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회전 아크 방전 플라즈마를 이용한 메탄의 열분해 및 수소 생산
송호현(Hohyun Song),줄피카알리(Zulfiqar Ali),최정안(Jeongan Choi),이대훈(Dae-Hoon Lee) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
현재 전 세계적으로 수소 연료 기반의 전력 생산, 정제, 암모니아 및 메탄올 합성 등등의 다양한 분야에서 수소의 수요가 증가하고 있다. 하지만 현재 생산되고 있는 대부분의 수소는 화석연료 기반의 이른바 회색 수소이며 이 과정에서 10 tCO₂/tH₂의 이산화탄소가 배출되고 있다. 이 때문에 온실가스 배출이 없는 청록 수소나 녹색 수소 생산에 대한 연구 개발 수요가 종가하고 있다. 본 연구에서는 플라즈마를 활용하여 메탄의 열분해 반옹을 일으키고 이룰 통해 수소를 생산하는 실험을 수행하였다. 대기압에서 양 전극 사이에 고전압을 인가하고 수 A 이상의 전류를 흘려주는 방식의 아크 방전 플라즈마를 활용하였다. 청록 수소를 생산하기 위해 , 메탄올 방전 기체로 주입하여 플라즈마 상태를 만둘었다. 이로 인해 메탄의 이온화 및 분해 반응을 일으킨 동시에, 회전 아크로 인해 방전 영역 내 기체 온도가 상승하여 공급된 메탄의 열분해 반응을 유도하였다. 기체크로마토그래피 장비를 이용하여 생성된 기체 혼합물 내의 수소, 탄화수소 및 메탄의 양을 측정하였고, 이룰 통해 메탄의 전환율, 수소 및 탄화수소의 선택도를 계산하였다. 플라즈마로 전달되는 파워가 증가할수록 메탄의 전환율이 증가하고, 수소의 선택도가 증가하였다. C₂-hydrocarbons의 선택도와 carbon balance가 동시에 감소하는 것으로 보아 메탄의 열분해로 인해 생산된 주요 물질은 수소와 고체 탄소임을 알 수 있었다. 본 연구를 통해, 메탄을 방전 기체로 한 플라즈마를 활용하여 메탄올 열분해할 때 SEI 조건에 따라 높은 선택도의 청록 수소를 생산할 수 있음을 알 수 있었다.
최정안(Jeongan Choi),송호현(Hohyun Song),이대훈(Dae Hoon Lee) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.2
대기 중 방출되는 바이오가스 (CH4, CO2 주성분)는 주요 온실가스로서 이를 이용한 H2 생산은 탄소중립 (CO2 neutral) 공정으로 그린 수소 생산 기술이다. CO2를 포함하는 바이오가스를 활용한 수소 생산 기술은 그린 수소 생산 기술 중에서 저렴하고 유망한 기술이며, 기술적 경제적으로 타당한 기술이고 환경 친화적인 기술로 알려져 있다. 국내의 경우, 천연가스를 활용한 수소 생산 비용은 수소 1kg 당 7,328원 (산업부, 2021년 4 월기준)이며, 화석연료를 이용하는 수소 생산방식은 CO2가 추가로 발생한다. 향후 국내에서도 탄소세 는 유럽과 마찬가지 로 점점 높 아질 것으로 예상되기 때문에 탄소세 증가와 기술 개발을 고려하면, CO2 포함 바이오가스를 이용한 그 린수소 생산은 경제성이 크다고 볼 수 있다. 본 연구에서 는 회전아크 플라즈마를 활용한 버너를 이용해 바이오가스를 활용해 열중립적인 방법으로 수소를 생산하는 방법에 대한 실험을 진행하였다. 바이오가스 일부 (20~30%)를 연소시켜 얻은 반옹열 로 촉매반옹을 이용해 수소를 생산하였다.
체육수업 분위기가 학생들의 체육교과태도 및 수업몰입에 미치는 영향
오중근(Joonggeun Oh),송호현(Hohyun Song) 한국스포츠교육학회 2018 한국스포츠교육학회지 Vol.25 No.2
수업에서 교사와 학생의 관계가 잘 형성되지 않고 무관심과 지나친 권위로 학생들은 교사에게 두려움과 무서움을 느끼기도 한다. 교사와 학생 간의 원활한 관계형성과 상호작용은 수업 분위기를 형성하는데 중요하다. 이에 본 연구의 목적은 체육수업 분위기가 학생들의 체육교과태도 및 수업몰입에 미치는 영향을 알아보는데 있다. 연구의 목적을 달성하기 위해 중학생 287명을 대상으로 설문조사를 하였다. SPSS 23.0 프로그램을 이용하여 빈도분석, 신뢰도분석, 탐색적요인분석, 상관관계분석, 다중회귀분석을 실시하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 첫째, 체육수업 분위기는 체육교과태도에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 둘째, 체육수업 분위기는 수업몰입에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 셋째, 체육교과태도는 수업몰입에 유의한 영향을 미치는 것으로 나타났다. 체육교사들은 강압적인 행동이나 부정적인 언어 사용을 통해 학생들의 수업참여를 유도하기보다는 교사와 학생 간의 원만한 상호작용을 통해 학생중심의 수업 분위기를 조성하여 학생들이 서로 협력하며 학습활동에 참여할 수 있도록 해야 한다. The relationship between teachers and students in a physical education class is not easily established, because students feel a sense of fear due to teachers’ indifference and excessive authoritarian attitude from time to time. Establishing good relationships and interactions between teachers and students are essential in forming a positive class atmosphere. This study aimed to investigate the effects of physical education class climate on students’ attitude toward physical education and class flow. In order to achieve the aim of this study, questionnaires were conducted with 287 middle school students. Frequency analysis, reliability analysis, exploratory factor analysis, correlation analysis, and multiple regression analysis were performed using the SPSS 23.0 program. The following results were obtained. First, the physical education class climate showed a significant effect on students’ attitude toward physical education. Second, the physical education class climate showed a significant effect on class flow. Third, students’ attitude toward physical education showed a significant effect on class flow. These results suggest that physical education teachers should encourage students to participate in learning activities by creating a student-oriented class climate through smooth interactions with students; rather than encouraging students to participate in class through coercive behavior or use of negative language.
대기압에서 고출력 파워의 H²L² 유도 결합 플라즈마 소스를 이용한 CO₂ 분해 및 CH₄ 건식 개질 기술
엄세훈(Saehoon Uhm),이윤성(Yunseong Lee),송호현(Hohyun Song) 한국진공학회 2018 진공 이야기 Vol.5 No.4
CO₂ dissociation and CH₄ dry reforming, by high power and Highly inductive antenna, Highly coupled with the plasma, Low antenna voltage, Low plasma loss( H²L²) inductively coupled plasma (ICP) torch at atmospheric pressure, have been studied. At a frequency of 400 kHz and power of 30 kW, the ICP torch source dissociates CO₂ gas directly, causing CH₄ dry reforming. The resulting product mix is composed mainly of syngas and C₂ hydrocarbons, such as C₂H6, C₂H₄, and C₂H₂. The results show conversion efficiencies for both CO₂ and CH₄ of 95%. At an input power of 22 kW, a CO₂ flow rate of 30 standard liters per minute (SLM), and a CH₄ flow rate of 36 SLM, the energy conversion efficiency is 60%. As input CH₄ flow rate increases, the selectivity of CO and H₂ decreases and the selectivity of C₂ hydrocarbons increases. In this condition, energy conversion efficiency increases. As a result, the high conversion efficiency of CO₂ and CH₄, the large amount of products, and the high selectivity of C₂ hydrocarbons can be seen as important factors for achieving higher energy conversion efficiency in the CH4 dry reforming process. The associated chemical reactions are simulated using CHEMKINPRO tool, and the results illustrate the tendency of CO₂ and CH₄ conversion efficiency to vary with variations in selected parameters, and syngas and C₂ hydrocarbons production trends achieved in the simulation agree with experimental results.