• Tribology and Lubricants
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• 제35권2호
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• pp.132-138
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• 2019

In this study, we demonstrate the effects of the acidic properties of montmorillonite (MMT), which is commonly used as a catalyst, on the conversion and selectivity of the dimer acid methyl ester (DAME) synthesis. We synthesize DAME by the dimerization of conjugated linoleic acid methyl ester (CLAME) and oleic acid methyl ester using MMT KSF. Incidentally, trimer acid methyl ester was formed as a by-product during the DAME synthesis. There is a necessity to adequately adjust the strength and quantity of the acid site to control the selectivity of DAME. Therefore, we vary the pH of the MMT acid by using various metal hydroxides. The purpose of this study is to increase the yield of monocyclic dimer acid methyl ester, which is a substance with adequate physical properties for industrial applications (e.g., lubricant and adhesive, etc.), using a heterogeneous catalyst. We report the dimerization of fatty acid methyl ester by using base treated-KSF, and apply it to conjugated soybean oil methyl ester. Then, we transmute the acid site properties of KSF, such as pH of 5 wt.% slurry KSF and various alkali metals (Li, Na, K, Ca). Characterization of base treated-KSF using a pH meter, x-ray diffraction, inductively coupled plasma-atomic emission spectrometer, Brunauer-Emmett-Teller surface analysis, and temperature-programmed desorption. We conduct an analysis of CLAME and DAME using nuclear magnetic resonance spectroscopy, gas chromatography, and gel permeation chromatography. Through these experiments, we demonstrate the effects of the acidic properties of KSF on the conversion and selectivity of the DAME synthesis, and evaluate its industrial potential by application to waste vegetable oil.

• 유기물자원화
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• 제29권2호
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• pp.31-38
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• 2021

본 연구는 미생물전기분해전지를 이용하여 도축부산물의 처리 가능성을 평가하였다. 도축부산물 희석액을 772, 1,222, 1,431 mg COD/L의 농도로 반응조에 주입하였으며 각 유입농도에서 인가전압 변화 (0.3, 0.6, 0.9 V)에 따른 COD 제거 및 메탄가스 발생 특성을 평가하였다. 메탄가스 발생량은 유입 COD 농도 1,431 mg/L와 인가전압 0.9 V 조건에서 최대치를 얻을 수 있었다. 모든 인가전압 조건에서 주입농도가 증가할수록 COD 제거율이 증가하였으며 평균 COD 제거율은 62.3~81.1% 이었다. 돼지 간은 난분해성 성분이 많아 혐기성소화에 적절하지 않은 기질이나 미생물전기분해전지의 생물전기화학반응을 통해 잠재적 메탄 수율의 80%인 129~229 mL/g COD의 높은 수율을 얻을 수 있었던 것으로 판단된다. 향후 반응조 형상 및 운전조건 최적화 등을 통하여 기질의 소화속도와 소화율을 보다 개선할 수 있을 것으로 판단된다.

• 에너지공학
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• 제24권4호
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• pp.200-210
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• 2015

유동층반응기에서 바이오매스 급속 열분해의 모델화를 통해 열분해로부터 발생되는 바이오오일(Bio-oil) 및 비응축 가스(Non-condensable gas) 성분의 예측과, 이를 통한 수율 향상을 목표로 한다. 본 연구의 목적은 유동층반응기 내부에 투입된 바이오매스가 급속 열분해되는 동안 발생되는 생성물의 수율 예측과 실험 및 시뮬레이션 값을 비교 및 분석하는 것이다. 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD) 프로그램이 사용되었으며, 바이오매스의 급속 열분해의 시뮬레이션을 위해 바이오매스 하위 구성 성분의 상세한 열분해 반응 경로가 적용되었다. 이 열분해 반응은 세부적으로 셀룰로오스(Cellulose), 헤미셀룰로오스(Hemicellulose) 및 리그닌(Lignin)의 반응을 포함하고 있으며, 열분해로부터 발생되는 주요 가스 성분은 이산화탄소($CO_2$), 일산화탄소(CO), 메탄($CH_4$), 수소($H_2$), 에틸렌($C_2H_4$)이다. 본 모델의 예측치와 기존 문헌(Mellin et al., 2014)의 실험 및 시뮬레이션 결과를 비교하였으며, 그 결과, $CH_4$, $H_2$ 및 $C_2H_4$의 경우, 각각 3.7%p, 4.6%p 및 3.9%p로 비교적 일치하게 예측되었지만, $CO_2$ 및 CO의 경우, 각각 9.6%p 및 6.7%p로 높게 예측되었다. 이러한 차이가 발생하는 이유는 이차 열분해 반응에서의 세부 반응조건에 해당되는 각각의 인자의 부재에 기인한 것으로 판단된다. 연구 결과, 시뮬레이션을 통한 모델화 접근이 가능한 것으로 판단되며, 추후에 연구된 모델화를 통해 바이오오일 및 기타 성분들의 예측도 가능할 것으로 판단된다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제19권1호
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• pp.1-23
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• 1976

약(約) 백만종(百萬種)이나 되는 레피도프테라족(族)(Lepidoptera)의 암나방이 갖는 성적유인물질(性的誘引物質)의 화학구조(化學構造)는 직쇄상의 불포화(不飽和) 알코홀이거나 에스텔이라고 알려져 있다. 본(本) 실험(實驗)에서는 곤충(昆蟲)의 성적유인물질(性的誘引物質)이 될수도 있는 $C_{16}$의 불포화(不飽和)에스텔 이성체(異性體)를 합성(合咸)하였다. 합성(合成)된 17개(個)의 에스텔을 분광분석(分光分析)하였으며 이 분석결과(分析結果)는 곧 자연산(自然産)의 유인물질(誘引物質)에 대(對)한 가스크로마토그래피 및 질량분석결과(質量分析結果)와 쉽게 비교(比較)할 수 있는 카탈로그가 될 것이다. 순도(純度)가 높은 시스와 트랜스 이성체합성(異性體合成)에는 각각(各各) 촉매적(觸媒約) 환원(還元)과 화학적(化學約) 환원법(遣元法)이 이용(利用)되었다. 합성(合成)에 필요(必要)한 출발물질(出發物質)로서 시판(市販)의 $CH_3(CH_2)mBr,\;HC{\equiv}C(CH_2)nOH,\; CH_3-(CH_2)mC{\equiv}CH$ 및 $HO(CH_2)nOH$이 사용(使用)되었다. 메틸렌기(基) 수(數)가 9이상(以上)인 1-알킨[$CH_3(CH_2)mC{\equiv}CH$]은 알킬디할리드(alkyldihalide)와 결합(結合)하지 않았다. 디올(Diol)[$HO(CH_2)nOH$]의 분자량(分子量)이 증가(增加)함에 따라 그 결합생성물(結合生成物)의 수량(收量)이 감소(減少)하였다. 아세틸렌(Acetylene)가스와 $BrCH_2CH_2OTHP$의 결합반응(結合反應)에 있어서 $BrCH_2CH_2OTHP$는 부반응(副反應)을 일으켰다. 장직쇄 알키노올(alkynol)의 테트라 히드로피라닐 에테르(tetrahydropyranyl ether)의 가수분해(加水分解)에 있어서 파라 톨루엔설폰산(p-toluenesulfonic acid)이 희류산(稀硫酸)보다도 더 우수(優秀)하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.14-20
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• 2018

전기자동차는 가솔린 자동차와는 달리 배출가스가 없어 친환경 차량을 대표하지만, 장착된 축전지에 충전된 전기로 구동되기 때문에, 1회 충전으로 갈 수 있는 거리가 전지의 에너지 밀도에 의해 좌우된다. 따라서 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬이온 전지가 전기자동차용 전지로 유력한 후보이다. 리튬이온 전지의 효율을 지배하는 중요한 구성품은 전극이므로 전극 제조공정은 리튬이온 전지 전체 생산 공정에서 중요한 역할을 한다. 특히 전극의 제조 공정 중 코팅 공정은 성능에 큰 영향을 미치는 매우 중요한 공정이다. 본 논문에서는 전극 제조에서 코팅 공법의 효율성 및 생산성 증대를 위한 혁신적인 공정을 제안하고, 장비 설계 방법 및 개발 결과에 대하여 기술하였다. 구체적으로, 극판 핵심 코팅 품질 25% Upgrade 기술, 제품 고출력/고용량화 에 따른 조립 마진 감소 대응 가능 기술, 그리고 제품 용량 품질 및 조립 공정 수율 향상 기술들에 대한 설계 절차 및 개발방법을 제시하였다. 결과로 리튬이온 배터리의 셀의 제품 수명 개선 효과를 확보 하였다. 기존의 코팅 공정과 비교할 때 양극 용량 유지 위해 Target Loading Level 유지, 산포를 향상시켰다(${\pm}0.4{\rightarrow}{\pm}0.3mg/cm^2r$감소).

• 자원리싸이클링
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• 제15권1호
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• pp.37-45
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• 2006

대량 발생되어 환경 문제를 유발하는 폐플라스틱의 처리방법으로 열분해에 의한 대체 연료유 생산 기술이 부각되고 있다. 본 연구에서는 국내 폐플라스틱의 발생 현황, 국내외 유화 기술 현황, 유화의 기본적인 공정 기술과 문제점, 그리고 한국에너지기술연구원에서 개발된 유화의 신기술을 소개하였다. 이 공정의 특징은 열가소성 폐플라스틱이 혼합된 원료에 대해 공정 운전의 자동화에 의한 연속 운전이 가능하고, 반응 공정이 무촉매이지만 왁스 생성을 최소화한 순환식 분해 반응 공정이며, 또한 생성 가스의 재 사용과 슬러지로 부터 오일 회수에 의한 배출 산사물의 양을 줄이는 등의 특징을 가진 경제적, 환경적으로 많은 장점을 가지고 있다. 연간 300톤 규모의 파이롯트 플랜트 실험 결과는 정상 운전이 3일 이상의 연속 운전에 의해 오일 수율을 $81\%$ 정도 얻었다. 증류탑 상단과 하단에서 얻은 생성유는 각각 가솔린과 디젤인 경유보다 조금 높은 끊는점 분포를 보였다.

• 한국자원리싸이클링학회:학술대회논문집
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• 한국자원리싸이클링학회 2005년도 추계정기총회 및 제26회 학술발표대회 고분자리싸이클링기술 특별심포지엄
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• pp.34-46
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• 2005

대량 발생되어 환경 문제를 유발하는 폐플라스틱의 처리방법으로 열분해에 의한 대체 연료유 생산 기술이 부각되고 있다. 본 연구에서는 폐플라스틱의 발생 현황, 국내 외 유화 기술 현황, 유화의 기본적인 공정 기술과 문제점, 그리고 한국에너지기술연구원에서 개발된 유화의 신기술을 소개하였다. 이 공정의 특징은 열가소성 폐플라스틱이 혼합된 원료에 대해 공정 운전이 자동화에 의한 연속 운전이 가능하고, 반응 공정이 무촉매이지만 왁스 생성을 최소화한 순환식 분해 반응 공정이며, 또한 생성 가스의 재 사용과 슬러지의 오일 회수에 의한 배출 잔사물의 양을 줄이는 등의 특징을 가진 경제적, 환경적으로 많은 장점을 가지고 있다. 파이롯트 플랜트 실험 결과는 정상 운전이 3일 이상의 연속 운전에 의해 오일 수율이 81% 정도 얻었다. 증류탑 상단과 하단에서 얻은 생성유는 각각 가솔린과 디젤인 경유보다 조금 높은 끊는점 분포를 보였다.

• 한국환경농학회지
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• 제20권1호
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• pp.8-14
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• 2001

항생물질 발효산업 부산물인 부산물오니의 농업적 활용성을 검토하기 위하여 98년 5월과 8월 두 차례 열무의 생장량 및 토양 화학성에 미치는 효과를 비교하였다. 오니의 처리수준은 열무의 표준시비량($N-P_2O_5-K_2O=160-59-104$ kg/ha)을 대조구로 하여 오니 및 관행퇴비를 각각 1000 kg/ha 씩 추가 시용 하는 오니 및 퇴비 첨가구 와 오니 및 퇴비 각각에 함유된 질소량의 30%를 질소 시용량에서 공제하는 질소공제 오니 및 퇴비구 등 5개 처리로 비교하였다. 오니 첨가구 및 질소공제 오니구의 열무 발아율과 초기생육은 대조구, 퇴비 첨가구 및 질소공제 퇴비구에 비하여 부진하였다. 이는 미분해된 오니의 토양중 분해과정에서 생성될 수 있는 암모니아가스 피해에 기인된 것으로 생각된다. 그러나 수확기의 열무 수량은 오니 첨가구 및 질소공제 오니구를 포함한 모든 처리구간에 1차 및 2차 시험 모두 유의성 있는 차이가 인정되지 않았다. 이는 오니의 시용에 의한 열무의 생육이 후반기에 빠르게 증진되었다는 것을 시사하고 있다. 식물체의 질소함량과 토양의 무기태 질소 함량은 오니의 시용에 의하여 증가되는 경향이었으나 항생물질 cephalosporin-C는 열무의 지상부나 지하부 그리고 시험 후 토양에서 검출되지 않았다. 따라서 부산물오니는 유기물(750 g/kg)과 전질소(56 g/kg)를 많이 함유하고 유해 중금속 함량이 허용치 이하인 점을 고려할 때 양질의 유기물 자원으로서 농업적 활용가치가 인정되었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권4호
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• pp.423-431
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• 2022

'탄소중립'에 대한 관심이 높아짐에 따라 CO₂를 농업적으로 이용하기 위한 시도가 증가하고 있다. 본 실험은 발전소에서 부산물로 배출되는 CO₂를 포집하여 액화·정제 후 시설 엽채류의 생육 및 생산성 증대를 위한 시비용 CO₂로의 활용 가능성을 평가하기 위해 수행되었다. 경상남도 하동지역의 부추, 취나물, 미나리 농장에 드라이아이스가 공급되었고 각 농장의 온실 중 하나의 온실은 대조군, 하나의 온실은 CO₂ 처리구로 사용되었다. CO₂의 시비는 자체 제작한 장치를 사용하여 드라이아이스에서 승화된 가스를 온실에 공급했다. 부추 온실은 대조군과 CO₂ 처리에서 온실 내 CO₂ 농도의 차이가 없었고 두 온실 모두 높은 CO₂ 농도를 보였다. 반면에 취나물과 미나리 온실에서는 CO₂ 시비 처리에서 높은 CO₂ 농도가 측정되었다. 취나물 및 미나리의 생육은 CO₂ 시비 처리구에서 유의성 있게 증가하였으며 수확량도 각각 36%와 25%로 증가하였다. 경제성 분석 결과, 취나물 농가에서는 소득률이 증가하였지만, 부추와 미나리 농가는 감소하는 것으로 나타났다. 따라서 화력발전소에서 부산물로 발생한 드라이아이스의 이용은 시설 엽채류의 생산성을 높일 수 있었다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.333-344
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• 2022

화강암 및 대리석 같은 천연 건축용 석재의 채석 및 활용이 개발도상국에서 급부상하고 있다. 이러한 석재를 사용하기 위해 가공, 절단 및 치수화 과정에서 많은 양의 폐기물이 발생한다. 석재폐기물은 개방된 환경에서 처리되며, 부산물로 발생하는 폐기물의 독성이 환경과 인간의 건강에 악영향을 줄 수 있다. 2019년 세계 석재 산업 성장은 채석장 폐기물을 제외하고 1% 이상 증가한 약 155,000천톤의 새로운 기록을 달성하였다. 인구 천명당 석재 사용량(m²/1,000 inh)은 2001년 177, 2018년 266에서 2019년 268로 증가했다. 2019년 세계 총채석량은 316,000천톤(100%)이고, 생산량의 53%는 채석장 폐기물로 발생되었다. 석재가공 단계에서는 완제품 생산량이 91,150천톤(29%)에 도달했으며 결과적으로 63,350천톤이 석재폐기물이 생산되었다. 그러므로 세계적으로 채석장에서 생산된 석재가 100%이라면 전체 폐기물 발생량은 71%이다. 석재폐기물은 환경적, 경제적 및 사회적 관점에서 상당한 문제를 발생시킨다. 석재폐기물 처리는 기본적으로 3가지 방법이 있는데 재사용, 재활용 및 매립처리가 있다. 그 중에 재사용 및 재활용은 환경 친화적으로 할 수 있는 양호한 석재폐기물 관리 방법이다. 석재폐기물은 많은 사용 방법이 있지만 건축 자재, 세라믹 재료 및 환경 적용으로 요약된다. 석재폐기물을 이용한 재료 생산은 매우 유망하며 채석장과 산업 현장에서 재생되어 사용할 수 있다. 새로운 생산품(인공토양)은 토목 공사, 철도 제방 및 원형교차로 주변 표토로 사용하며, 석분토는 산성토양의 중화를 위해 사용도 가능하다. 또한 석재폐기물은 광물 잔유물 회수, 광물 성분 추출, 건설 자재, 전력 생산, 빌딩 재료와 가스 및 수질 처리에 이용할 수 있다.