• Journal of environmental and Sanitary engineering
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• v.13 no.1
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• pp.32-43
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• 1998

혐기성대상과정중 메탄생성균(methanogenic bacteria)에 의한 메탄생성시 주요 기질인 아세트산 (acetic acid)을 분해할 경우에 여러 가지 복합기질 중 아미노산 첨가에 의한 분해속도증가에 미치는 영향과 투입한 아미노산이 미생물에 의하여 생체량으로 합성되는 정도를 고찰하였다. 실험결과 메탄생성균은 glycine, serine, threonine, aspartic acid, trytophan 등의 혐기성미생물의 생체량합성에 필요한 물질을 투입할 경우에 아세트산의 분해속도가 증가하였으며, 여러 가지 아미노산을 혼합하여 주입한 결과 분해속도가 17% 향상되었다. 한편, 메탄생성균의 lysing에 의하여 생성된 유기물은 메탄이나 이산화탄소의 최종산물로 전환되기보다는 새로운 메탄생성균의 생체량을 형성하는데 직접 이용되었으며, 아세트산의 분해속도를 52% 증가시켰다. 단순기질(sole substrate)과 복합기질(complex substrate)의 분해는 미생물의 생체량합성에 필요한 여러 가지 중간대사산물간의 상호자극효과에 의하여 복합기질이 용이한 것으로 나타났으며, 유입기질내 활성이 강한 슬러지의 농도는 혐기성처리에 매우 중요한 부분을 차지하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.6
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• pp.680-684
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• 2008

The formation of methane hydrate ($CH_4$ hydrate) in silica sand and decomposition experiments were performed at $7.0^{\circ}C$ using a newly designed reactor. Temperature profile within silica sand bed was measured by thermocouples installed at different height of reactor. Both temperature and pressure are the main parameters for the formation (measured by adsorption experiment) and decomposition (measured by desorption experiment) of methane hydrate. Experiment of methane hydrate formation at 8 MPa and $7.0^{\circ}C$ showed that 70% of methane was converted to hydrate and the recovery of methane by the decomposition of methane hydrate was 82%.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2007.11a
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• pp.344-346
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• 2007

본 논문은 유동층반응기에서 메탄의 열분해에 의한 수소 생산과 탄소 생성에 대한 연구를 수행하였다. 환경에 대한 영향을 최소화한 상태에서 메탄의 전환반응을 메탄 분해촉매활성에 영향을 미치는 인자에 대하여 연구하였다. 측정된 압력요동특성치의 해석을 통하여 유동층 열분해촉매의 유동화현상을 측정하였으며, 유동화특성에 따른 메탄열분해능을 측정하였다. 메탄의 분해는 생성되는 수소를 이용하였다. 유동층의 이동성, $U-U_{mf}$, 마모, 비산유출 유동화가스의 효율밀도에 따른 영향을 연구하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2008.05a
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• pp.319-322
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• 2008

본 논문은 미분 반응기 및 유동층반응기에서 메탄의 열분해에 의한 수소 생산과 탄소 생성에 대한 연구를 수행하였다. 일반적으로 고온 분해시 사용되는 니켈과 철 성분을 대신할 철광석을 이용하여 분해특성을 고찰하였다. 환경에 대한 영향을 최소화한 상태에서 메탄의 전환반응을 메탄 분해촉매 활성에 영향을 미치는 인자에 대하여 연구하였다. 측정된 압력요동특성치의 해석을 통하여 유동층 열분해촉매의 유동화현상을 측정하였으며, 유동화특성에 따른 메탄열분해능을 측정하였다. 또한 고정층에서 공간속도, 입자크기, 비표면적이 미치는 영향을 고찰하여 철광석의 사용가능성을 타진하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.2
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• pp.487-492
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• 2008

In this paper, Thermocatalytic decomposition of methane in a fluidized bed reactor (FBR) was studied. The technical approach is based on a single-step decomposition of methane over carbon catalyst in air/water vapor free environment. The factors affecting methane decompostion catalyst activity in methane decomposition reactions were examined. The fluidization phenomena in a gas-fluidized bed of catalyst was determined by the analysis of pressure fluctuation properties, and the results were confirmed with characteristics of methane decomposition. The effect of parameters on the H2 yield was examined for methane decompostion. The decompstion rate was affected by the fluidization quality such as mobility, U-Umf, carbon attrition, elutriation and effectiveness density of fluidization gas.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.7 no.2
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• pp.25-34
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• 1999

The effects of copper on the anaerobic degradation of propionate were studied using anaerobic batch reactors. The apparent inhibitory effects of copper on the anaerobic degradation of propionate could be observed from behaviors of intermediates, ultimate methane yield(UMY) and specific methanogenic activity(SMA) There was little inhibition at the concentration of $2.5mg\;Cu^{2+}/L$. Beyond this concentration, the inhibitory effects increased with increasing dose of coppers. The 50% inhibition of UMY and SMA occurred at copper dosage of 33.8 and $24.1mg\;Cu^{2+}/gVSS$, respectively. The inhibitory effect based on the UMY was gradually reduced with the operation time dueprobably to the acclimation of microorganisms and/or binding of the added copper by ligands(and possibly ion exchange sites)contained on the cell membrane and extracellular polymer matrix whereas it based on the SMA might exclude the this phenomena. Therefore, the methodology for interpretation of inhibition data based on the SMA was more accurated than the UMY. There was no inhibitory effect in batch reactors supplemented with sulfate due to an antagonistic action of the sulfate reducing bacteria. Propionate degradation was initially retarded for copper inhibited samples but it gradually degraded afterward. Based on the mass removal considering take into account the propionate to acetate conversion, propionate degradation may appeal more affected than acetate. This result revealed that the hydrogenotrophic methanogens were the most affected by copper.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.11a
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• pp.638-641
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• 2005

수소는 자원이 무한하고 청결한 에너지이다. 수소는 무공해 청정 대체연료로 사용될 수 있을 뿐만 아니라 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있다. 수소에너지는 물을 분해하여 얻거나 화석연료를 수증기개질 또는 부분산화 시킴으로써 얻을 수가 있다. 수소에너지는 1차 에너지를 변환시켜 얻을 수 있는 2차 에너지로서 환경에 대한 부하가 거의 없어 향후 화석연료를 대체할 수 있는 가장 가능성이 높은 에너지이며, 연료전지의 상용화를 앞두고 있어 중요성이 더욱 증대되고 있다. 수소를 생산하는 방법 중 가장 이상적인 방법으로는 물분해함으로써 수소를 제조하는 방법이 있다. 그러나 물분해에 의한 수소생산은 제조비용이 비싸 경제성이 떨어진다는 점과 수소의 대량생산에 필요한 기술확보가 여의치 않아 어렵다. 그러므로 수소를 저 비용으로 대량 생산할 수 있는 수소 제조 기술의 확보가 선행되어야 할 것이다. 현재 상용화되어 있는 수소제조방법은 거의 석유나 천연가스의 수증기 개질에 의한 수소 제조 방법이다. 그러나 이러한 방법은 유해 환경 물질인 CO나 $CO_2$를 배출하는 단점을 지니고 있다. 이러한 단점을 보완키 위한 수소 제조공정의 대안 중 하나는 탄화수소연료의 수소와 탄소로의 직접분해에 의한 수소생산이다. 이 중 원하는 생성물인 수소 외에 부산물이 카본이 동시에 얻을 수 있는 메탄분해에 의한 수소생산방법은 생산된 수소의 약 15%만 연소시킴으로서 필요한 에너지를 공급할 수 있으며, 동시에 지구온난화의 주범인 CO 또는 $CO_2$가 생성되지 않는 장점이 있다. 하지만 메탄을 분해하기 위해서는 매우 높은 에너지가 필요로 하게 된다. 이에 반해 프로판은 메탄보다 낮은 열원에서 분해할 수 있는 장점을 지니고 있다. 본 연구에서는 메탄보다 분해하기 쉬운 프로판을 직접 분해하여 수소를 생산하고자 하였다. 프로판 직접분해반응는 $500\sim750^{\circ}C$의 온도 범위에서 이루어 졌으며, 촉매로서는 국내에서 생산되는 상용촉매인 카본블랙을 이용하였다.

• The Science & Technology
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• no.5 s.468
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• pp.6-9
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• 2008

외부 행성에서 생명체 전구물질인 유기물 성분이 처음으로 발견됐다. 미항공우주국 연구진은 '네이처'에서 지난해 5월 허블우주망원경의 근적외선 카메라 및 다중목표물 분광계(NICMOS)를 이용해 지구에서 63광년 떨어진 여우자리에 있는 목성 크기 행성 HD 189733b 대기권에서 메탄 화합물을 발견했다고 밝혔다. 탄소와 수소로 이루어진 메탄은 태양계 행성 대부분에서 발견되지만 외부 행성에서 발견되기는 이번이 처음이다. 연구진은 이 행성에서 물도 발견됐지만 중심별과 가까워 온도가 $900^{\circ}C$로 생명체가 살기에는 너무 뜨겁다며 조건이 이보다 좋은 행성이라면 생명물질을 추적해 볼 만하다고 밝혔다. 지구 대기권에서 메탄은 화학반응을 통해 빠른 속도로 분해되지만 작은 행성에서라면 지구에서처럼 분해된 메탄에서 나온 수소가 빠른 속도로 우주로 빠져 나올 것으로 예상된다. 과학자들은 지구 크기의 행성에서 많은 양의 메탄이 발견된다는 것은 생물학적 과정의 결과일 가능성이 있는 것으로 보고 있다. 메탄은 비생물학적 과정에서도 형성될 수 있지만 이런 경우 다량의 입자를 만들지는 않는다. 과학자들은 2013년 발사될 제임스 웹 망원경을통해다른외부행성에서물과메탄을찾아나설계획이다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.22 no.5
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• pp.971-980
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• 2000

Mixed methanotrophs (MM) secreting soluble methane monooxygenase(sMMO) were immobilized on celite R-635 to degrade trichloroethylene(TCE) in methanotrophic consortium biofilm reactor(MCBR) system. Further neutralization of celite R-635 was not needed for immobilization because effluent pH was stabilized at neutral after 4 hour washing. It took 130 days to develop biofilm on celite R-635 and the color of the celite changed gradually from white to red. After biofilm developed, influent methane and oxygen were decreased from 2.5~4 and 8~10 ppm to 0.5~1 and 1~2 ppm, respectively, With influent 2 ppm of TCE and 10 hours of retention time, 79.9% of TCE was degraded in the MCBR system.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.18 no.1
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• pp.84-89
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• 2007

Direct decomposition of hydrocarbon (methane, propane) was studied using a thermal plasma to produce high purity hydrogen and carbon black. Thermodynamic equilibrium compositions were calculated based on the minimization of Gibb's free energy, and decomposition experiments were performed on the basis of calculation results. The purity of hydrogen was found to be depended strongly on the flow rate of hydrocarbon. The decomposition conditions for high purity hydrogen were investigated. The purity of hydrogen produced from methane decomposition was higher than that from propane. In the case of propane, it was investigated that by products such as methane, acetylene, and ethane etc., by radical recombination under thermal plasma were produced more than that of methane. Produced carbon blacks were characterized by material analyses, such as XRD, Raman spectroscopy, SEM, and particle size analysis. In both methane and propane decompositions, well-crystallized carbon blacks were produced and showed uniform and sphere-like morphologies. The size of carbon black synthesized from methane was observed to be smaller than that from propane.