학술논문
회전 아크 방전 플라즈마를 이용한 메탄의 열분해 및 수소 생산
이용수 11
- 영문명
- Hydrogen production by pyrolysis of methane using a rotating arc discharge plasma
- 발행기관
- 한국환경에너지공학회
- 저자명
- 송호현
- 간행물 정보
- 『한국환경에너지공학회 학술대회지』2023년 추계학술발표회, 396~396쪽, 전체 1쪽
- 주제분류
- 공학 > 환경공학
- 파일형태
- 발행일자
- 2023.12.07
무료
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국문 초록
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.
영문 초록
목차
해당간행물 수록 논문
- 무기 응집제 주입이 음폐수 바이오가스화의 메탄 생성 및 미생물 군집 변화에 미치는 영향
- Probing the Intrinsic Properties of Zeolite Beta in the Catalytic Liquefaction of Polyolefin at Low Temperatures
- Production of C2 Chemical from Lipuid Hydrocarbon by Plasma Conversion Process
- 건설현장 온실가스 감축을 위한 액체수소 기반 탄소배출 저감 기술개발 기획
- 열기반의 복합에너지 저장 및 활용시스템 기술 개발
- 탄소중립도시형 생분해 플라스틱 자원화 플랜트 실증 연구 기획
- 탄소중립도시 전환을 위한 미활용 자원 및 에너지 지능형 순환 시스템 기술개발 기획사업
- 자철석 투입을 통한 페놀계 화합물 바이오가스화 개선 효과 조사
- 고농도 암모니아 포함 돈분뇨의 혐기성 소화 효율 증가를 위한 Magnetite (Fe₃O₄) 주입
- 지속 가능한 공공처리시설 관리를 위한 인공지능 기반 스마트 관리기법
- 탄소중립 실현을 위한 이산화탄소 동결포집 기술개발 기획
- Polylactic acid (PLA)의 혐기성 소화에서 미생물 군집 변화에 관한 연구
- 초임계유체를 이용한 바이오차의 발열량 개선에 관한 연구
- 음폐수 바이오가스화를 위한 자가생성막 혐기성 소화 기술
- Pilot급 폐플라스틱 연속식 열분해 시스템 개발
- 제올라이트 베타의 내재적 특성이 폴리올레핀의 저온 접촉유화에 미치는 영향
- 폐 PET 해중합용 재사용 및 재생 가능한 불균일 촉매
- 유동층 반응기에서 혼합 폐플라스틱 열분해 수율 및 특성 연구
- 전주기 재활용 단계별 협력 체계 구축을 통한 자원순환 생태계 구축
- 리사이클 PET 진위여부 분석법
- MR-PET 적용한 생수 bottle의 품질향상 기술
- mr-PET의 열적 물성분석과 가공성 예측
- 폐PS의 저에너지 사용 연속식 열분해 공정을 통한 고순도 SM(스티렌모노머) 생산 기술 개발
- 분리벽형 증류탑을 활용하여 Pyrolysis Oil로 부터 SM을 분리하는 저에너지 연속식 증류 공정 설계
- 혼합 폐플라스틱 기반 연속식 열분해유
- 폐기물을 활용한 CI 성분 제거용 흡착제 개발
- 폐플라스틱 열분해유의 모사 오일로부터 수첨반응을 통한 액체연료 및 윤활유 생산
- 열분해유의 고부가를 위한 정제 및 업그레이딩
- 폐플라스틱 열분해 부산물을 이용한 활성탄 제조 및 기공특성 분석
- 열분해유 기반 윤활기유를 활용한 윤활그리스 제조 및 특성평가
- 2D 기반의 복합(가시광선, 초분광) 인식 영상모듈 알고리즘을 이용한 5대 플라스틱 범용수지(PET・PE・PP・PS・PVC) 선별 시스템 개발
- 과열증기 이용 혼합 폐플라스틱 기반 연속식 가스화 반응로 운전특성
- 반탄화 설비 특징
- 한국형 반탄화 연료 연소로 제작 및 현장 설치 -2023년도 추계학술대회 특별세션-
- 바이오매스 재생연료화 연소보일러 부식방지를 위한 알루미나 기반 연료첨가제 활용 및 산전처리 기술개발
- 미활용 자원 기반 바이오매스 플랜트 실증 기술개발
- 바이오매스 플랜트 실시간 성능진단 및 운전분석시스템 개발
- 자철석 투입을 통한 페놀계 화합물 바이오가스화 개선 효과 조사
- 고능도 암모니아 포함 돈분뇨의 혐기성 소화 효율 증가를 위한 Magnetite (Fe₃O₄) 주입
- Polylactic acid 의 협기성 소화에서 미생물 군집변화에관한연구
- Effect of inorganic coagulant injection on methane production and microbial community changes in food wastewater biogasification
- 유동층 반응기에서 혼합 폐클라스틱 열분해 수율 및 특성 연구
- 국내 미활용 바이오매스의 연료화를 위한 화학적 특성 및 다변량 분석
- 폐 PET 해중합 반응을 위한 재사용 및 재생이 가능한 Mn 치환 MgAI₂O₄ 스피넬 촉매
- 열분해유 가스화를 통한 수소 생산 공정해석
- 식품공장 전력 사용량 예측 GUI 프로그램 개발
- Facile Utilization of Carbon Dioxide for the Esterification of Potassium Lactate to Butyl Lactate
- 초임계유체를 이용한 바이오차의 발열량 개선에 관한 연구
- Pilot급 폐플라스틱 연속식 열분해시스템 개발
- Reusable and regenerable heterogeneous catalysts for glycolysis of waste PET
- PET 분해 산화물의 탈산소 업그레이딩 기술
- Depolymerization of Poly(ethylene terephthalate) using Ionic Polymer as an Efficient and Recoverable Catalyst
- Hydrogen production by methane pyrolysis using a rotating arc discharge plasma
- 플라즈마 버너를 이용한 열중립 바이오가스 개질 연구
- 버섯폐배지를 통해 생산한 Biochar의 열분해 특성 비교
- 2D기반의 복합 (가시광선, 초분광) 인식 영상모듈 알고리즘을 이용한 5대 플라스틱 범용수지 (PET · PE · PP · PS · PVC) 선별 시스템 개발
- Nickel-Tin Nanoalloy supported ZnO Catalysts from Mixed-Metal Zeolitic Imidazolate Frameworks for Selective Conversion of Glycerol to 1,2-Propanediol
- 인도네시아 EFB 바이오차 비즈니스 모델 연구
- 폐자원에너지 종류별 에너지 전환율에 따른 지원방안 마련 연구
- 170°C 이하 사용가능 초저온 탈질촉매와 적용사례 -모든 연소시설(소각,고형연료,시멘트공장) 적용가능 기술-
- 물리적 처리 재활용 PET 원료의 인위적 오염시험 실증
- 식품가공 공장에서의 FEMS 개발 및 에너지 절감 실증
- 염제거 효율 상승을 위한 유동해석 주요인자 분석
- 건설 자재용 Steel Wire 대체용 Low Creep성 UHMWPE 섬유 제조 기술 및 특성 분석 연구
- 전류효율 향상을 위한 습식 도금공정용 양극 제조 및 특성 분석
- 시험소간 성능 검증을 위한 벽면 속도 보상 10회선 초음파 유량계 개발
- 사이클론 배출수 재순환에 따른 내부 유동 변화
- 유기성 폐수처리를 위한 역삼투막의 바이오파울링 세정에 관한 연구
- 복합발전 증기온도 상향운전으로 에너지 효율 향상에 대한 연구
- 고발열 의료폐기물 소각로 연소안정화 방안
- LNG 발전배가스 농축 CO₂를 이용한 액화 실증기술의 개발
- 바이오오일 생산을 위한 PFR 반응기에서 미세조류의 수열액화반응에 대한 수치해석
- Merging biomass and CO₂ utilization; process design and assessment on simultaneous production of lactic acid and formic acid from glycerol and CO₂
- 상용차 적용을 위한 CO₂ 포집 시스템의 포집 방법에 따른 에너지 및 엑서지 분석
- 폐플라스틱 재활용을 위한 유동층 반응기에서의 열분해유 생성
- 소성패각을 이용한 고순도 탄산칼슘 생산 공정 개발
- 탈황설비 설계모델 해석기반 열-구조 최적화
- 탈황설비 설계개선을 통한 탈황설비 성능평가
- 폐간수에서 침전법을 이용한 Mg 회수
- 혼합 의료폐기물의 온도 시간 조건에 따른 멸균 효율
- 열정산법에 따른 생활폐기물 소각시설의 물질수지 분석 및 저위발열량 산정식 도출 연구
- 감압진공건조를 통한 고수분 함량 유기성폐기물의 건조 특성
- 바이오수소 생산 최적화를 위한 실증플랜트 운영 현황
- LNG 열병합 발전 배가스 대상 이산화탄소 액화 기술 개발
- 스팀 누출 예지보전 기술 개발을 위한 CNN 예측분류 모델
- 폐플라스틱 열분해시설 에너지회수효율 산정을 위한 방열손실 산정 연구
- Fe/Co 비율 제어를 통한 P형 Nd-Fe-Co-Sb계 Skutterudite 소재의 열전특성 향상
- CO₂ 포집과 직접 메탄화를 위한 촉매-흡착제 연구
- 국내 · 외 생활폐기물 소각시설의 발전용 증기 터빈 효율 비교
- 캠핑용 EPA급 펠렛난로 형상에 따른 전산유동해석 비교 연구
- 전산유체역학을 활용한 킬른 회전 방향에 따른 염소 By-pass 위치 선정에 관한 연구
- 사업장폐기물 소각시설의 열손실 보정계수에 따른 저위발열량 산정
- 캄보디아 바가스(Bagasse)를 이용한 바이오차 공정 개념 설계 및 재무분석 연구
- 단위 공정별 웹 기반 공장 에너지 관리 시스템 개발에 관한 연구
- 폐플라스틱 열분해시설의 공정 및 배출가스 성상분석 연구
- 공장 에너지 소비 구조 분석 모델에 관한 연구
- 운전인자 조절에 따른 박막강하형 농축기 처리수 효율 비교
- 사이클론 desander의 inner-inlet 형상 변화에 의한 입자 제거 효율 변화 분석
- 연속식 폐플라스틱 열분해 공정 기술 개발
- 동남아시아 미활용 바이오매스 기반 비즈니스 모델 개발 연구
- 미활용 바이오매스 고형연료화 공정 개념 설계 및 경제성평가 연구
- 공기압을 이용한 오수이송시스템 효율 개선에 관한 연구
- 지역분산형 VUP(Virtual Utility Plant) 네트워크 시스템 연구
- PET 분해 산화물의 탈산소 업그레이딩 기술
- 액상 유기들의 플라즈마 전환을 통한 C2 화합물 생산
- 회전 아크 방전 플라즈마를 이용한 메탄의 열분해 및 수소 생산
- 플라즈마 버너를 활용한 바이오가스 개질
- 수첨처리 및 수첨분해를 통한 폐플라스틱 열분해유의 NCC 공정 원료 활용 기술 개발
- Pilot급 폐플라스틱 연속식 열분해 시스템 개발
- 과열증기 이용 혼합 폐플라스틱 기반 연속식 가스화 반응로 운전특성
- 혼합 폐플라스틱 기반 연속식 열분해유
- 고순도 수소 생산을 위한 폐플라스틱 가스화의 수치적 모델링
- 생활계 폐비닐 및 폐플라스틱 열분해 특성 연구
- 에너지 회수효율 검 · 인증 제도: 사례 중심으로
- Highly active and stable Ru-(OH)-based catalysts supported on Ni-manganite for the base-free aerobic oxidation o 5 -hydroxymethyl furfural to 2,5-furandicarboxylic acid in a noble water organic solvent system
- 수집 데이터 기반 오류 감지 시스템 개발
- 회수 가능한 고분자전해질 촉매를 이용한 폴리에틸렌테레프탈레이트의 해중합
- 유로 형상에 따른 냉각성능 연구
참고문헌
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