무기성 상전이 물질의 활성탄 세공 내 담지 기술 개발

백소영; 야사만 가파리; 배지열; 김광수

추천

검색

질문

자료유형: 학술저널

저자정보: 백소영 (한국건설기술연구원) 야사만 가파리 (과학기술연합대학원대학교) 배지열 (한국건설기술연구원) 김광수 (한국건설기술연구원)

저널정보: 대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제43권 제12호

발행연도: 2021.12

수록면: 709 - 718 (10page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

이 논문의 연구 히스토리 (2)

2022

미량오염물질 제거를 위한 Fe함침 활성탄 (Fe-PAC) 합성과 UV를 이용한 활성탄 재생 연구

백소영 , 배지열 , 김은지 외 3명 대한환경공학회 학술발표논문집 2022.11 학술대회자료

2021

무기성 상전이 물질의 활성탄 세공 내 담지 기술 개발

백소영 , 야사만 가파리 , 배지열 외 1명 대한환경공학회지 2021.12 학술저널

이 논문의 후속연구가 궁금하신가요?
연관 학술논문 또는 학술발표를 통해 보다 발전된 연구결과를 확인하실 수 있습니다.
이 논문의 연구 히스토리 확인하기

초록· 키워드

오류제보하기

목적: 최근 에너지 관련 연구는 대체에너지 개발에서 나아가, 생산된 에너지의 효율적 관리 기술 개발로 변화하고 있다. 이에 대해 에너지 저장 및 방출 기능을 가진 상전이 물질을 에너지 매체로 사용하는 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 본 연구에서는 활성탄을 상전이 물질의 충진매체로 사용하여 보다 효율적인 열저장매체를 개발하고자 하며 동시에 활성탄 세공 내에 상전이 물질을 효율적으로 충진시키는 방법을 개발하고자 한다.
방법: 본 실험에 사용한 활성탄은 목탄계 분말 활성탄(250-350 mesh)과 입상활성탄을 이용하였으며 실험에 사용한 무기성 상전이 물질로는 Manganese nitrate hexahydrate을 사용하였다. 상전이 물질의 세공내 충진 방법은 가압방식과 희석방식을 이용하였으며 개발 소재의 열 흡수/방출 능력은 10-50℃ 범위 내의 온도에서 관찰하였다.
결과 및 토의: 가압식 및 희석식 충진 방법에 따른 상전이 물질의 활성탄 충진 여부는 SEM, TEM-EDX 및 bulk density 분석을 통해 확인하였다. 가압식 방법으로 상전이 물질을 충진 하였을 경우 Manganese nitrate hexahydrate의 물질 특성이 그대로 반영되어 각각의 상전이 온도에서 열의 흡수와 방출이 발생되어 온도변화가 지연되는 구간을 보였다. 희석 방식을 이용한 상전이 물질 충진연구에서 최적 용매 선정 실험결과 에탄올을 용매로 사용하였을 경우 상전이 물질 담지 후에도 열 흡수/방출이 뚜렷하게 관찰되었다. 최적 희석 배율 선정 실험을 통해 부유하는 활성탄이 가장 최소량에 되게 하면서 에탄올의 비율이 낮은 희석 비(1:1)를 도출하였다. 용매 제거 실험결과 85℃ 온도에서 기화하여 에탄올을 제거하였을 때의 조건이 최적으로 나타났으며, 온도변화에 따른 열 흡수/방출 특성을 평가한 결과 열 흡수/방출 현상이 관찰됨을 확인하였다.
결론: 1) 가압방식 및 희석방식 모두 무기성 상전이 물질이 활성탄 내부에 고정시킬 수 있는 상전이 충진 방식이며 담지 이후에도 열 흡수/방출 특성이 유지된다.
2) 희석방식 사용 시, 에탄올이 용매로써 적합하며 최적 희석비율은 1:1임을 확인하였다.
3) 희석용매 제거 방법에 있어 기화방식이 가장 적합함을 확인하였다.

Objectives : Recently, energy-related research has shifted from developing alternative energy to the efficient management technology of the produced energy. As an alternative, research on phase change materials (PCMs) capable of absorbing and releasing heat as an energy medium has been conducted. This study developed a more efficient heat storage medium using activated carbon as a medium for the phase change material. At the same time, we developed a method for efficiently impregnating the phase change material into the activated carbon pores.
Methods : The activated carbon used in this experiment was charcoal powder activated carbon (250-350 mesh) and granular activated carbon. The inorganic phase change materials used in the experiment was manganese nitrate hexahydrate. The method for impregnating the phase change material was pressurization method and dilution method. The heat absorption / emission capacity of the developed material was examined within the range of 10℃ to 50℃.
Results and Discussion : The Scanning electron microscope (SEM) and Transmission electron microscopy energy-dispersive X-ray spectroscopy (TEM-EDX) analysis showed that the phase change material was filled in the pore of activated carbon. When the phase change material is filled by the pressurized method, the material properties of manganese nitrate hexahydrate are reflected, resulting in absorption and release of heat at each phase change temperature. As a result of experiments for the selection of the optimum solvent in the phase change material filling study using the dilution method, when ethanol was used as the solvent, the heat absorption was clearly observed even after the phase change material was loaded. As a result of selecting the optimal dilution ratio, the ratio of ethanol was determined to be 1:1 as the dilution ratio with the lowest amount of floating activated carbon. The optimal solvent removal method experimental results show that the heat absorption/release section occurred when the ethanol was removed by evaporation at 85℃ temperature.
Conclusions : 1) Both the pressurization method and the dilution method are filling methods in which inorganic phase change materials can be immobilized inside activated carbon, and heat absorption and release characteristics are maintained even after loading.
2) The heat absorption release was maintained for ethanol and the optimal dilution ratio was 1:1.
3) In case of the dilute solvent removal method, the heat absorption/release capacity was maintained when the solvent was removed using only the vaporization method.

#Phase change material(PCM) #Pore impregnation #Heat absorption/release #Activated carbon pores #상전이 물질 #세공 충진 기술 #열 흡수/방출 소재 #활성탄 세공

참고문헌 (28)

참고문헌 신청

K. Faraj, M. Khaled, J. Faraj, F. Hachem, C. Castelain, Phase change material thermal energy storage systems for cooling applications in buildings: A review, Renew. Sust. Energ. Rev., 119, 109579(2020).

S. F. Li, Z. Liu, X.-J. Wang, A comprehensive review on positive cold energy storage technologies and applications in air conditioning with phase change materials, Appl. Energy, 255, 113667(2019).

F. Keller, R. P. Lee, B. Meyer, Life cycle assessment of global warming potential, resource depletion and acidification potential of fossil, renewable and secondary feedstock for olefin production in Germany, J. Clean. Prod., 250, 119484(2020).

L. Kumar, M. Hasanuzzaman, N. A. Rahim, Global advancement of solar thermal energy technologies for industrial process heat and its future prospects: A review, Energy Convert. Manag., 195, 885-908(2019).

T. Simla, W. Stanek, Reducing the impact of wind farms on the electric power system by the use of energy storage. Renewable Energy, 145, 772-782(2020).

이 논문의 저자 정보

Soyoung Baek

소속기관 한국건설기술연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 TOP 5% 의약학 > 기초의학 > 예방의학·직업환경의학

논문수 14 이용수 1,204

Yasaman Ghaffari

소속기관 한국건설기술연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학

논문수 3 이용수 67

Jiyeol Bae

소속기관 한국건설기술연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 TOP 10% 공학 > 재료·에너지공학 > 기타 재료·에너지공학

논문수 16 이용수 1,000

Kwangsoo Kim

소속기관 한국건설기술연구원

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 TOP 5% 공학 > 기계공학 > 기계공학 일반

논문수 87 이용수 4,269

최근 본 자료

전체보기

UCI(KEPA) : I410-ECN-0101-2022-539-000124574

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

이 논문의 연구 히스토리 (2)

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (28)

이 논문의 저자 정보

최근 본 자료

댓글(0)