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기후위기 극복을 위한 화학산업 분야 탄소중립 엔지니어링에 대한 제언
주화주 ( Hwajoo Joo ),윤제용 ( Jeyong Yoon ) 한국공업화학회 2022 공업화학전망 Vol.25 No.2
Climate crisis appears to be a reality, and carbon neutrality is the goal of the times. The world must reduce its greenhouse gas emissions to zero by 2050. For this, the world order is changing rapidly, and governments continue to declare carbon neutrality. Carbon neutrality is a huge and comprehensive paradigm change including the transformation of carbon-based civilization and a socio-economic system. To overcome these difficulties, technological innovation must precede. It will be achieved by dismantling and reconstructing the engineering system in a distinctive way. Meanwhile, traditional chemical industry relies almost entirely on fossil fuels for materials and energy. Because of this inherent characteristic, the chemical industry is one of the industries that emit enormous greenhouse gases, and must be reconstructed to minimize its emission. Carbon neutral engineering proposed in this article is an engineering system that minimizes greenhouse gas emissions while maintaining the productivity of existing engineering system. It consists of five directions: (1) conversion of feed, (2) conversion of energy, (3) conversion of process, (4) conversion to a circular economy, and (5) carbon capture utilization and storage (CCUS). Taking the chemical industry as an example, the concept and specific direction of carbon neutral engineering were explained and discussed.
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탄소중립을 지향하는 전기화학적 이온 분리(EIONS) 기술
주화주 ( Hwajoo Joo ),안재욱 ( Jaewuk Ahn ),전성일 ( Sung-il Jeon ),윤제용 ( Jeyong Yoon ) 한국공업화학회 2023 공업화학 Vol.34 No.4
탄소중립 달성을 위해 에너지 효율적이고 전기화된 사회에 직접 이용될 수 있는 친환경 공정이 주목받고 있다. 다량의 에너지를 소모하는 기존의 열 및 압력 기반의 담수화 기술에서도 이는 예외가 아니기에, 최근 차세대 전기화학 기반 담수화 기술들의 성장이 두드러진다. 대표적으로 에너지 저장 장치의 구동 원리를 기반으로 하는 전기화학적 이온 분리(electrochemical ion separation, EIONS) 기술이 있으며, 여기에는 축전식 탈염(CDI) 기술과 배터리 담수화 시스템(BD)가 포함된다. EIONS 기술에는 시스템 성능 향상을 위해 CDI와 BD를 기본으로 한 다양한 응용 시스템들이 개발되어 왔는데, 이러한 결과물들의 의미와 독창성을 배경지식 없이 한눈에 파악하기 매우 어렵다. 따라서 우리는 이 리뷰 논문에서 EIONS 연구에서의 지난 몇 년간의 기술적 진보와 시스템 개별 특성을 각 시스템의 구동원리, 연구배경, 장단점을 중심으로 명확하고 구체적으로 설명하고자 한다. 아울러, EIONS의 미래 발전과 연구 방향을 설명하며 리뷰 논문을 마무리하겠다. 이 논문을 통해 EIONS 연구를 막 시작하는 연구자들이 EIONS의 연구 동향을 보다 쉽게 파악할 수 있을 것이다. Recently, green processes that can be directly used in an energy-efficient and electrified society to achieve carbon neutrality are attracting attention. Existing heat and pressure-based desalination technologies that consume tremendous amounts of energy are no exception, and the growth of next-generation electrochemical-based desalination technologies is remarkable. One of the most representative electrochemical desalination technologies is electrochemical ion separation (EIONS) technology, which includes capacitive desalination (CDI) and battery desalination (BD) technology. In the research field of EIONS, various system applications have been developed to improve system performance, such as capacity and cyclability. However, it is very difficult to understand the meaning and novelty of these applications immediately because there are only a few papers that summarize the research background for domestic readers. Therefore, in this review paper, we aim to describe the technological advances and individual characteristics of each system in clear and specific detail about the latest EIONS research. The driving principle, research background, and strengths and weaknesses of each EIONS system are explained in order. In addition, this paper concluded by suggesting the future development and research direction of EIONS. Researchers who are just beginning out in EIONS research can also benefit from this study because it will help them understand the research trend.
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