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마이크로모델 실험 기반 계면활성제를 활용한 이산화탄소 주입효율 향상
강석구(Seokgu Gang),정종원(Jongwon Jung) 한국지반환경공학회 2022 한국지반환경공학회논문집 Vol.23 No.12
대기 중 온난화 가스의 하나인 이산화탄소 감소를 위해 많은 연구들이 수행 중이다. 이 중 이산화탄소 지중저장은 지구온난화 방지를 위한 중요한 공법 중 하나로 주목받고 있다. 하지만, 제한된 공간의 최대한 많은 양의 이산화탄소 저장을 위한 기술의 개발이 필요한 실정이다. 계면활성제의 활용은 이산화탄소 지중저장 효율의 향상에 기여할 것으로 여겨지고 있으나, 이에 대한 연구는 부족한 실정이다. 본 연구에서는 이산화탄소 지중저장 효율 증진을 위해 계면활성제 종류(sodium dodecyl sulfate 및 sodium dodecylbenzene sulfonate) 및 농도, 이산화탄소 주입속도에 따른 2차원 마이크로모델 실험을 수행하였다. 그 결과, 계면활성제의 농도 및 이산화탄소 주입속도가 증가할수록, 이산화탄소 지중저장 효율이 증가함을 확인하였다. 하지만, 한계 농도 및 속도 이상에서는 더 이상 효율 증진이 발생하지 않는 것으로 나타났다. Carbon dioxide is one of the greenhouse gases in the atmosphere and much research is underperforming in reducing carbon dioxide. Geological carbon dioxide storage is considered the primary technique for global warming prevention. So, technic development for storing carbon dioxide is required. Using surfactant is considered an effective material for geological carbon dioxide storage. However, research on using surfactants for carbon dioxide sequestration is not enough. In this study, a 2D micromodel experiment depends on the surfactant type (sodium dodecyl sulfate and sodium dodecylbenzene sulfonate), concentration and carbon dioxide injection rate. As result, geological carbon dioxide sequestration efficiency is increased according to surfactant concentration and carbon dioxide injection rate increase. However, efficiency no more increases after critical concentration and rate.
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계면활성제를 활용한 이산화탄소 상태에 따른 주입특성 평가
강석구,정종원,Seokgu Gang,Jongwon Jung 한국지반환경공학회 2023 한국지반환경공학회논문집 Vol.24 No.6
석탄 및 석유와 같은 전통적인 화석 연료는 연소 시 발생하는 열을 통해 에너지를 공급한다. 이러한 과정에서 대기 중에 이산화탄소를 배출하고 지구 온난화를 유발한다. 이산화탄소 저감을 위해 많은 연구들이 수행되고 있다. 이러한 방안 중 하나로, 이산화탄소 지중 저장 기술이 관심을 받고 있다. 이산화탄소 지중 저장은 플랜트 등에서 발생하는 이산화탄소를 포집하여 덮개암 하부 포화지반층에 이산화탄소를 주입하여 저장하는 방법을 일컫는다. 하지만, 제한된 공간에 더 많은 양의 이산화탄소 저장을 위해서는 저장 효율의 향상이 필요하다. 따라서, 본 연구에서는 계면활성제를 활용하여 이산화탄소 지중 저장의 효율을 향상하고자 한다. 또한, 지중저장소의 위치에 따라 압력 및 온도가 상이하기 때문에 이산화탄소는 기체, 액체 및 초임계 상태로 존재가능하다. 따라서, 이산화탄소 상태에 따른 저장 효율 특성을 평가하였다. 그 결과, 주입속도 및 계면활성제의 활용은 저장 효율의 향상을 기대할 수 있고, 그 효과는 기체, 액체 및 초임계 상태 이산화탄소에 발휘되는 것을 확인하였다.
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입도 분포 및 흙의 소성도에 기반한 지반의 액상화 발생 가능성 평가
하민규(Minkyu Ha),강석구(Seokgu Gang),장채운(Chaewoon Jang),윤형구(Hyung-Koo Yoon),유재은(Jae-Eun Ryou),정종원(Jongwon Jung) 한국방재학회 2023 한국방재학회논문집 Vol.23 No.1
국내 액상화 사례가 발생한 이후로 액상화에 대한 관심이 증가하고 있다. 선행 연구에 따르면 액상화에 영향을 주는 요인에는 입도 분포, 흙의 소성도, 상대밀도, 과압밀비, 구속조건 등이 존재한다고 보고되었다. 본 연구에서는 이 중 주요한 두 가지의 요인인 입도 분포 및 흙의 소성도에 입각하여 액상화 발생 가능성을 평가하였다. 입도 분포에 입각하여 분석한 결과, 두 가지의 시료는 유사한 입도 분포를 보이므로 입도 분포와 액상화 저항 강도 간 유의미한 연관성은 관찰되지 않았다. 반면, 흙의 소성도에 입각하여 분석한 결과, 높은 소성지수의 값을 갖는 시료에서 액상화 저항 강도 값이 크게 산출된 것을 확인하였다. 이러한 결과는 입도 분포가 유사한 경우에 흙의 소성도가 주요한 영향을 미친다는 것을 시사한다. Interest in liquefaction has increased owing to the increasing occurrence of liquefaction in the country. According to previous studies, factors that influence liquefaction include the grain size distribution, plasticity, relative density, overconsolidation ratio, and confining conditions. In this study, the liquefaction possibility was evaluated based on grain size distribution and soil plasticity. Based on the grain size distribution, a clear correlation between the liquefaction resistance of the two samples could not be identified because both samples showed similar grain size distributions. In contrast, in terms of soil plasticity, the liquefaction resistance value increased with increasing plasticity index value. These results indicate that soil plasticity has a significant effect at a similar grain size distribution.
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