Gas Hydrate2007. 10. 04서론에너지 수요 증가 대부분의 에너지 자원을 해외에 의존 최근 새로운 에너지로 부각되고 있는 가스 하이드레이트 부존을 확인하고 개발, 생산하여 국내 에너지 자급률을 높이는 것이 중요.가스 하이드레이트의 개요가스 하이드레이트란? 기온이 낮고 압력이 높은 상태에서 저분자량의 가스나 액체가 물과 구조적 엉킴과 유사한 물리적 결합에 의해 고체 상태의 결정으로 존재하는 화합물가스 하이드레이트의 개요수소결합에 의해 3차원의 격자구조를 형성하는 물을 주체(host)라고 하며 이렇게 형성된 동공에 포집되는 가스나 액체를 객체(guest)라고 함 객체의 종류- 메탄, 에탄, 프로판과 같은 천연가스 성분과 질소, 산소, 이산화탄소와 같은 대기성분, 프레온 VOC, 에스테르, 아민 등가스 하이드레이트의 개요가스 하이드레이트 생성 - 고압과 저온의 조건에서 물분자간의 수소결합으로 형성되는 3차원의 격자구조에 동공(cavity)이라는 빈 공간이 생기고 이 동공에 메탄, 에탄, 등의 저분자량 가스 분자가 물리적으로 결합하여 생성가스 하이드레이트의 개요고상의 하이드레이트는 열역학적으로 안정된 결정체 하이드레이트로 존재하기 위한 최소 한의 온도, 압력조건이 충족되면 고상 으로 항구적인 존재가 가능. 만약 이러한 존재가능 조건이 파괴되 면 고상의 하이드레이트는 해리과정을 통해 본래의 물과 가스상태로 되돌아감.가스 하이드레이트의 개요가스 하이드레이트의 효율 1cc의 메탄 하이드레이트는 상온, 상압에서 172cc의 메탄가스와 0.8cc의 물로 해리됨. 이는 미량의 물을 첨가하고 가압하면 부피비로 계산하여 170배의 메탄을 저장할 수 있다는 것을 의미가스 하이드레이트의 특성하이드레이트는 물리적으로 얽힌 구조의 물질이기 때문에 화학결합을 위한 별도의 에너지가 필요하지 않다. 2. 온도와 압력의 변화에 대단히 민감하게 반응 가스 하이드레이트에 포획되는 가스의 양은 성분, 온도 및 압력에 영향을 받음 얼음과 같이 안정하게 존재할 수 있는 온도와 압력조건을 벗어나면 쉽게 해리됨가스 하이드레이트의 특성3. 부존된 지층에 대한 지질 온도계와 압력계로 사용될 수 있음 천연가스 하이드레이트 안정영역 (natural gas hydrate stability zone : GHSZ) : 하이드레이트가 생성된 후 해리되지 않고 고체상으로 안정하게 존재할 수 있는 영역 GHSZ보다 깊은 심도에서는 천연가스 하이드레이트가 해리되어 가스와 물 상태로 존재 천연가스 하이드레이트가 생성되고 고체 상태로 안정하게 존재하기 위해 서는 고압, 저온의 조건과 함께 충분한 양의 가스가 공급되고 집적되어야 함.가스 하이드레이트의 특성4. 입방체의 결정구조를 가짐 수소결합으로 이루어진 물 분자에 의하여 형성된 다면체의 공동으로 이루어짐 5. 경도는 얼음과 비교하여 2배정도 밀도는 하이드레이트 격자 내의 메탄의 포화도에 따라 달라짐 - 동일한 온도 하에서는 압력이 증 가함에 따라 하이드레이트의 밀도 또한 증가한다고 알려짐가스 하이드레이트의 특성바다 밑 펄속에 얼음덩어리처럼 묻힌 가스 하이드레이트펄 제거후의 가스 하이드레이트 덩어리고체 연료처럼 불이 붙은 가스 하이드레이트가스 하이드레이트의 중요성에너지원 측면 막대한 매장량 - 가스 하이드레이트에 포획된 메탄의 추정 매장량은 10,000기가톤으로 화석에너지에 포함된 메탄 양의 약 2배라고 함 청정한 에너지 - 하이드레이트의 주성분인 메탄이 연소될 때 발생되는 이산화탄소의 양은 휘발류에 비하여 0.7배 정도로 적음 분포지역이 광범위하고 얕은 심도에 부존되어 있음 - 영구동토지역은 물론 유기물이 풍부하게 퇴적된 심해저 퇴적층에 광범위하게 분포되어 있음가스 하이드레이트의 중요성2. 재래형 석유자원 탐사 및 개발 측면 메탄 하이드레이트는 낮은 투수율을 가지기 때문에 하위에 부존되어 있는 재래형 천연가스의 방출을 막는 덮개 역할을 함 -천연가스가 GHSZ에 도달하면 물과 결합하여 고체상의 메탄 하이드레이트로 상변화하게 되어 심부에 부존되어 있는 재래형 천연가스의 탐사에 있어 좋은 target이 될 수 있음가스 하이드레이트의 중요성3. 환경 및 지질재해 측면 산업혁명 이후 전세계 메탄의 농도는 2배 이상 증가 메탄에 의한 온실효과는 이산화탄소와 비교하면 분자 당 21배, 질량 당 58배 안정한 상태로 존재하는 메탄 하이드레이트를 해리시키고 해리된 가스를 대기로 방출시킴가스 하이드레이트의 중요성이산화탄소와 질소 성분이 대부분인 배기가스를 해저 밑에 반영구적으로 저장하고 동시에 천연가스도 생산 할 수 있는 '자연현상적 맞교환 메커니즘'단점- 약 5˚이하의 경사를 가진 해저사면은 안정적이어야 함에도 불구하고 해저붕락의 흔적들이 발견 해저붕락은 하이드레이트의 해리에 기인한 퇴적층 강도의 감소 메탄 하이드레이트가 해리되는 주된 원인으로 해수면 하강에 기인한 압력의 감소 해저 통신케이블 등의 포설물과 해저구조물 등이 손상될 수 있다는 문제점을 가짐.가스 하이드레이트의 중요성국내 가스 하이드레이트일명 '불타는 얼음'이라 불리는 가스하이드레이트가 국내에서 처음 발견됐다. 매장량은 한 해 국내 가스 소비량의 30배에 이르는 6억톤 정도로 추정됐다. 24일 산업자원부에 따르면 가스하이드레이트 개발 사업단은 지난 19일 오후 포항에서 울릉도 남쪽으로 100킬로미터(km) 떨어진 동해상에서 가스하이드레이트를 채취했다.결론막대한 메탄 매장량 표층 부근에 분포하고 있어 기술적으로 충분히 개발이 가능 이산화탄소 배출이 적은 청정에너지원 분포지역이 편중되지 않은 장점 ⇒ 미래의 대체 에너지 자원으로서 자원과 환경이 직면하는 위기를 크게 경감시킬 수 있을 것으로 예상됨 ∴ 가스 하이드레이트에 대한 연구와 개발이 중요하다고 할 수 있겠다.{nameOfApplication=Show}
]NAME: Jung In Hee ID: 2003126024 SEAT NUMBER : 15PROGRAM: How To Lose A Guy In 10 daysSUMMARY:1) Andie Anderson who is a columnist of the magazine 'Composure' writes the article about 'How To Lose A Guy In 10 days'.2) For the article, she tempts handsome guy, Benjamin Barry, who is a director of advertising companies.3) But Barry bets on 'I make whoever fall in love in 10 days'.4) Andie does actions which the man dislikes and Benjamin endures her all conduct.5) These people do their best with each other objective but they really fall in love.WORDS OR PHASES1) alcoholic beverage : 알코올성 청량음료2) bait : 미끼를 달다, 유혹하다3) minx : 말괄량이 아가씨4) suck : 빨다5) diaper : 마름모꼴 무늬가 있는 천
실 험 일 자2006. 10. 13작 성 자정인희실 험 제 목Polyurethane Foam 발포실 험 목 적Memory Foam Mold를 발포한다.실 험 내 용1. Mold의 온도를 60℃로 승온시킨다.2. SRF-500 730g과 MDI 345g을 혼합한다.- 용기에 묻어 있는 손실되는 양을 감안하여 약간의 과량을 준비한다.< MDI > < SRF-500 >실험SRF-500의 무게(g)MDI의 무게(g)*************5⇒ 실험 결과 메모리폼에 많은 기포가 생겨서 두 번 실험하였다.- 발포 반응의 경우 반응속도가 매우 빠르므로 SRF-500에 MDI를신속히 혼합하고 3,000rpm 정도의 속도로 약 10초간 교반한 후Mold에 주입한다.< 교반기 >실 험 내 용- Mold에 주입 시 Mold내에서 폼의 높이가 Mold의 2/3정도 발포되면 Mold의 cap을 닫는다.3. 15~20분 후 탈형한다.- 탈형 시 Mold내에 폼 발포시 발생한 가스로 인하여 Mold의 cap이 튀 어 오르기 때문에 조심한다.- 탈형 후 폼의 open cell을 확인한 후 폼의 메모리성이 좋지 않을 경우 물리적인 방법으로 cell을 강제적으로 open 시킨다.< 완성된 메모리폼 >비 고( 고 찰 )※ 완전한 혼합을 위해 SRF-500이 들어 있는 통을 먼저 3,000rpm의 속 도로 교반하다가 MDI를 넣어주어야 한다.첫 번째 실험은 SRF-500와 MDI를 동시에 넣고 교반하였고,교반 후에 통의 높이보다 많이 부풀어 넘쳐흘렀다.두 번째 실험은 SRF-500를 먼저 교반한 후 MDI를 넣고 교반하였고,교반 후 신속하게 Mold에 주입하였다.그 결과 두 번째 완성된 메모리폼의 기포가 훨씬 적어졌다.※ 폴리우레탄(Polyurethane)는 우레탄결합(Urethane Bond)은 활성 수산기(-OH)를 갖고 있는 알코올(SRF-500)과 이소시아네이트기(Isocyanate Group, -N=C=O (MDI))를 갖고 있는 이소시아네이트가 부가 중합반응에 의해 반응열을 발생시키면 형성된다. 1개 이상의 이소시아네이트기(NCO Group)를 갖고 있는 이소시아네이트류와 1개 이상의 수산기(-OH)를 갖는 알코올류를 다관능기(Polyfunctional)라고 하며 관능기가 적정 조건하에서 고온의 열을 발산시키면서, [-NHCoo-]n 의 구조를 가진 화합물 질을 생성시키는데 이것을 우레탄 결합(Urethane Bond)이라고 하며, 1000이상의 분자가 결합된 것을 폴리우레탄(Polyurethane)이라고 한다.비 고( 고 찰 )※ 시약조사SRF-500 - 이염기산(아디핀산, Adipic Acid)과 글리콜(Glycol)이나 트리올(Triol)과의 탈수축합반응에 의해 제조된다. 아디핀산과 디에틸렌글리콜의 탈수축합반응 제조한 폴리에스테르 폴리올은 액상이기 때문에 폴리우레탄폼용으로 사용하고 있습니다.MDI - 디페닐메탄 디이소시아네이트(4,4' -Diphenylmethane diisocyanate) 아날린(Aniline)과 포름알데히드(Formaldehyde)가 축합되어 생성된 디페닐메탄디아민(MDA, Diphenylmethane Diamine)에 포스겐(Phosgene,COCl2)을 처리(포스겐화, Phosgenation)하여 얻어지는 물질.
실 험 일 자2006. 05. 12작 성 자정인희실 험 제 목금나노입자의 제조와 광학적 특성 파악실 험 목 적금나노입자의 크기에 따라 변하는 색깔을 확인하고 금나노 입자를 제조한다.실 험 내 용※ 구형입자 만들기1. 0.01%의수용액 200ml + 1%의 구연산 나트륨 수용액 7ml( 0.01%의수용액이 만들어져 있지만 혹시 만들어야 할경우에 보통 금속과 반응하므로 금속이 아닌 시약스푼을 사용한다. )단, 끓을 때까지 실험해야 하므로 100℃의 항온조에서 실험한다.2. 색깔의 변화를 확인( 너무 빠른 시간 안에 색깔이 변하기 때문에 노란색과 회색은확인하지 못하였다. )< 진한 보라색 > < 와인색 >3. UV ( 520-540nm 영역의 흡수피크를 관찰한다. )로 관찰해야입자의 크기를 확인 할 수 있으나 기계부재로 실행하지 못하였다.비 고( 고 찰 )※ 금나노입자의 반응식※ 금나노입자 크기에 따른 색⇒ 금나노입자는 나노크기에 따라 다양한 색을 가지고 있다.※ 크기가 20nm 이하의 금입자는 빨간색을 띈다는 사실을 아는 사람은 드물다. 마찬가지로 마이크로미터 이상의 은덩어리는 은백색을 띄고 있지만 나노크기의 은입자는 노란색을 띈다. 이처럼 나노물질은 그 크기에 따라 색상이 변한다. 이를테면 CdSe 반도체 나노입자는 그 크기가 1.2nm에서 12nm로 증가함에 따라 청색에서 초록, 노란색을 거처 빨간색으로 변한다. 만약 각 크기별 나노입자들이 분산된 용액은 형형색색의 무지개빛 형광을 발한다. 이것이 금나노 물질의 독특한 광학현상이다.이러한 나노 물질들이 위와 같은 독특한 특성을 갖는 이유는 이들의 표면적이 대단히 크다는 점이 큰 기여를 하고 있다. 입자의 크기가 작아질수록 표면 원자가 차지하는 비율이 높아지는데 열역학적인 관점에서 보면 표면을 구성하는 원자들은 내부에 위치한 원자보다 에너지가 높기 때문에 나노 물질은 벌크 물질보다 단위당 높은 에너지를 나타내는데 이를 양자크기 효과(quantum size effect)라 한다. 이런 양자크기 효과 때문에 나노 물질의 가공시 유용성, 촉매로 사용시 높은 활성력, 흥미로운 광학적 성질을 나타낸다.
실 험 일 자2006. 05. 26작 성 자정인희실 험 제 목Ni-P 무전해 도금실 험 목 적무전해도금법을 이해하고 유리판과 동전을 이용하여 Ni을 도금시킨다.실 험 내 용※ 실험용액 제조1. 시편의 세척산처리 : 진한 HCl에 10초 동안 침지 + 증류수알칼리처리 :용액에 3~4분 동안 침지 + 증류수초음파세척 : acetone, ethanol, 증류수로 세척( 시편의 불순물 제거 )시편의 종류 : selected micro slides세척된 시편의 무게 (g) : ① 5.28 ② 5.32 ③ 5.092. 표면활성화 처리sensitization :0.05g/l +0.05ml/500l에 30초 간 침지 + 증류수activation :0.05g/l +0.05ml/500l에 30초 간 침지 + 증류수표면활성화 처리를 한 후 꼭 건조시켜야 한다.< sensitization , activation >3. 도금용액의 제조500ml증류수 ++++온도 : 80℃유지 ( 온도가 올라갈수록 pH가 낮아짐 )pH 측정 - 8 ( 8이 아닐 경우 NaOH를 첨가하여 8에 맞춤 )실 험 내 용※ 도금실험1. 항온조 내에 80℃, pH 8 로 유지하고 반응이 진행되는지 관찰2. pH를 실시간 확인하고 NaOH용액으로 8이 되도록 유지.( 반응이 진행됨에 따라 수소가 발생되므로 pH가 변한다. )3. 반응이 일어나면 10분 간격으로 1개씩 꺼내어 초음파 세척,증류수 세척 후 건조, 무게를 잼도금시간 (분)102030도금된 시편의 무게(g)5.245.335.11도금된 구리의 무게 (g)0.010.010.02< 도금된 시편 >유리시편에 10분, 20분, 30분 간격으로 도금한 결과 시간이 오래될수록 많이 도금된 것으로 나타남.비 고( 고 찰 )반응식 :는 첫 번째 반응에서 Ni이온을 석출시키는 환원제 역할을한다. 또한 두 번째 반응이 일어날 때 수소기체가 발생하고 HCl이 발생하므로 용액의 pH가 변화된다. 따라서 pH를 8로 수시로 맞춰주어야한다.참고로 세척, 표면활성화 처리를 하지 않은 동전은 유리시편보다도 도금이 잘 되었는데 이는 반응이 위의 반응식처럼 완전히 반응하지 않아서비 고( 고 찰 )가 완전히 유리시편에 반응되지 않기 때문이다. 또한 유리는 표면경도가 커서 도금된 Cu가 잘 벗겨진다고 할 수 있다.이번실험은 앞의 Cu도금실험보다 도금이 덜되었는데 이는 activation과sensitization에 문제가 있다고 가정하고 활성화용액을 만든 지 너무 오래되어 활성이 떨어진다고 보았다.