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박선용 ( Sunyong Park ),김석준 ( Seok Jun Kim ),오광철 ( Kwang Cheol Oh ),김하은 ( Ha Eun Kim ),김선엽 ( Seon Yeop Kim ),조라훈,전영광 ( Youngkwang Jeon ),김대현 ( Daehyun Kim ),( Chunggeon Lee ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
온실가스 감소를 위한 대체 연료로서 다양한 바이오매스에 대한 관심이 증가되고 있다. 커피박은 높은 발열량과 높은 생산량에 이점을 가지고 있다. 그러나, 수집의 어려움, 석탄과의 비교 시 낮은 연료비 등의 단점으로 이용에 제한이 있다. 이러한 커피박을 반탄화 공정을 통해 연료품질의 변화를 확인하고자 하였다. 반탄화 공정은 230-310℃에서 1시간 진행되었다. 질량수율의 경우 47.16 - 89.81%로 나타났으며, 발열량은 22.01 - 29.39MJ/kg만큼 변화하는 것이 나타났다. 이에 따라 에너지수율은 62.97 - 90.67%로 나타났다. 이전이 반탄화 연구와 같이 공정온도가 증가함에 따라, 탄소는 48.11-68.03%로 증가하였으며, 수소와 산소는 각각 53.79%, 49.20% 수준으로 감소하는 것이 나타났다. TG-MS를 통해 공정 중 발생하는 휘발분들에 대한 분석을 진행하였다. 이를 바탕으로 반탄화 공정 시 최적 커피박 공정 온도를 제시하고자 한다.
구조성분을 이용한 농업부산물 반탄화 공정 시 질량 감소 모델 개발
박선용 ( Sunyong Park ),김석준 ( Seok Jun Kim ),오광철 ( Kwang Cheol Oh ),김하은 ( Ha Eun Kim ),김선엽 ( Seon Yeop Kim ),조라훈 ( Lahoon Cho ),전영광 ( Youngkwang Jeon ),김대현 ( Daehyun Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
온실가스 감소를 위한 대체 연료로서 농업부산물에 대한 관심이 증가되고 있다. 이에 따라 농업부산물을 고형연료로 이용하려는 연구가 진행되고 있다. 그 중 반탄화 공정은 다른 열화학적 공정과 달리 고형연료 생산에 초점이 맞춰져 있어 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, 농업부산물의 경우, 목재와 달리 열분해성이 높아 반탄화 공정에 있어 세심한 관리가 요구된다. 이에 본 연구에서는 농업부산물의 구조 성분인 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌을 기반으로 반탄화 공정 시 질량 감소 모델을 제시하고자 한다. 시뮬레이션을 통해 농업부산물의 열처리 시 셀룰로오스, 헤미셀룰로오스, 리그닌의 함량 변화를 확인하였다. 실제 반탄화 공정 결과와 비교하여 질량변화를 확인하였다. 이를 통해 최적 반탄화 공정 조건을 예측할 수 있을 것으로 판단된다.
반탄화를 통한 고형 바이오 연료로서 대나무 칩의 연료 특성 확인
김선엽 ( Seonyeop Kim ),김하은 ( Haeun Kim ),남서연 ( Seoyeon Nam ),박선용 ( Sunyong Park ),김석준 ( Seokjun Kim ),오광철 ( Kwangcheol Oh ),조라훈 ( Lahoon Cho ),전영광 ( Youngkwang Jeon ),김대현 ( Daehyun Kim ) 한국농업기계학회 2023 한국농업기계학회 학술발표논문집 Vol.28 No.2
지구온난화로 인해 이상기후 발생이 증가하고 있어 환경오염에 대한 우려가 높아지고 있다. 신재생에너지 에너지 의무화제도로 인해 목재펠릿에 수요가 급증했다. 하지만 국내 우드펠릿 자급률은 15.9%에 불과하다. 산림청은 대나무를 제조 원료로 포함하도록 목재펠릿 품질 기준을 개정한다고 발표했다. 하지만 대나무의 발열량은 화석연료 대비 낮다. 따라서 본 연구는 반탄화 공정을 통해 활용도가 낮은 대나무의 연료 품질을 향상시킨다. 경상남도 합천군의 업체에서 구입한 대나무칩을 230℃에서 310℃까지 다양한 온도에서 1시간 동안 반탄화 하였다. 반탄화 된 시료로 질량수율을 측정하였을 때, 32.37%에서 76.74% 범위였으며 발열량은 19.50MJ/kg~28.68MJ/kg으로 다양했다. 또한 원소 분석결과, 반탄화 공정 온도가 높을수록 탄소의 비율은 43.93%-74.14%로 증가하고 수소와 산소의 비율은 각각 46.87-22.35%, 8.06-5.33%로 낮아졌다. 반탄화를 위한 최적 조건의 온도는 270℃인 것으로 나타났다. 결론적으로 반탄화 공정을 거친 대나무는 고형연료로서 이용가능성이 높다고 판단된다.
Kim, Yang-Hee,Kim, Min-Saeng,Kim, Kwang-Su,Ahn, Sung-Hoon,Lee, Caroline Sunyong Elsevier 2011 Current Applied Physics Vol.11 No.1
<P><B>Abstract</B></P><P>A novel method was applied for the deposition of TiO<SUB>2</SUB> powders using Nano-Particle Deposition System (NPDS) for a dye-sensitized solar cell (DSSC). NPDS is a method used to deposit ceramic and metallic powders on substrates at room temperature by accelerating particles to subsonic speeds. In this study, TiO<SUB>2</SUB> powders were directly sprayed on transparent conductive oxide (TCO) glass at room temperature. TiO<SUB>2</SUB> powder deposition resolved problems common to conventional pastes of TiO<SUB>2</SUB> powders, such as crack formation and poor adhesion on substrates. Using this dry-coating method, the maximum light-conversion efficiency of the fabricated cell was 2.86% with a photocurrent density of 7.72 mA cm<SUP>−2</SUP>. The cell efficiency improved when the sealing-sheet thickness was 25 μm because the amount of electrolyte in the cell was optimized to prevent unnecessary recombination of electrons and holes. Therefore, sealing-sheet thickness is crucial in maximizing photovoltaic efficiency. Overall, this study proved that dry-coating of TiO<SUB>2</SUB> is possible for DSSC, and this method can also be applied on flexible substrates.</P>