본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.

연소화염법을 이용한 다이아몬드 박막합성은 기판의 표면상태에 크게 의존한다. 특히 탄소결합상이 기판에 조재하는 경우 다이아몬드 핵생성과 성장은 크게 영향을 받는다. 본 연구에서는 일정한 흡입가스비율(R=O2/C2H2)과 기판온도 조건의 연소화염법을 이용하여 몰리브덴 기판위에 다리아몬드박막을 합성하는 과정에서 박막의 핵생성에 미치는 기판 탄소화합물의 영향을 조사하였다. Mb 금속기판표면에 형성된 탄화물로는 Mo2C상과 soot를 택하여 박막합성 전에 Mo기판상에 형성시켰다. Mo 금속기판표면에 형성된 탄화물(Mo2C)상에는 다이아몬드 핵생성과 입자성장이 촉진되어 가장 조대한 양질의 다이아몬드 입자가 형성되었다. 이것은 탄화물상이 반응가스중의 탄소의 확산을 저지함과 동시에 핵생성의 필요한 잠복기간을 감소키켰기 때문이다. 그러나 soot를 구성하는 미세한 탄소결합상들이 다이아몬드 핵생성 장소로 작용하여 결과적으로 다이아몬드 수밀도가 가장 크게 관찰된 반면, 입자성장은 Mo2C기판에 비해 작았다.

연소화염법을 이용한 다이아몬드 박막합성시 기판표면온도 및 온도분포에 가장 크게 작용하는 공정변수는 탄화수소량을 결정하는 산소/아세틸렌 가스의 혼합비(R=O2C2H2)이다. 본 연구에서는 혼합가스비율 변화 (R=0.87-0.98)에 따른 기판표면온도 및 온도분포를 측정하고, 이들 변수에 따른 다이아몬드 박막의 생성 및 결정형상의 변화과정을 SEM관찰, Raman 분광분석 및 X-선 회절 분석을 통해 조사하였다. 혼합가스비율의 증가에 따라 다이아몬드의 생성입자 수밀도는 감소하였고, 이와 동시에 결정형상도 (111)면과 (100)면이 혼재된 cobo octahedron형에서 octahedron인 (111)면으로 변화되었다. 한편, 기판온도증가에 따라 생성입자의 수밀도가 증가하고 성장속도도 빨라져 조대한 결정을 얻었으며, 생성된 입자형성은 (111)면애 지배적이다가 (100)결정면이 점차 많아지는 양상을 나타내었다.

The use of electrical and electronic products made of low specific gravity and easy processing plastics has increased alongside industrial development. As these products were abandoned, environmental problems such as Dioxine and Furan began to rise. Accordingly, through long-time reviews and discussions, the EU has implemented the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) and the Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) regulations. In addition, the Stockholm Convention was adopted in April 2011 to regulate wastes containing brominated flame retardants. Therefore, the Basel Convention issued technical guidelines and environmentally friendly treatments for wastes containing brominated flame retardants. Proper management and treatment plans that are suitable to Korea’s circumstances are required for Korea to respond to both conventions and changing trends in international POPs management. In this regard, the study identified domestic and international trends in environmental regulations and usages, obtained fundamental data for the management of waste containing brominated flame retardants, and investigated the current status of waste generation in Korea. The results of analyses were used to make a lab-scale incineration reactor as the basis for setting incineration temperature ranges for experiments. After incineration, five general air pollutants (O2, CO, CO2, SOx, and NOx) and three components of BRFs in emission gases and flooring were analyzed to identify whether the PBDEs in waste can be destroyed in a stable and environmental manner during heat treatment. In the analysis, HRMS was used for PBDEs and GC/MS/MS for TBBPA and HBCD. PBDD/DFs was proportionally increased in facilities that had high concentrations of PCDD/DFs during incineration. In conclusion, wastes containing brominated flame retardants in Korea can be incinerated in an environmentally friendly manner.

With industrial development, the use of electrical and electronic products made of low-specific-gravity and easyprocessing plastics has increased. As these products have been abandoned, environmental problems, such as Dioxine and Furan, have begun to arise. Accordingly, through long-time reviews and discussions, the EU has implemented the Restriction of Hazardous Substances (RoHS) and Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) regulations. Additionally, the Stockholm Convention was adopted in April 2011 for wastes containing brominated flame retardants. Therefore, the Basel Convention issued technical guidelines on environment-friendly treatment for wastes containing brominated flame retardants. For Korea to respond to both the conventions and changing trends in international persistent organic pollutant (POP) management, proper management and treatment plans suitable to Korean circumstances are required. In this regard, the study identified domestic and international trends in environmental regulations and usages, obtained fundamental data for the management of wastes containing brominated flame retardants, and investigated the current status of waste generation in Korea. Based on the results, six target samples were selected and evaluated to see if they were heat-treatable through content analysis, three-component analysis, element analysis, calorific value analysis, and thermogravimetric (TGA) analysis. The results of the analyses were used to make a lab-scale incineration reactor, and the results of the TGA analysis became the basis for setting the incineration temperature ranges for experiments. After incineration, five general air pollutants (O2, CO, CO2, SOx, and NOx) and three components of BRFs in the emission gas and flooring were analyzed to identify if the PBDEs in wastes can be destroyed in a stable and environmental manner during heat treatment.