methane gas extraction from gas hydrate-bearing sediments.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.21 no.1
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• pp.72-79
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• 2017

The operating temperature range of the natural gas pipeline in Arctic environment would be controlled primarily to optimize gas throughput and to minimize the environmental impact resulting from operation of such pipelines. The temperature of the gas as it flows through the pipeline is a function of both the Joule-Thomson effect and the pipe to soil heat transfer. Therefore, the heat transfer and Joule-Thomson effect of the buried natural gas pipeline in this study were carefully considered. Soil temperatures and overall heat transfer coefficients were assumed to be $0{\sim}-20^{\circ}C$ and $0{\sim}5.5W/m^2K$, respectively. The gas temperature and pressure calculations along a pipeline were performed simultaneously at different soil temperatures and overall heat transfer coefficients. Also, this study predicted the phase change and hydrate formation for different soil temperatures and overall heat transfer coefficients using HYSYS simulation package.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.218.1-218.1
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• 2010

천연가스를 대체하며 21세기 신 에너지원으로 기대되고 있는 메탄 하이드레이트가 주목을 받게된 것은 1930년대 시베리아의 화학 플랜트에서 고압의 천연가스 수송용 파이프라인이 막히는 사고가 빈번하게 발생하여 그 원인을 조사한 결과, 파이프 내에서 가스와 물이 결합하여 하이드레이트를 형성하고, 그것이 파이프의 내벽에 부착되어 파이프를 막고 있다는 것으로 밝혀지면서 천연가스 하이드레이트가 주목을 받게 되었다. 또한 메탄 하이드레이트의 경우 46개의 물분자에 8개의 메탄가스 분자가 포획된 구조로, 그 분자식은 $CH_4{\cdot}5.75H_2O$이다. 따라서 메탄가스와 물의 이론적 용량비가 216:1로써, 표준상태에서 $1m^3$의 메탄 하이드레이트는 $172m^3$의 메탄가스와 $0.8m^3$의 물로 분해된다. 만약 이와 같은 특징을 역으로 이용할 경우 메탄을 주성분으로 하는 천연가스를 물에 포집시켜 인공적으로 하이드레이트를 제조할 수 있기 때문에 천연가스 수송 및 저장의 수단으로써 그 중요성이 커지고 있으며, 액화수송보다 18-24%의 비용절감이 이루어진다고 보고하였다. 그러나 인공적으로 메탄 하이드레이트를 제조할 경우 가스 포집율의 예측이 매우 어려운 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 동일한 조건에서 메탄 하이드레이트 형성의 반복성 실험을 10회 수행한 결과 과냉도가 클수록 최대최소차이가 줄었고 또한 교반을 시킬 경우도 최대최소차이가 줄어 들었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.124.2-124.2
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• 2011

천연의 메탄 하이드레이트를 생산하기 위한 방법으로 몇 가지가 알려져 있으나 최근의 연구 결과로는 감압법이 가장 효과적이며 경제성을 확보할 수 있다고 알려져 있다. 하지만 이 방법을 이용한 메탄 하이드레이트 개발생산 시에는 해리된 물과 가스가 동시에 생산유체로 발생하여 수송되며, 생성수에는 하이드레이트 전구체라고 알려진 미완의 하이드레이트 구조체가 남게 된다. 생산유체는 낮은 해수온도에 노출되어 가스 하이드레이트가 쉽게 재생성될 가능성이 높기 때문에 안정적인 가스 생산과 생산시설의 보호를 위해서는 적절한 가스 하이드레이트 재성성 억제대책이 필요하다. Kinetic 억제제의 적용이 많이 이루어지고 있는 가스전에서의 경험을 바탕으로 투여해 보는 시도를 하고 있지만 sII인 천연가스 하이드레이트에서의 억제효과와 비교하여 저하된 결과가 보고되고 있다. sI과 sII는 메커니즘의 차이로 인해 억제제의 성능이 다르게 나타난다. sI인 메탄 하이드레이트에 대하여 kinetic 억제제의 효과를 살펴보았고 이온성액체를 적용한 효과적인 sI 하이드레이트 억제기법을 보고한다. 또한 기존의 sII 억제제와 혼합하여 시너지효과를 얻을 수 있음을 확인하였다.