수소화 반응이 미세조류 원료 바이오디젤의 발열량에 미치는 영향 = Effect of Hydrogenation on the Calorific Value of Biodiesel as a Raw Material for Microalgae
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2018
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162-162(1쪽)
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현재 지구온난화 및 화석연료 고갈 문제 해결과 화석연료 연소에 따른 CO2와 유해 배기가스를 저감시키기 위해 많은 연구들이 진행되고 있다. 바이오디젤은 기존의 동력장치의 구조변화 없이 사용할 수 있으며, 추가개발 비용이 발생하지 않고 상용화가 쉬워 청정대체연료로 각광을 받고 있다. 또한 바이오디젤 원료로 미세조류는 성장이 쉽고 배양장소가 자유로워 기존의 식량자원과 상호 경쟁하지 않는다. 하지만 미세조류 원료 바이오디젤의 발열량은 경유에 비해 15~20%정도 낮으므로 발열량을 높일 수 있는 후 처리 방식이 필요하다. 본 연구에서는 미세조류를 원료로 에스테르화 반응을 거친 바이오디젤의 발열량을 높이기 위한 방법으로 수소화 반응을 실시하였다. 압력변화에 따른 지방산 변화를 측정하기 위해 압력반응기(HR-8200, HANWOUL Eng, KOREA)를 사용하였다. 수소화반응 시 반응압력 범위는 50~100bar에서 10bar 범위로 실험을 수행하였으며, 수소화반응을 위한 금속촉매는 백금을 사용하였다. 이후 수소화 반응이 끝난 바이오디젤의 발열량을 측정하기 위해 발열량측정기(GDY-1C, GOLD, CHINA)를 사용하였다. 불포화 지방산이 포화지방산으로의 변화량을 측정하기 위해 가스크로마토그래피(Agilent, GC 6850, USA)로 EN 14103 분석법을 이용하여 지방산 변화량을 분석하였다. 그 결과 수소화 반응시 압력이 90bar까지는 바이오디젤의 발열량이 증가하는 추세가 나타났으며, 그 이상은 감소하는 추세가 나타났다. 90bar로 수소화 반응 시 바이오디젤의 발열량은 43.7MJ/kg으로 수소화반응을 거치지 않은 바이오디젤의 발열량보다 6.9%포인트 증가 되었으며, 기존 경유의 발열량과 비슷하게 나타났다. 불포화 지방산인 팔미톨레익 C16:1이 16.7% 포화지방산 팔미틱 C16:0으로 변화 하였으며, 올레익 C18:1, 리올레익 C18:2, 리올레닉 C18:3이 각각 5.3%, 14.3%, 0.1%가 스테아릭 C18:0으로 변환되었음을 알수있었다.
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