• 공업화학
• /
• 제31권1호
• /
• pp.1-6
• /
• 2020

바이오가스를 이용한 수소 제조는 주요한 에너지 및 환경 관련 이슈들을 동시에 해결할 수 있다는 장점으로 꾸준히 주목받아 왔다. 바이오가스 정제를 통해 얻은 바이오메탄 수증기개질은 천연가스 개질을 대체할 수 있는 좋은 현실적인 대안이다. 하지만, 경제성과 환경 유해성을 모두 고려한다면 바이오가스를 직접 개질반응에 활용하는 바이오가스 수증기 개질 및 건식 개질을 활용한 수소 제조가 보다 효과적이라 평가된다. 본 논문에서는 바이오가스 기반 추출수소 제조 관련 최근의 기술 이슈 및 개발 동향을 소개하며 향후 상업화를 위한 효과적인 적용 방향에 대해서 고찰하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제13권1호
• /
• pp.52-64
• /
• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
• /
• pp.856-856
• /
• 2009

석유 및 천연가스를 대체하는 자원으로 석탄이 유망하다고 전망하고 있다. 미국에서는 6대 파괴력이 있는 기술로 청정석탄기술이 선정되었고, 한국에서도 15대 그린에너지 중 하나인 청정연료에 석탄전환기술이 포함되어 전략로드맵이 작성되고 있다. 국내에서 추진되고 있는 석탄기술은 석탄가스화를 기반으로 하고 있다. 석탄가스화는 고체연료인 석탄을 $1000^{\circ}C$ 이상의 고온에서 산소와 반응시켜 일산화탄소와 수소가 주성분인 합성가스로 전환하는 기술이다. 석탄을 가스화하면 석탄에 포함된 불순물을 쉽고 완벽하게 제거할 수 있으며 특히 CO2 제거를 값싸게 할 수 있어 청정화가 가능하다. 최근 고유가를 겪으면서 열량이 높은 고급탄의 확보가 어려워지면서 가격이 낮고 수급이 용이한 저급탄을 활용하는 기술의 수요가 발생되어 국내에서 기업을 중심으로 저급탄을 고효율로 가스화하는 기술 개발이 시도되고 있다. 정제된 석탄가스는 성분을 조절하여 촉매에 의해 메탄으로 전환시킬 수 있고, 이렇게 제조된 가스를 합성천연가스(SNG)라 한다. 값싼 저급탄을 사용하면 SNG를 천연가스보다 저렴하게 생산할 수 있다. 국내 기업이 SNG 제조 실증시설을 도입하고, 동시에 핵심기술인 SNG 합성반응공정을 개발하는 사업을 추진하고 있다. 석탄가스를 촉매반응에 의해 디젤 및 �F싸로 전환하는 석탄간접액화기술은 현재 남아공 Sasol사에서 상업적으로 운전되고 있는 기술이나 국내로의 기술이전이 거의 불가능하다. 철을 기반으로 하는 고유 촉매와 scale-up이 가능한 반응기가 핵심인 기술로 국내에서 세미-파일럿급 액화공정 기술개발이 진행중이다. 전세계적으로 석탄액화공장의 수요가 현재의 15만배럴/일에서 2030년 240만배럴/일로 증가한다고 예측된다. 따라서 200조원 이상의 플랜트 시장이 기대되며 국산 가스화, SNG 및 액화기술로 상당부분의 시장을 장악하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제15권3호
• /
• pp.220-227
• /
• 2004

The purpose of this paper is, based on the theoretical background of the principle of gas purification and absorption, and the absorbing ability of metals, to syudy the efficiency of gas purification of inorganic gases using Zr alloys, so as to contribute to the IT industry. To produce and distribute gas with high purity and ultra-high purity, different types of gas purifier are currently being used: distillation type, getter type, catalyst type, absorption at low-temperature type, and membrane separation equipment. From the different purification methods mentioned above, the getter type gas purifier is capable of not only high performance and capacity but also P.O.U(Point Of Use) method. The key of the getter type gas purifier is its efficiency of gas purification, which is the subject chosen for this study.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.553-553
• /
• 2009

LFG는 약 4,500kcal/$m^3$의 높은 발열량을 가지는 에너지원으로 활용이 가능한 동시에 GWP가 21인 $CH_4$를 제거함으로써 탄소배출권(CERs) 확보를 통해 CDM 또는 ET 시장에서 유리한 위치를 선점할 수 있다. LFG의 활용기술에는 발전과 중질가스 및 고질가스 형태의 연료로 생산하는 방식이 있다. 하지만 기존의 기술은 LFG의 발생량이 일정규모 이상인 매립지에서 경제성을 가지기 때문에 국내에서는 14곳의 대형 매립지에서만 에너지원으로 활용하고 있다. 그 외 중소규모 매립지에서는 대기중으로 방출하거나 소각하여 처리하므로 가용한 에너지원이 버려지고 있을 뿐만 아니라 지구온난화에 영향을 미친다. 본 연구에서는 중소규모 매립지에서 발생하는 LFG를 경제성을 가지는 에너지원으로 활용하기 위하여 하이드레이트화를 이용한 $CH_4$ 분리, 정제, 수송 연구를 진행하였으며, 이러한 연구의 일환으로 pure $CH_4$를 대상으로 하이드레이트 형성 시 구동력(driving force)에 따른 induction time, growth rate, gas consumption 측정을 통하여 LFG를 이용한 가스 하이드레이트 생산을 위한 운전조건 선정을 위한 기본 자료로 사용하고자 한다.

• Applied Biological Chemistry
• /
• 제46권3호
• /
• pp.268-270
• /
• 2003

굴피나무 지상부의 메탄을 추출물을 n-hexane, ethylacetate, n-butanol, $H_2O$으로 순차적으로 용매분획하였다. Ethylacetate 분획으로부터 silica gel chromatography를 반복하여 활성물질을 분리 정제하였다. 화합물은 NMR과 MS의 기기분석 결과 5-hydroxy-2-methoxy-1,4-naphthoquinone로 구조결정 되었다. 이 화합물은 in vivo 실험결과 토마토역병에 대하여 $100\;{\mu}g/ml$에서 76%의 방제효과를 나타내었다.

• 대한화학회지
• /
• 제54권5호
• /
• pp.567-572
• /
• 2010

닭의 간으로부터 5,10-methenyltetrahydrofolate synthetase를 30-70% 황산암모늄 분획, Q Sepharose Fast Flow anion exchange and Source 15Phe hydrophobic interaction chromatography을 이용하여 정제하였다. 세포 추출물, 황산암모늄 분획, Q Sepharose Fast Flow와 Source 15Phe 단계에서의 비활성은 각각0.0085, 0.031, 0.80 및 1.27 U/mg 이었다. 세포 추출물, 황산암모늄 분획, Q Sepharose Fast Flow와 Source 15Phe 단계에서의 정제도는 각각 1, 3.7, 94.1 및 149.4 이었다. HPLC gel permeation chromatography와 SDS-polyacrylamide electrophoresis 실험으로부터 5,10-methenyltetrahydrofolate synthetase는 분자량이 22.8 kDa인 단량체임을 알 수 있었다. 5-methyl THF과 Mg-ATP의 Km은 각각 $7.1\;{\mu}M$ 및 $63\;{\mu}M$ 이었다. 최적온도와 최적pH는 각각 $30^{\circ}C$ 및 6.0 이었다. 금속이온에 대한 특이성과 스토키오메트리 실험으로부터 최고속도가 $Mg^{2+}$과 1:1일 때 얻어진다는 것을 알 수 있었다. ATP와 Km은 MgATP, MgCTP, MgUTP 및 MgGTP의 순서로 증가하였으며 최고 역가는 같은 순으로 감소하였는데, 이는 MgATP 가 가장 효과적인 기질임을 증명한다. 이 효소는 tetranitrometane 및 1-ethyl-3-(3-dimethyl aminopropyl)-carbodiimide에 의해서만 수식되었는데, 이는 tyrosine and carboxylate 잔기가 효소의 활성부위에 존재함을 나타낸다.

• 생태와환경
• /
• 제41권spc호
• /
• pp.99-106
• /
• 2008

본 연구는 왕겨의 메탄을 추출물이 유해 남조 Microcystis aeruginosa 생장에 미치는 영향 및 현장적용 가능성을 조사하였다. 실험에 사용한 왕겨 추출물은 미정제 추출물과 이를 다시 분획하여 분리, 정제한 후 얻은 ${\beta}$-sitosterol, ${\beta}$-sitosterol-${\beta}$-D-glucoside, 1-tetratriacontanol, hentriacontane, orizaterpenoid, stigmas-5-en-$3{\alpha}$ 26-diacetate, stearic acid, myristic acid 등 8가지의 순수화합물로서, 이들 추출물을 남조 세포에 처리하여 생장 변화를 조사하였다. 연구에 사용된 조류는 국립환경과학원에서 분양 받은 M. aeruginosa (NIER 10010)이고, 물벼룩은 독일 BBE사에서 분양 받은 Daphnia magna로서, 이들은 각각 CB배지와 경수를 이용하여 배양 유지되었다. 왕겨 메탄을 추출물을 1, 10, 100, $1,000{\mu}g\;L^{-1}$의 농도로 처리하여 조류 배양조건과 동일한 조건에서 일정시간 배양하였다. 실험결과, 왕겨 메탄을 추출물은 모든 처리구에서 7일 후 $59{\sim}73%$의 높은 생장 억제 효과를 나타내며 M. aeruginosa의 생장을 억제하였다. 한편, 8가지 물질을 M. aeruginosa에 $1,000{\mu}g\;L^{-1}$ 농도로 처리한 실험에서는 3가지 물질 (${\beta}$-sitosterol-${\beta}$-D-glucoside, hentriacontane, orizaterpenoid)에서 생장 억제 효과를 보였다. 또한 M. aeruginosa에 이들 3가지 물질을 조합하여 실험한 결과, 이들 3가지를 혼합한 처리구에서 생장 억제에 대한 유의한 상승효과를 나타냈다(p<0.05). 왕겨 메탄올 추출물의 현장적용 가능성을 파악하고자 $1,000{\mu}g\;L^{-1}$의 추출물 농도에 물벼룩을 처리하여 실험한 결과, 96시간 후에 85%의 높은 생존율을 보였다. 결론적으로, 왕겨 추출물은 M. aeruginosa의 생장 억제에 효과적인 천연물질로서 조류 제어에 상승작용이 나타났으며, 현장 적용시 수중생물에 대한 독성은 높지 않을 것으로 판단되었다.

• 한국산림과학회지
• /
• 제113권1호
• /
• pp.73-87
• /
• 2024

복령(Wolfiporia hoelen (Fr.) Y.C.Dai & V. Papp)은 아시아 및 유럽 등 많은 나라에서 약용 및 식용으로 사용하고 있는 중요한 약재이다. 복령의 주요 성분들의 약리 활성이 많은 연구를 통해 밝혀지고 있으며, 골대사에도 영향을 주는 것으로 나타났다. 이에 본 연구는 복령 균핵 50% 에탄올 추출물이 골질환 예방 및 천연 치료제의 소재로 활용 가능성이 있는지 알아보고자 하였다. 복령 균핵의 에탄올 추출물을 계통분획법에 따라 n-헥산, 디클로로메탄, 에틸아세테이트순으로 분획하여 C2C12세포에 처리하였으며, 디클로로메탄 분획물에서 C2C12 세포의 ALP 분화 활성이 대조구보다 약 29%가 증가함을 알 수 있었다. 활성을 보인 디클로로메탄 분획물로부터 총 4개의 화합물을 분리하였으며, 기기분석 결과와 문헌을 참고하여 3α-dehydrotrametenolic acid, ergosterol, pachymic acid와 dehydrotumulosic acid로 동정할 수 있었다. 골대사 효능이 있는 지표물질을 찾기 위하여 4개의 화합물을 C2C12 세포의 ALP 분화 활성과 BMMs의 RANKL 유도 억제 활성을 농도별(1, 3, 10, 30, 100 μM)로 평가하였으며, 세포독성 검정도 동일한 농도에서 수행하였다. 그 결과 분리된 화합물 중 dehydrotumulosic acid의 3 μM 농도에서 ALP 활성이 160%로 나타났으며, BMP-2 대조구보다 약 24% 유의미하게 증가하였다. 또한 BMMs의 RANKL 유도 억제 활성은 dehydrotumulosic acid를 10-100 μM 농도로 처리할 때 대조구보다 약 15-86%로 유의미하게 감소하였으며, 10 μM 농도에서 나타난 RANKL억제 활성은 세포독성과 다른 패턴으로 나타나는 것을 확인하였다. 본 연구결과를 토대로 복령의 균핵 에탄올 추출물이 골모세포 분화를 증진시키거나 억제할 수 있는 가능성을 확인하였으며, 복령의 디클로로메탄 분획물로부터 분리 정제된 dehydrotumulosic acid가 골다공증 예방 및 치료에 도움을 줄 수 있을 것으로 사료된다.

• 청정기술
• /
• 제17권4호
• /
• pp.389-394
• /
• 2011

바이오가스로부터 이산화탄소와 질소를 제거하기 위한 흡착공정은 많이 논의되고 있다. 특히 흡착공정 중에서 압력변동흡착(Pressure swing adsorption)공정은 에너지소모가 적고 가격이 경제적이기 때문에 기체의 분리와 정제를 위한 공정으로 적절하다. 물리적 흡착을 사용하는 PSA공정은 흡착과 탈착이 가능하다. 각 cycle단계의 구성은 가압, 주입 및 흡착, 압력 균등화, 감압 및 세정으로 이루어져있다. 본 실험에서 PSA공정은 이산화탄소와 질소를 제거하기 위한 흡착제로 zeolite 13X와 carbon molecular sieve (CMS)로 구성되어 있으며, 혼합 가스의 농도는 $CH_4/CO_2/N_2$ (75:21:4 vol%)의 비율을 갖고 있다. 각각 zeolite 13X와 CMS는 선택적으로 혼합가스로부터 질소와 이산화탄소를 흡착하여 분리하고 제거한다. 또한 CMS의 경우는 빠르게 분산되는 이산화탄소의 처리량이 높다. 상부탱크, 하부탱크, 주입탱크의 가스 조성은 TCD 검출기를 이용하는 gas chromatography (GC)에 의해서 측정되었다.