$\require{mediawiki-texvc}$

연합인증

연합인증 가입 기관의 연구자들은 소속기관의 인증정보(ID와 암호)를 이용해 다른 대학, 연구기관, 서비스 공급자의 다양한 온라인 자원과 연구 데이터를 이용할 수 있습니다.

이는 여행자가 자국에서 발행 받은 여권으로 세계 각국을 자유롭게 여행할 수 있는 것과 같습니다.

연합인증으로 이용이 가능한 서비스는 NTIS, DataON, Edison, Kafe, Webinar 등이 있습니다.

한번의 인증절차만으로 연합인증 가입 서비스에 추가 로그인 없이 이용이 가능합니다.

다만, 연합인증을 위해서는 최초 1회만 인증 절차가 필요합니다. (회원이 아닐 경우 회원 가입이 필요합니다.)

연합인증 절차는 다음과 같습니다.

최초이용시에는
ScienceON에 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 로그인 (본인 확인 또는 회원가입) → 서비스 이용

그 이후에는
ScienceON 로그인 → 연합인증 서비스 접속 → 서비스 이용

연합인증을 활용하시면 KISTI가 제공하는 다양한 서비스를 편리하게 이용하실 수 있습니다.

고리형 아민과 이산화탄소의 반응에서 온도와 흡수능이 반응열에 미치는 영향
Effect on the Heat of Reaction to Temperature and Absorption Capacity in the Reaction of Cyclic Amines with Carbon Dioxide 원문보기

한국수소 및 신에너지학회 논문집 = Transactions of the Korean Hydrogen and New Energy Society, v.29 no.5, 2018년, pp.530 - 537  

최정호 (한국에너지기술연구원) ,  장종탁 (한국에너지기술연구원) ,  윤성희 (한국에너지기술연구원) ,  조원희 (한국에너지기술연구원) ,  정진영 (한국에너지기술연구원) ,  윤여일 (한국에너지기술연구원)

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

The effect of temperature and absorption capacity on heat of reaction, which is one of the characteristic studies of $CO_2$ absorption, were investigated in a differential reaction calorimeter (DRC) by using piperazine (PZ) and 2-methylpiperazine (2-MPZ). For all absorbents, $CO_2$

주제어

#반응열   #피페라진   #이산화탄소   #기후 변화   #$CO_2$ 흡수능  

표/그림 (13)

AI 본문요약
AI-Helper 아이콘 AI-Helper

* AI 자동 식별 결과로 적합하지 않은 문장이 있을 수 있으니, 이용에 유의하시기 바랍니다.

문제 정의

  • 성능 평가 위주가 아닌 흡수제와 반응열의 상관관계를 파악하는 것은 흡수제의 개발 방향을 선택할 수 있는 중요한 척도가 된다. 따라서 본 연구에서는 고리형 아민 흡수제들의 흡수능과 반응열을 측정하였고, 이들 간의 상관관계를 조사하였다. 또한, 반응열에 따른 흡수제와 이산화탄소의 거동을 확인하여 흡수제 연구를 위한 기틀을 마련하고자 하였다.
  • 따라서 본 연구에서는 고리형 아민 흡수제들의 흡수능과 반응열을 측정하였고, 이들 간의 상관관계를 조사하였다. 또한, 반응열에 따른 흡수제와 이산화탄소의 거동을 확인하여 흡수제 연구를 위한 기틀을 마련하고자 하였다.
  • 성능 평가 위주가 아닌 흡수제와 반응열의 상관관계를 파악하는 것은 흡수제의 개발 방향을 선택할 수 있는 중요한 척도가 된다. 따라서 본 연구에서는 고리형 아민 흡수제들의 흡수능과 반응열을 측정하였고, 이들 간의 상관관계를 조사하였다. 또한, 반응열에 따른 흡수제와 이산화탄소의 거동을 확인하여 흡수제 연구를 위한 기틀을 마련하고자 하였다.

가설 설정

  • 온도와 흡수능의 상관관계에서 반응온도가 증가함에 따라 PZ와 2-MPZ의 흡수능이 일정하게 감소한 것과는 반대로, 반응열에서는 온도가 증가함에 따라 반응열이 일정하게 증가하였다. PZ의 반응열은 온도가 증가함에 따라 2-MPZ보다 서서히 증가하였는데, 이는 반응열이 CO2 흡수능에 의존하기 때문이다. 이산화탄소와 흡수제 사이의 반응열(ΔH)은 식 (6)과 같이 이산산화탄소와 흡수제 사이에서 발열된 열량(Qexo)을 CO2의 몰 수(mol CO2)로 나누어 계산한다.
본문요약 정보가 도움이 되었나요?

질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
고리형 아민이 흡수제로 검토되는 이유는 무엇인가? 연소 후 CO2 포집공정에서 일반적으로 사용되는흡수제는 monoethanolamine (MEA)이지만, 이는 높은 재생에너지, 흡수제의 열화, 장치의 부식 등 단점이 있다7,8). 따라서, diethanolamine (DEA)와 N-methyldiethanolamine (MDEA)과 같은 흡수제들이 고려되었으나, 이들 또한 반응속도가 느린 단점을 가진다9,10). 이러한 단점을 극복하고자 빠른 반응속도, 높은 CO2 흡수능, 낮은 흡수제의 변성을 가지는 piperazine (PZ)나 2-methylpiperazine (2MPZ)와 같은 고리형 아민이 검토되었다11,12).
재생에너지란 무엇인가? 연소 후 포집 공정에서 흡수제의 재생에너지는 전체 CCS 비용의 약 70%를 차지하는 핵심 요소 중 하나이므로, 흡수제를 연구하기 위해서는 재생에너지를 필수적으로 고려해야 한다. 재생에너지는 흡수된 이산화탄소를 다시 탈거시키는데 소모되는 에너지로써, 현열・잠열・탈거열과 같은 3가지의 에너지의 합으로 표현할 수 있다. 이 중 탈거열은 총 재생에너지에서 약 40-50%를 차지하므로 가장 우선적으로 고려되어야 할 부분이다13).
연소 후 포집 기술의 단점은 무엇인가? CCS 기술은 크게 순산소 연소, 연소 전 포집, 연소 후 포집으로 나뉘는데, 이 중에서 연소 후 포집기술은 가장 오랜 노하우를 바탕으로 상용화에 근접한 기술이다5). 하지만 연소 후 포집 기술(100 US＄ per tonne CO2)은 지열발전(-25 US＄ per tonne CO2), 수력발전(-20 US＄ per tonne CO2), 원자력(35 US＄per tonne CO2) 등의 기술들에 비하여 더 높은 이산화탄소 처리 비용이 요구된다6). 따라서 많은 연구자들은 CO2 ton 당 소요되는 금액을 감소시키기 위하여 효율적인 공정개발 및 이산화탄소 포집 흡수제를 연구하고 있으며, 포집된 이산화탄소를 이용한 고부가가치 물질 생산을 시도하고 있다.
질의응답 정보가 도움이 되었나요?

참고문헌 (15)

  1. Contribution of working group I,II and III, "Climate Change 2014 Synthesis Report", Intergovernmmental Panel on Climate Change, Switzerland, 2014, pp. 1-151. 

  2. P. Friedlingstein, P. M. Andrew, J. Rogelj, G. P. Peters, J. G. Canadell, R. Knutti, G. Luderer, M. R. Raupach, M. Schaeffer, D. P. van Vuuren, and C. Le Quere, "Persistent growth of $CO_2$ emissions and implications for reaching climate targets", Nature Geoscience, Vol. 7, 2014, pp. 709-715. 

    상세보기 crossref

  3. United Nations, "Paris agreement", United Nations, Paris, 2015, pp. 1-27. 

  4. Ministry of Environment, "2030 Greenhouse Gas Reduction Roadmap", Korea, 2018, pp. 1-24. 

  5. R. M. Cuellar-Franca and A. Azapagic, "Carbon capture, storage and utilisation technologies: A critical analysis and comparison of their life environmental impacts", Journal of $CO_2$ Utilization, Vol. 9, 2015, pp. 82-102. 

    상세보기 crossref

  6. T, Naucler and P. A. Enkvlst, "Pathways to a low-carbon economy", Mckinsey & Company, 2009, pp. 1-190. 

  7. J. G. Shim, Y. H. Jhon, J. H. Kim, J. H. Lee, I. Y. Lee, K. R. Jang, and J. Kim, "Calculated accessibilities and nucleophilicities of linear and cyclic amines for carbon dioxide absorption reactions", Bulletin Korean Chemical Society, Vol. 32, 2011, pp. 2813-2816. 

    원문보기 상세보기 crossref

  8. A. Muhammad, M. I .A. Mutalib, T. Murugesan, and A. Shafeeq, "Thermophysical properties of aqueous piperazine and aqueous (N-Methyldiethanolamine+Piperazine) solutions at temperatures (298.15 to 338.15) K", Journal of Chemical & Engineering Data, Vol. 54, 2009, pp. 2317-2321. 

    상세보기 crossref

  9. A. Veawab, P. Tontiwachwuthikul, A. Aroonwilas, and A. Chakma, "Performance and cost analysis for $CO_2$ capture from flue gas streams: absorption and regeneration aspects", Greenhouse Gas Control Technol., Vol. 1, 2003, pp. 127-132. 

  10. C. Alie, L. Backham, E. Croiset, and P. L. Douglas, "Simulation of $CO_2$ capture using MEA scrubbing: a flowsheet decomposition method", Energy Conversion and Management, Vol. 46, 2005, pp. 475-487. 

    상세보기 crossref

  11. K. Robinson, A. McCluskey, and M. I. Attalla, "An ATR-FTIR study on the effect of molecular structural variations on the $CO_2$ absorption characteristics of heterocyclic amines, Part II", Chem. Phys. Chem., Vol. 13, 2012, pp. 2331-2341. 

    상세보기 crossref

  12. K. Robinson, A. McCluskey, and M. I. Attalla, "The effect molecular structural variations has on the $CO_2$ absorption characteristics of heterocyclic amines", American Chemical Society, 2012, Chapter 1, pp. 1-27. 

  13. K. K. Li, A. Cousins, H. Yu, P. Feron, M. Tade, W. Luo, and J. Chen, "Systematic study of aqueous monoethanolamine-based $CO_2$ capture process: model development and process improvement", Energy Science & Engineering, Vol. 4, No. 1, 2016, pp. 23-39. 

    상세보기

  14. J. H. Choi, S. H. Yun, Y. E. Kim, Y. I. Yoon, and S. C. Nam, "The Effect of Functional Group Position of the Piperidine Derivatives on the $CO_2$ Absorption Characteristics in the ( $H_2O$ -Piperidine- $CO_2$ ) System", Korean Chem. Eng. Res., Vol. 53, No. 1. 2015, pp. 57-63. 

    원문보기 상세보기 crossref

  15. I. Kim and H. F. Svendsen, "Heat of Absorption of Carbon Dioxide ( $CO_2$ ) in Monoethanolamine (MEA) and 2-(Aminoethyl)ethanolamine (AEEA) Solutions", Ind. Eng. Chem. Res., Vol. 46, No. 17, 2007, pp. 5803-5809. 

    상세보기 crossref

저자의 다른 논문 :

LOADING...

관련 콘텐츠

오픈액세스(OA) 유형

FREE

Free Access. 출판사/학술단체 등이 허락한 무료 공개 사이트를 통해 자유로운 이용이 가능한 논문

이 논문과 함께 이용한 콘텐츠

저작권 관리 안내
섹션별 컨텐츠 바로가기

AI-Helper ※ AI-Helper는 오픈소스 모델을 사용합니다.

AI-Helper 아이콘
AI-Helper
안녕하세요, AI-Helper입니다. 좌측 "선택된 텍스트"에서 텍스트를 선택하여 요약, 번역, 용어설명을 실행하세요.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.

선택된 텍스트

맨위로