[논문]마이크로모델 실험 기반 계면활성제를 활용한 이산화탄소 주입효율 향상

강석구; 정종원

doi:10.14481/jkges.2022.23.12.55

마이크로모델 실험 기반 계면활성제를 활용한 이산화탄소 주입효율 향상
Increase of CO2 Injection Ratio Using Surfactants Based on the Micromodel Experiment 원문보기

한국지반환경공학회논문집 = Journal of the Korean Geoenvironmental Society, v.23 no.12, 2022년, pp.55 - 61

강석구 (Department of Civil Engineering, Chungbuk National University) , 정종원 (Department of Civil Engineering, Chungbuk National University)

초록
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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.

Abstract ▼ AI-Helper

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.

주제어

표/그림 (15)

그림 Fig. 1. Annual CO₂ emission of world (united nations environment programme, 2021)
그림 Fig. 2. Schematic of geological carbon storage (Gim et al., 2013)
표 Table 1. Comparison of main effects of global temperature rise 1.5°C vs 2°C (IPCC, 2018)
그림 Fig. 3. Surface tension of a surfactant soltion with increasing concentration, formation of micelles (Houbraken, 2018)
그림 Fig. 4. Surfactant classification on ionic characteristic
표 Table 2. Advantage and mechanism on surfactans ionic characteristic (Negin et al., 2017)
표 Table 3. Physical and chemical properties of surfactant
그림 Fig. 5. Molecular structure of surfactant use in this study
그림 Fig. 6. Experiment set up of micromodel system
그림 Fig. 7. Procedure of image processing using image j (a) image of saturated with solution (b) CO2 injected image (c) abstract difference between (a) and (b) image (d) adjusting contrast of abstracted image (e) apply bandpass filters (f) apply threshold (g) apply binary and calculate ratio of black or white area
표 Table 4. Experiment condition of CO₂ injection flow rate
그림 Fig. 8. Image of CO₂ injection (flow rate: 0.01mL/min) on surfactant type and concentration (a) SDS (b) SDBS (C) Water
그림 Fig. 9. Displacement ratio on surfactant type and concentration (flow rate : 0.01mL/min)
그림 Fig. 10. Displacement ratio on surfactant type
표 Table 5. The change of displacement ratio on different flow rate

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표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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