첨가제에 따른 바이오디젤 산화안정 특성 연구

강형규,송호영,도진우,박수열,나병기,Kang, Hyung-Kyu,Song, Ho-Yong,Doe, Jin-Woo,Park, Soo-Youl,Na, Byung-Ki 한국응용과학기술학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.4

바이오디젤은 지방산 중의 일부물질이 대기중의 산소와 결합하여 유기지방산 등을 형성하며 밀도, 동점도, 전산가, 산화안정도 등의 물성 특성에 영향을 준다. 바이오디젤의 산화안정성 문제를 해결하기 위해 바이오디젤에 다양한 산화방지제를 첨가하여 물성 변화의 특성을 분석하였다. 첨가제의 함량이 증가함에 따라 산화안정도는 증가하는 경향을 나타내고 대부분 첨가량에 비례적으로 증가하였다. 7종의 첨가제 중 TBHQ가 가장 우수한 성능을 보이며 propyl gallate, butyl-amine, aniline, pyrogallol 등 4종의 첨가제도 목표치인 500 ppm 첨가 시 10시간 이상의 성능을 보였다. pyrogallol이 전산가에서 품질기준에 부적합하여 첨가제로서 적절하지 않은 것으로 나타났으며, hydroquinone계열의 TBHA, DTBHQ는 산화안정도에서 품질기준은 만족하나 연구과제의 목표치인 10 시간 이상에 미치지 못하는 결과를 보여 개발 첨가제로서는 결함이 있는 것으로 판단하였다. 또한 propyl gallate도 전산가에서 품질기준에 적합하나 500 ppm 첨가 시 수치가 높고 첨가제 증가에 따른 전산가 증가 경향이 커서 첨가제로서 부적합한 것으로 판단하였다. Some materials of fatty acids in the biodiesel affect the physical/chemical properties like density, kinematic viscosity, total acid number and oxidation stability by forming an organic fatty acid in combination with oxygen in the air. To solve the problem of the oxidative stability of biodiesel, various kinds of antioxidant has added and analyze the characteristics of the physical/chemical property changes by the addition of antioxidant. Oxidation stability increased by the increase of additives content. The TBHQ among the seven kinds of the additives showed the best performance. Also, 4 kinds of additives like propyl gallate, butyl-amine and pyrogallo has showed above 10 hr of oxidation stability at the addition of 500 ppm. In case of pyrogallo, this is not appropriate as an additive to suitable quality standards of total acid number. TBHA, DTBHQ of hydroquinone was satisfied with the quality standard of oxidation stability but the target of this research(above 10 hr) did not satisfied with oxidation stability. Propyl gallate is also a suitable at the quality standards of total acid number but it was shown not to be an appropriate to the additives due to increasing the total acid number by increasing of the content of additives at the addition of 500 ppm.

2012 ~ 2015년 국내 수송용 연료의 물성 및 CO₂ 배출계수의 변화추이 분석연구

강형규,도진우,임완규,황인하,하종한,나병기,Kang, Hyungkyu,Doe, Jinwoo,Lim, Wanguy,Hwang, Inha,Ha, Jonghan,Na, Byungki 한국응용과학기술학회 2016 한국응용과학기술학회지 Vol.33 No.4

대부분의 온실가스는 에너지의 생성 및 이용으로부터 발생되고, 교통부문에서 배출되는 온실가스 중 약 95 % 이상이 수송용 연료에서 기인한다. 또한, IPCC 가이드라인에서 제시하는 배출계수를 사용하였을 경우 국가 고유의 연료특성이 반영되지 않는 단점이 있고, 기후변화협약 교토의정서에 따른 의무 감축국도 UN에 제출하는 국가 온실가스 배출량 보고서 작성 시 대부분 Tier 2나 Tier 3 수준의 배출계수를 적용하고 있다. 본 연구에서는 국내 교통부문에 사용되는 휘발유, 경유 등의 수송용 연료에 대한 연차별 시계열 특성을 파악하고, $CO_2$ 배출계수의 연도별 변화추이를 분석하여 실제 연료를 활용한 $CO_2$배출계수 실측방법의 적용 타당성을 평가하였다. Most greenhouse gases were arisen from the generation and use of energy, more than about 95 % of greenhouse gas from the traffic section was resulted by the transportation fuels. Also, when using the $CO_2$ emission factor suggested at IPCC G/L, there was the weakness which did not reflect the own property of fuel by country. And most industrialized countries have applied with the $CO_2$ emission factor of Tier 2 or Tier 3 to make the national greenhouse report to submit to UN according to the Kyoto Protocol. In this study, the transportation fuels using in domestic like unleaded gasoline, diesel, etc were analysed to identify the physical/chemical properties and these data were used to calculate the $CO_2$ emission factor of each fuels. And the study analysed the time series analysis to compare the property of fuels according to the change of time.

국내 수송용 연료의 물성 및 CO₂ 배출계수 산정연구

강형규,도진우,하종한,나병기,Kang, Hyungkyu,Doe, Jinwoo,Ha, Jonghan,Na, Byungki 한국에너지학회 2014 에너지공학 Vol.23 No.3

기후변화에 관한 정부 간 패널기구(IPCC)는 온실가스 배출통계 작성과 관련한 국제적 기준을 정한 보고서에 따라 온실가스 배출통계의 정밀도 및 난이도를 고려하여 Tier 1/2/3의 세 가지의 방법론을 제시하였다. 국내의 경우 기존의 인벤토리 구축은 우리나라 전체 에너지소비량을 교통수단별 배출계수를 적용하여 산출하는 Top-down 방식으로 이루어 졌었고, 배출계수는 승용차의 계속적인 증가와 도로 구간 변화가 반영되지 못한 국내 교통상황에서 진행되었다. 온실가스 배출량 산정에 있어 $CO_2$의 배출량은 연료에 따른 탄소 함량으로 산정 하는 것이 보다 정확한 배출량 산정을 할 수 있다고 IPCC에서 제시함에 따라 정확한 배출량 산정을 위해 수송용 연료에 대하여 국가 고유 탄소 함량을 월별 또는 계절별 분석을 통하여, 국가 온실가스 통계의 정확도 제고와 최신 배출통계를 통해 앞선 기후변화 대응 대책 수립을 가능하게 할 것이다. Intergovernmental Panel on Climate Change(IPCC) suggested the three methodology, Tier 1/2/3, considering with the accuracy and difficulty of greenhouse gas emission statistics according to the report determined as the international criterion. In Korea, the existing inventory building was made by the Top-down approach applying with the emission factors for transportation in the entire energy consumption, the emission factors were investigated under the domestic traffic situation which did not reflect by the continuing increase of vehicle and the change of road section. From the suggestion of IPCC, which it is estimated that the emission estimation of $CO_2$ in greenhouse gas emission could be calculated more accurate by the carbon content according to the fuel, the establishment of measures to respond to climate change from the latest greenhouse gas emissions statistics will be able to improve the accuracy of national statistics using monthly or seasonally the analysis of carbon content about the transportation fuels.

시각 흐름 속도에 따른 가상현실 프로그램이 뇌졸중 환자의 보행에 미치는 영향

강형규(Kang, Hyung-Kyu),정이정(Chung, Yi-Jung) 한국산학기술학회 2012 한국산학기술학회논문지 Vol.13 No.1

본 연구는 시각흐름 속도에 따른 가상현실 프로그램이 뇌졸중 환자의 보행에 미치는 영향을 알아보고자 시 행하였다. 연구 대상자는 서울시 소재 M재활전문병원에 입원 중인 뇌졸중 환자 중 무작위로 31명을 선정하였고 대상 자는 가상현실 프로그램에 몰입하여 보행분석기 위에서 보행을 실시하였으며 가상현실 프로그램의 4가지 조건은 정 상 보행과 0.25배, 1배, 2배의 시각흐름 속도변환 가상현실 프로그램으로 구성되었다. 중재동안 보행분석은 GaitRite 보행분석시스템을 이용하여 보행 속도, 분속수, 활보장, 보장, 단하지지지 시간, 양하지지지 시간을 측정하였다. 그 결 과 0.25배의 느린 시각흐름 가상현실 프로그램에서 연구 대상자는 보행속도, 분속수, 환측 활보장, 건측 활보장, 환측 보장, 건측 활보장이 통계적으로 유의하게 감소하였고(p<.05), 환측 단하지지지시간, 건측 단하지지지시간, 환측 양하 지지지시간, 건측 양하지지지시간이 통계적으로 유의하게 증가하였다(p<.05). 또한 2배의 빠른 시각흐름 가상현실 프 로그램에서 연구 대상자는 보행속도, 분속수, 환측 활보장, 건측 활보장, 환측 보장, 건측 활보장, 환측 단하지지지시 간이 유의하게 증가하였고(p<.05), 건측 단하지지지시간, 환측 양하지지지시간, 건측 양하지지지시간이 유의하게 감소 하였다(p<.05). 따라서 가상현실 보행 프로그램의 적용 속도에 따라서 뇌졸중 환자의 보행 능력이 유의하게 차이를 나 타낸다는 것을 알았다. 그러므로 뇌졸중 환자의 운동 프로그램을 계획할 때 보행 훈련 프로그램을 증가시킬 수 있는 다양한 훈련 프로그램이 요구된다. The purpose of this study was to evaluate the effects of a visual flow speed‘s modulation-based VR(virtual reality) program on gait function in stroke patients. Thirty one stroke patients were randomly selected at Dep. of Rehabilitation medicine of M hospital in Seoul. We carried out the gait analysis by dividing them with four conditions : one condition had applied without the visual flow modulation-based VR and another had done three visual flow speed's modulation-based VR(0.25, 1, 2 times). The gait analysis was used with GaitRite system. The data were collected using gait velocity, cadence, stride length, step length, single support time, and double support time during treatment. The results were as follows. First, the slow visual flow(0.25 times)-based VR program on the condition was significant decrease gait velocity, cadence, stride length, step length and increase single support time, double support time(p<.05). Second, the fast visual flow(2 times)-based VR program on the condition was significant increase gait velocity, cadence, stride length, step length, single support time on paretic lower limb and decrease single support time on non-paretic lower limb, double support time(p<.05). Third, the normal visual flow(1 times)-based VR program on the condition was not significant differ gait velocity, cadence, stride length, step length, single support time, double support time. In conclusion, the visual flow speed's modulation-based VR program improves gait function in chronic stroke patients

국내 표준연료(휘발유) 도입 필요성 검토 연구

강형규(Hyungkyu Kang),성상래(Sangrae Seong),송호영(Hoyoung Song),황인하(Inha Hwang),하종한(Jonghan Ha),나병기(Byungki Na) 한국유화학회 2016 한국응용과학기술학회지 Vol.33 No.4

Although the number of registered cars in South Korea is above 21million and one family has about 1.07 cars, there is no national standard for automobile reference fuel in South Korea. Reference fuel is the fuel used for certificating vehicle performance, emissions and fuel economy. Now, domestic market fuels are used as reference fuel. However, the quality of domestic market fuel is constantly changing by seasonal and fuel manufacturers. It may effect vehicle performance, emissions and fuel efficiency test result. On this study, market fuel quality was monitored and reference fuel standard(draft) was set by reflecting market fuel monitoring result. Reference fuel standard(draft) was applied to GDI and MPI engine. As a result, the difference of fuel economy between fuels meeting the reference fuel standards(draft) was reduced to 1.1% while the difference of fuel economy between market fuels was 3.8%. 2015년 기준 자동차 등록대수는 약 2,100만대를 넘어 1가구당 1.07대를 보유하고 있는 실정이나[1], 국내 자동차용 표준연료에 대한 기준은 부재한 상황이다. 자동차용 표준연료(reference fuel)는 차량의 연비와 배출가스를 인증하거나 새로운 자동차를 개발할 때 차량의 성능 등을 평가하기 위해 사용하는 연료를 의미한다. 현재 국내에는 차량의 배출가스, 성능, 연비시험 등을 위해 유통연료를 사용하고있으며, 유통연료는 석유 및 석유대체연료사업법과 대기환경보전법 상의 품질기준을 만족하지만 각 제조사의 원료와 공정 등에 따라 연료의 물성차이가 있어 차량 시험 시 편차가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 국내 유통되는 휘발유 품질모니터링 분석결과를 바탕으로 표준연료 기준(안)을 설정하고, GDI와 MPI연료 분사 방식의 차량에 적용하여 비교 평가한 결과, 실제 유통연료를 사용했을 때 최대 3.8%까지 발생하는 연비차이가 1.1%까지 감소함을 확인할 수 있었다.

Si-Ni-Fe 3원계 다공성 합금음극의 리튬전지특성

강형규(Hyoung-Kyu Kang),김상형(Sang-Hyoung Kim),Umirov Nurzhan,김향연(Hyang-Yeon Kim),김성수(Sung-Soo Kim) 한국전지학회 2021 한국전지학회지 Vol.1 No.2

Hydrofluoric acid와 반응시켜 Si70Ni20Fe10 합금의 다공성을 조절하고, 물리적, 전기화학적 특성을 측정하였다. XRD와 단면 TEM으로 Pristine SNF가 Fe0.3Ni0.7Si20 매트릭스상에 내장된 활성 Si임을 확인하였으며, HF Etching을 통해 Silicide Matrix에서 Ni과 Fe를 침출시켜 활성 Silicon을 조절할 수 있음을 확인하였다. 표면형상과 조절된 기공은 SEM과 BET를 통해 관찰하였다. 기공 조절된 SNF합금음극의 방전 용량은 증가하였고, 100회까지의 수명유지율을 감안한 적절한 HF함량은 1 mol/mL인 것을 확인하였다. The porosity of Si70Ni20Fe10 alloy was controlled by reacting with Hydrofluoric acid, and physical and electrochemical characterizations as anode for Li battery were carried out. It was confirmed that active Si is embedded on Fe0.3Ni0.7Si20 matrix phase in pristine Si70Ni20Fe10 through XRD and FIB-TEM and activity of Si can be controlled through leaching Ni and Fe by Hydrofluoric acid reaction. The surface morphology and controlled porosity was observed by SEM and BET. The discharge capacity of the porosity controlled alloys were increased, and it was confirmed that the appropriate HF content was 1 mol/mL, considering the cycle retention up to 100 cycles.

유화정제연료유의 안정성 시험방법에 관한 연구

강형규(Kang, Hyungkyu),김신(Kim, Shin),이종은(Lee, Jongeun),임태윤(Lim, Taeyoon),최대성(Choi, Daesung),정충섭(Jung, Choongsub) 한국신재생에너지학회 2010 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2010 No.11

본 논문은 정부의 연구 지원에 의해 폐유를 유화 방법으로 재활용한 유화정제연료유의 저장안정성 측정방법을 마련하고자 실시하였다. 국내외 유화정제연료유 저장안정성 시험방법이 마련되지 않아 ASTM D 3707, 지식경제부 '석유대체연료의 성능평가기준과 품질시험방법 등에 관한 고시' 별표4 유화연료유 저장안정성 평가방법(습식법) 등 유화연료유의 저장안정성 시험방법을 근간으로 하여 40?C에서 30일 동안 저장용기에 저장하면서 매 10일 마다 상 하층 수분함량을 측정하는 방법을 제시하였고, 이에 대한 전반적인 연구 내용을 언급하였다.

첨가제에 따른 바이오디젤 산화안정성 특성연구

강형규(Kang, Hyungkyu),송호영(Song, Hoyoung),정태원(Jung, Taewon),이정민(Lee, Joungmin),정충섭(Jung, Choongsub) 한국신재생에너지학회 2011 한국신재생에너지학회 학술대회논문집 Vol.2011 No.05

바이오디젤이란 식물성 기름, 동물성 지방, 폐식용유 등의 재생 가능한 자원을 촉매 존재 하에 알코올과 반응시켜 생성되는 에스테르 혼합물을 말하며 경유와 물성이 유사하므로 경유에 혼합하여 압축착화 방식인 디젤엔진에 사용할 수 있다. 그러나 바이오디젤은 경유에 비하여 탄소-탄소 간 이중결합을 가지고 있는 성분을 많이 함유하고 있기 때문에 공기에 의해 산화가 일어나기 쉽다. 일반적으로 폐놀계 향산화제인 t-buthylhydroquinone(TBHQ)를 사용하여 산화안정성을 향상시키나 국내에서 사용되는 산화방지제는 전량 수입에 의존하고 있어 제품 개발에 의한 국산화가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 폐유지로부터 생산한 바이오디젤의 산화안정성 향상을 위하여 폐놀 및 아민계 등의 산화방지제를 합성하여 바이오디젤에 적용하였으며, 다양한 물성시험방법을 적용하여 석유 및 석유대체연료 사업법에서 규정하는 바이오디젤의 품질기준을 확인하였다. 또한 EN 14112 바이오디젤 산화안정성 시험방법으로 폐놀 및 아민계 등의 산화안정성을 확인하였다. 본 연구는 산학연 공동기술개발 1차년도 사업으로 한국화학연구원과 공동으로 수행하였으며, 산화방지제 적용평가를 통해 우수한 제품을 선정하여 2차년도에는 차량 테스트를 통해 연료 첨가제로서의 적합성을 검증할 예정이다.

[기술논문] 바이오디젤 산화안정제가 물성 및 배출가스에 미치는 영향 연구

강형규(Hyungkyu Kang),송호영(Hoyoung Song),박수열(Sooyoul Park),오상기(Sangki Oh),나병기(Byungki Na) 한국자동차공학회 2014 한국 자동차공학회논문집 Vol.22 No.2

Biodiesel as alternative fuels has been widely studied due to biodiesel merits such as lower sulfur, lower aromatic hydrocarbon and higher oxygen content. But biodiesels could be easily oxidized by several conditions. In this study, various antioxidants such as propyl gallate, TBHA, TBHQ, DTBHQ, butyl-amin, aniline and pyrogallol were added in the biodiesel produced by the used cooking oil, then the material property test and the vehicle emissions test were conducted in accordance with test method. From the results of material property test, all antioxidants were suitable for the quality standard of density and kinematic viscosity, but Propyl gallate and Pyrogallol, as a type of Gallate additives, showed that the result of TAN increased rapidly according to the increase of the amount of additives. In the oxidation stability test, TBHQ, Butyl-amine and Aniline showed the excellent oxidation stability. Also, when considering the material property test, TBHQ was verified to the most excellent additives. In case of the vehicle emissions test, the testing was conducted by using the biodiesel added by TBHQ and was conducted by using two light duty diesel vehicles suitable for the EURO 4 and EURO 5 emission regulation. The result of testing showed that when the TBHQ was added, the amounts of CO, NOx and NMHC+NOx were decreased but the amount of CO₂ was increased.

저전력 장거리 무선 기술을 이용한 스마트 도어락 시스템

강형규(Hyung-Kyu Kang),변영철(Yung-Cheol Byun),강철웅(Chul-Ung Kang) 한국정보기술학회 2018 한국정보기술학회논문지 Vol.16 No.2

Nowadays, a lot of researches and development of technologies have been done to implement practical smart home systems. Also, with the spread of smart phones and tablet PCs, products utilizing those devices have been applied in our real life in various way. An access control system using mobile devices is considered as one of the main components for smart home implementation. In this paper, we propose a smart door lock system using LoRa (Long Range) wireless technologies. The proposed system consists of a door system that collects user information and controls door locking, and an AAM (Access Authentication Management) server that authenticates a user and records access information for the user. Authentication for access is performed by comparing acquired user’s information and DB in the server. Therefore, a user can conveniently access a door with his/her smart phone as long as the user is registered in a server.