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식물성 바이오매스로부터 바이오디젤 생산에 대한 LCA 연구 현황
서봉국(Bongkuk Seo),송승구(Seung Koo Song) 한국생물공학회 2010 KSBB Journal Vol.25 No.1
기존 화석연료를 대체할 수 있는 수송연료로서 바이오 디젤은 유해물질 배출을 줄일 수 있어 친환경 에너지로 기대를 모으고 있다. 바이오디젤 관련 기술 개발 방향을 설정하고 제도적 지원을 위해서는 바이오 디젤의 친환경 특성 및 경제성 등에 대한 보다 정량적이고 정성적인 평가가 필요하며, 바이오디젤 생산과정에서 지구 온난화 지수, 에너지 소비, 생산비용, 생산기술 및 feedstock에 대한 LCA 분석 연구를 통해 보다 체계적인 환경 및 경제성 평가가 가능하였다. Feedstock에서부터 연료사용에 이르기까지의 바이오 디젤 LCA 평가와 관련한 많은 연구에서 feedstock 생산과정의 온실가스 배출량과 에너지 소비가 전체 환경 및 경제성 평가 수치의 50-80% 범위를 차지하여, 가장 큰 주요 기여 인자가 되었다. 경제성 측면에서는 초임계 메탄올 공정을 이용하여 폐식용유로부터 바이오디젤을 생산하는 과정이 현실적으로, 기술적으로 가장 유리하였다. 향후, 바이오 연료 시장을 보다 확장하고 보다 광범위하게 사용하기 위해서는 바이오디젤의 물성개선을 비롯하여 원료에 대한 식량 과의 논쟁을 피하기 위한 지속가능한 원료확보 관련 연구도 수행되어야만 할 것이다. Biodiesel is a type of biofuel obtained from bioresources and able to use in diesel vehicles as an alternative/ additive to petro diesel. In recent biodiesel research, there are three main issues which include high quality biodiesel, low cost feedstock and a highly efficient biodiesel production process. The sustainable production and use of biodiesel are attracting much attention in the renewable energy field. In this paper, we review some of the literatures related to environmental and economic evaluation for biodiesel production and analysis the issues including life cycle assessment (LCA), global warming potential (GWP), energy consumption, biodiesel production cost, production technologies and feedstock.
Effect of Phenyl-substituted Ethoxysilane on Gas Permeation Characteristics of a Silica Membrane
Sea, Bongkuk,Lee, Kew-Ho 한국공업화학회 2003 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.9 No.4
The present study attempts to control the micropore size of silica membrane by varying a substituent group in silane precursors. An amorphous silica membrane was produced by thermal decompo- sition of phenylethoxysilane (PTES) on a y-alumina coated α-alumina tube with pore size of 6-8 nm. For the gas molecules of CO ₂, N ₂, CH₄ and C₃H_8, the PTES-derived membraneexhibited higher molecular-sieving property than the membrane formed with tetraethoxysilane (TEOS). Controlling of micropores of silica membrane using phenylethoxysilane as the Si-source was conjectured to result in performance improvements.
스테인리스강을 사용한 분말 적층 용융 방식의 금속 3차원 프린터에서 제작된 물체의 최소 선폭 측정
손봉국(BongKuk Son),정연홍(Youn Hong Jeong),조재흥(Jae Heung Jo) 한국산학기술학회 2018 한국산학기술학회논문지 Vol.19 No.10
금속 3D 프린팅 기술은 레이저 빔의 초점에 금속분말을 주입하는 방식에 따라 대표적으로 PBF(Powder Bed Fusion) 방식과 DED(Direct Energy Deposition)방식으로 나뉜다. DED 방식은 금속 분말 도포와 동시에 레이저를 조사하여 3차원 구조물을 제작하는 금속 3D 프린팅 기술이고, PBF 방식은 일정 높이로 3차원 그래픽을 슬라이싱 한 후 한 층씩 금속 분말을 적층하여 레이저를 이용해 3차원 구조물을 제조하는 방식이다. DED 방식을 사용하면 레이저 클래딩, 금속 용접 등에는 강점을 가지지만 3D 형상을 제작할 경우 밀도가 낮아지는 문제점이 발생한다. DED 방식에서의 구조체 밀도 문제를 해결하기 위해 PBF 방식을 도입하면 상대적으로 밀도가 높은 3차원 구조물을 제작하는데 용이하다. 본 논문에서는 갈바노 스캐너와 광섬유로 전송되는 Nd:YAG 레이저 빔을 이용한 약 30 ㎛ 크기의 스테인리스 강 분말을 이용하는 PBF 방식의 3차원 프린터를 제작하고, 이를 이용하여 얇은 금속 구조물을 제작하였다. 또한 레이저의 조사 횟수, 출력, 초점 크기, 스캐닝 속도에 따른 선폭의 최적조건을 찾았으며, 그 결과 최적 조건은 레이저 조사 횟수 2회, 출력 30 W, 초점 크기 28.7 ㎛, 스캐닝 속도 200 mm/s에서 최소 선폭은 약 85.3 ㎛로 측정되었다. Metal three-dimensional (3D) printing technologies are mainly classified as powder bed fusion (PBF) and direct energy deposition (DED) methods according to the method of application of a laser beam to metallic powder. The DED method can be used to fabricate fine and hard 3D metallic structures by applying a strong laser beam to a thin layer of metallic powder. The PBF method involves slicing 3D graphics to be a certain height, laminating metal powders, and making a 3D structure using a laser. While the DED method has advantages such as laser cladding and metallic welding, it causes problems with low density when 3D shapes are created. The PBF method was introduced to address the structural density issues in the DED method and makes it easier to produce relatively dense 3D structures. In this paper, thin lines were produced by using PBF 3D printers with stainless-steel powder of roughly 30 ㎛ in diameter with a galvano scanner and fiber-transferred Nd:YAG laser beam. Experiments were carried out to find the optimal conditions for the width of a line depending on the processing times, laser power, spot size, and scan speed. The optimal conditions were two scanning processes in one line structure with a laser power of 30 W, spot size of 28.7 ㎛, and scan speed of 200 mm/s. With these conditions, a minimum width of about 85.3 ㎛ was obtained.
Comparison of Porous Hollow Fibers As a Membrane Contactor for Carbon Dioxide Absorption
Sea, Bongkuk,Park, You-In,Lee, Kew-Ho 한국공업화학회 2002 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.8 No.3
Membrane contactor-stripper hybrid process was used to recover CO_2 from the flue gas. Porous polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidenefluoride (PVDF) and polypropylene (PP) hollow fiber modules were used as membrane contactors and their performance was compared with a conventional packed column. The CO_2 was removed by the hollow fiber membrane contactor using monoethanolamine (MEA) solution as the absorbent. Then, the CO_2 was recovered from the absorbent by the thermal stripping tower with steam and the stripped absorbent was recycled. The membrane contactor increased the available gas-liquid contactor area and mass transfer coefficient, and thus the hybrid process showed a higher CO_2 removal efficiency than the conventional absorption tower. PVDF module with asymmetric pore structure showed the most stable gas-liquid interface and the highest removal efficiency among the three different hollow fiber membrane modules used. Mass transfer resistance model for the CO_2 absorption across the hollow fiber membrane was proposed and analyzed. In the case of PP and PTFE hollow fiber modules, membrane resistance occupied 60-80% of the total resistance due to the partially liquid-filled pores. PVDF module possessing high CO_2 removal efficiency showed the smallest membrane resistance, and in this case, resistance in the liquid phase was dominant as 62% of total resistance.
서봉국,박유인,이규호 한국화학공학회 2003 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.41 No.4
온실효과에 의한 지구 온난화 현상의 주요 원인이 되는 이산화탄소의 대기중 배출 제어를 위한 대책 기술의 하나로서 에너지 저 소비형 분리막 기술이 최근 주목을 받고 있다. 본 논문에서는 이산화탄소를 효율적으로 분리하기 위한 각종 분리막의 개념을 소개하고, 지금까지 개발된 이산화탄소 분리용 고분자막, 무기막, 중공사 접촉기막을 중심으로 국내외 연구 개발 동향과 향후 연구 전망에 대해서 해설하였다. Membrane separation technology is attracting much attention as an efficient tool for carbon dioxide reduction to migrate the green house effects. In this paper, we introduce concepts of membranes for carbon dioxide separation and review many researches relating to polymeric membranes, inorganic membranes and hollow fiber membrane contactor.