CO2 지중저장 효율 향상을 위한 실리카 나노유체의 합성 및 분산안정성 평가 연구
Synthesis and Dispersion Stability Assessment of a Silica Nanofluid for Improving CO2 Geological Storage Efficiency
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초록
본 연구에서는 이산화탄소 지중저장 효율향상을 위한 나노입자(nanoparticle)를 이용하여 나노유체(nanofluid)를 합성하였으며 육안관찰, 동적광산란법(dynamic light scattering, DLS), 유체혼화성시험(fluid miscibility test, FMT), 투과전자현미경(transmission electron microscope, TEM) 측정을 수행하여 유체 안정성을 평가하였다. 나노유체 육안 관찰 결과, 표면을 개질시킨 SiO2는 1 wt% 이상 조건에서 침전되지 않고 안정된 상태를 유지하였다. DLS 및 TEM 측정 결과, 상온(25°C)과 고온(100°C)조건에서 평균 입자크기는 나노입자의 정의인 100 nm 이하의 값으로 분산안정성을 확보한 것으로 판단된다. 또한, 유체혼화성 시험 수행 후 분산안정성을 확보한 나노유체의 입자크기는 평균 42.5 nm로 나타났다. 따라서 본 연구에서는 합성한 나노유체는 고온 ․ 고염의 저장지층 조건에서 분산안정성을 확보한 것으로 판단된다
Abstract
In this study, nanofluids were synthesized using nanoparticles to improve the efficiency of CO2 geological storage, and visual observation, dynamic light scattering (DLS), fluid miscibility test (FMT), and transmission electron microscopy (TEM) were performed. Visual observation confirmed that the surface-modified SiO2 was not precipitated at 1 wt% or more and maintained a stable state. DLS and TEM measurements demonstrated that the average particle size at room temperature (25°C) and high temperature (100°C) was 100 nm or less, which is the definition of nanoparticles. After the FMT, the average particle size was 42.5 nm. The synthesized nanofluid was considered to have acquired dispersion stability under high-temperature and high-salinity reservoir conditions.
참고문헌 (19)
- Adil, M., "Effect of nanoparticles concentration on electromagnetic-assisted oil recovery using ZnO nanofluids", PLoS ONE, 15(12), pp.1~15 (2020)
- Ali, M., "Effect of nanofluid on CO2-wettability reversal of sandstone formation; implications for CO2 geo-storage", Journal of Colloid and Interface Science, 559, pp.304~312 (2020)
- 배은주, "제조나노물질의 안전성 평가를 위한 시료준비 및 물리화학적 특성분석 기법", 환경분석과 독성보건, 12(2), pp.59~73 (2009), 한국환경분석학회
- Chaturvedi, K. R., "Singlestep silica nanofluid for improved carbon dioxide flow and reduced formation damage in porous media for carbon utilization", Energy, 197, pp.1~13 (2020)
- Derkani, M. H., "Low Salinity Waterflooding in Carbonate Reservoirs: Review of Interfacial Mechanisms", Colloids Interfaces, 2(2), pp.1~43 (2018)
- IPCC, "Climate Change 2021: The Physical Science Basis", pp.1~32 (2021), Cambridge Univ., Press
- Jang, H, "Nanoparticle dispersion with surface-modified silica nanoparticles and its effect on the wettability alteration of carbonate rocks", Colloids and Surfaces A, 554, pp.261~271 (2018)
- 강치훈, "나노유체 제조인자의 분산안정성 영향 분석", 석사, 기계공학, pp.2010
- Kim, H., "Analysis of SiO2 Particle’s Size Using Dynamic Light Scattering", MS, pp.2018
- 김지환, "탄산염암 저류층에서 Nano-EOR 공법 메커니즘 및 기술개발 동향", 한국자원공학회지, 58(6), pp.580~591 (2021), 한국자원공학회
- 김지환, "해수 기반의 나노-스마트 유체 합성 및 분산 안정성 평가", 한국자원공학회지, 59(1), pp.91~98 (2022), 한국자원공학회
- Lee, D. S., "Special Issues – Overview of CO2 storage technology", Journal of electrical world, 413, pp.45~49 (2011)
- Li, K., "Review on enhanced oil recovery by nanofluids", Oil & Gas Science and Technology - Rev. IFP Energies nouvelles, 73(37), pp.1~26 (2018)
- Singh, N., "Charging behaviour at the carbonate rock-water interfacein low-salinity waterflooding: Estimation of zeta potentialin high-salinity brines", The Canadian Journal of Chemical Engineering, 100(6), pp.1226~1234 (2021)
- 송차영, "탄산염암의 암체 산처리 공법을 위한 유화산 제조 및 안정성 평가에 관한 연구", 한국자원공학회지, 58(6), pp.568~579 (2021), 한국자원공학회
- 송성규, "실란 커플링제에 의해 표면이 개질된 실리카 나노입자의 분광학적 분석", Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHAK), 49(2), pp.181~186 (2011), 한국화학공학회
- Souza, T. G. F., "A comparison of TEM and DLS methods to characterize size distribution of ceramic nanoparticles", Journal of Physics : Conference Series, 733, pp.1~5 (2016)
- Yu, W., "Review of liquid nano-absorbents for enhanced CO2 capture", Nanoscale, 11, pp.17137~17156 (2019)
- Zare, P., "Membrane Absorption Coupling Process for CO2 Capture: Application of Water-Based ZnO, TiO2, and Multi-Walled Carbon Nanotube Nanofluids", Energy & Fuels, 33(2), pp.1392~1403 (2019)