• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.589-593
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• 2007

재생 가능한 자원인 동식물성 기름을 원료로 제조되는 수송용 연료 바이오디젤은 낮은 대기오염물질 배출과 $CO_2$ Neutral 특성으로 환경친화적인 연료로 인정을 받으며 전세계적으로 그 생산량이 급격히 증가하고 있다. 대부분의 상용화 공정은 염기촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 근거하고 있으며 높은 생산성을 위해 연속 공정을 채택하고 있다. 원료유 중의 유리지방산(free fatty acid, FFA)은 염기 촉매와 반응하여 지방산염(Soap)과 수분을 생성하며 반응촉매의 투입양을 증가시카고 반응 후에 글리세롤과 지방산 메틸에스테르와의 분리를 어렵게 만든다. 높은 수율과 후속공정의 부하를 줄이기 위해서는 식물성 원료유 중의 FFA는 고체 산촉매 하에서 메탄올과 에스테르화 반응시켜 전환 제거되어야 한다. 본 연구에서는 고체산 촉매인 Amberlyst-15을 충전한 4단 PBR(Packed Bed Reactor, 충전율 60%(v/v))에서 반응시간과 반응온도에 따른 대두원유의 전처리 효율을 조사하였으며 최적 전처리 조건을 도출하였다. 최적 전처리 조건에서 대두원유는 초기 산가 1.6에서 0.4-0.6으로 연속 전처리할 수 있었다. 본 연구에서는 연속 흐름 반응기인 PFR(Plug Flow Reactor)와 4단 CSTR(Continuous Stirred Tank Reactor)에서 균질계 촉매인 KOH 존재하에 대두유와 메탄올과의 전이에스테르화 반응 특성을 조사하였으며 각 연속 반응시스템에서 최적 운전 조건을 도출하였다. PFR 반응기에서 반응온도, 반응시간, 반응물 흐름방향, static mixer(SM) 개수에 따른 반응특성을 조사한 결과, PFR에서의 최적 반응조건은 하향류 흐름 방향과 3개의 SM를 설치한 조건에서 반응시간 5.8분, 반응온도 90$^{\cdot}C$, 메탄올:오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%로 도출되었다. CSTR 반응기에서는 반응온도와 체류시간에 따른 반응특성을 조사하였으며 최적반응 조건으로 반응온도 80$^{\cdot}C$, 메탄올/오일 몰비 9:1, KOH 농도 0.8%, 체류시간 18.4분, 교반속도 250rpm로 조사되었다.

• 한국자동차공학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.137-143
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• 2007

An object of this study is to understand the application characteristics in accordance with changes of EGR rate, applying BD20 reformed by ultrasonic energy irradiation to common-rail diesel engine. BD containing about 10% oxygen has attracted attention due to soaring crude oil prices and environmental pollution. This oxygen decreases soot by promoting combustion, but it also increases NOx. To make up for this problem, an EGR system is applied so that NOx might be decreased. In that case, engine power is lowered and exhaust gas is raised. However, the reformed fuel by ultrasonic energy irradiation is changed physically and chemically, promotes combustion, and thus solves such a problem. As the results of the experimemt, we could identify the optimum EGR rate by investigating the engine performance and the characteristics of exhaust materials in accordance with the EGR rate after ultrasonic energy irradiation to BD20 and applying it to common-rail diesel engine. The optimum EGR rate that can satisfy both engine performance and characteristics of exhaust materials was in the range of 15%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.513-513
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• 2009

최근 바이오디젤의 원료로 미세조류가 많은 관심을 끌고 있다. 미세조류는 물, 이산화탄소와 태양광을 이용해 광합성 성장이 가능하며, 지질(오일) 성분이 풍부하여 바이오디젤의 원료로 이용할 수 있다. 미세조류는 단위 면적당 오일 생산량이 곡물류의 50-100배 이상이며, 이산화탄소를 기질로 이용하므로 온실가스 직접 저감이 가능하다. 또한 배양시 비경작지나 황무지를 사용할 수 있으므로 기존 식용작물과 경쟁하지 않으며, 하수, 해수, 폐수 등 다양한 물자원을 이용할 수 있다. 본 연구에서는 고농도 $CO_2$에 내성을 지닌 Chlorella sp. KR-1을 대상으로 1 L 규모 기포탑 광생물반응기에서 균체 성장 및 지질(바이오오일) 합성에 대한 $CO_2$ 농도, 가스 공급속도, 질산염 농도 등 환경 및 영향 조건의 영향을 조사하였다. 가스 공급속도 0.4 L/min에서 $CO_2$ 농도를 0.03-20% 범위에서 조사하였을 때 최대 균체성장은 $CO_2$ 10%에서 관찰되었다. 균체내 지방산 함량은 $CO_2$ 농도 0.03%에서 가장 낮았고, 5-20% 범위에서는 $CO_2$ 농도 증가에 따라 감소하는 경향이 관찰되었다. 가스 공급속도를 0.2 L/min에서 0.8 L/min으로 증가시켰을 때 최대 균체농도는 0.6-0.8 L/min의 범위에서 관찰되었고, 생체내 최대 지방산 함량은 0.4 L/min에서 관찰되었다. Nitrate 농도 1-20 mM 범위에서 최종 균체농도는 nitrate 농도 증가에 따라 10mM까지 증가하였으나 그 이상에서는 증가하지 않았다. 반면 지방산 함량은 nitrate 농도 증가에 따라 감소하는 경향이 관찰되었다. 본 실험에서 얻은 최대 지방산 생산량은 1,100 mg/L이었으며, 주요 지방산은 C10:0(1.7%), C16:0(28.5%), C18:0(11%), C18:1n9c(25.9%), C18:2n6c(26.3%), C18:3n3(6.6%)이었다. 현재 100 L 규모 광생물반응기에서 석탄발전소 배가스($CO_2$ 12-15%, SOx 50ppm, NOx 100ppm)를 이용한 바이오오일 생산 실험이 진행 중이다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.314-315
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• 2008

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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• pp.181-182
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• 2003

경유엔진은 가솔린엔진에 비해 연소특성상 연료소비효율이 우수하여 온실가스인 $CO_2$ 배출이 적은 반면 대기 및 인체위해성이 높은 NOx와 입자상물질(PM)의 배출이 많아 대기저감을 위한 연료의 고압분사, 전자제어식 EGR기술등 엔진개량기술과 매연여과장치, De-NOx등 후처리기술 그리고 대체연료사용 기술등 다양한 저감대책이 전세계적으로 강구되고 있다. 특히 경유엔진에서 배출되는 오염물질로 인한 대기오염영향은 점차 증가하고 있어 대체연료사용 및 배출허용기준강화둥 우리 실정에 적합한 효율적인 대기저감대책이 강구되어야 할 것이다. (중략)

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제41권2호
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• pp.207-214
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• 2013

화석연료의 매장량 한계와 해로운 영향으로 인하여 이를 대신할 대체 에너지연구가 요구되고 있다. 최근, 미세조류를 통한 바이오에너지 생산이 주목을 받고 있으며, 도시하수를 영양원으로 이용하여 미세조류를 배양하는 것은 생산비용을 낮추는 좋은 대안이 될 수 있다. 본 연구에서는 옥외 수질정화 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)을 이용하여 적용했다. 실험에 사용한 도시하수는 하수종말처리장의 1차 침전지를 거친 유입수를 이용하였으며, 토착 미세조류를 SSRP에서 배양하였다. 체류시간 6일 운전 후 TN, TP, $NH_3-N$의 평균 제거 효율은 77.77%, 63.55%, 89.02%로 각각 나타났다. 또한 미세조류 내의 지질함량은 평균 19.51%로 나타났으며, FAME는 주로 18:n인 linolenate, linoleate로 이루어져 있음을 확인하였다. 18S rRNA 유전자 분석과 현미경 관찰을 통하여 녹조류인 Chlorella와 Scenedesmus가 우점하는 것을 확인하였다. 이러한 결과를 통하여 도시하수는 미세조류 배양에 필요한 질소와 인을 제공할 수 있으며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 정화될 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 통해 얻어진 바이오매스는 바이오디젤 전환을 통하여 상업화될 수 있는 가능성을 확인하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제5권2호
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• pp.137-143
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• 2017

기존의 경우 콘크리트 내구성에 관한 연구는 다양하게 많은 량이 진행된바 있다. 특히 화학적 침식에 관한 연구로는 산 알칼리, 황산염에 대한 침식저항성의 연구가 활발히 진행되었다. 하지만 유지류에 관한 연구로, 특히 각종 유지류의 종류가 혼화재 치환 모르타르에 어떠한 영향을 미치는지에 관해서는 거의 연구되지 않았다. 따라서 본 연구에서는 FA 및 BS의 혼화재 치환 시멘트 모르타르가 각종 유지류에 침지될 경우 나타나는 열화특성에 관하여 연구하였다. 실험결과 유지류 종류 중에서는 지방산 함유량이 높을수록, 특히 BD(바이오디젤)의 경우가 모든 혼화재 치환 시멘트 모르타르의 열화를 가장 크게 일으키는 것으로 나타났고, 혼화재 치환을 한 모르타르의 경우는 OPC(보통포틀랜드시멘트)보다 BS 및 FA치환 모르타르의 경우에서 열화가 더 크게 나타나는 것을 알 수 있었다.

• 한국건축시공학회지
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• 제17권3호
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• pp.219-225
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• 2017

콘크리트의 내구성 요인은 오랜기간동안 많은 연구자들에 의하여 다양한 연구가 진행되었다. 특히 화학적 침식과 관련하여서도 산 알칼리, 염, 그중에서도 황산염 침식 등에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그런데 화학적 침식 중 유지류의 경우는 모르타르의 팽창을 일으켜 파괴할 수 있다고 보고되어 있지만, 유지류 종류의 영향, 모르타르의 조직구성과는 어떤 관계가 있고, 파괴 패턴 등은 구체적으로 연구된 바가 없다. 그러므로 본 연구에서는 시중에서 유통되는 각종 유지류에 대한 시멘트 모르타르의 배합비별 침지에 따른 열화특성을 분석하고자 하였다. 실험 결과 유지류 종류 중에서는 BI(바이오디젤)가 가장 피해가 크고 모르타르 배합비는 빈배합일수록 비누화 반응에 따른 팽창파괴가 크게 나타남을 알 수 있었다.

• 미생물학회지
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• 제48권3호
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• pp.192-199
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• 2012

미세조류는 광합성을 통하여 바이오디젤과 같은 부가가치상품을 생산할 수 있으며, 미세조류를 이용한 생명공학 기술이 주목 받고 있다. 그러나 질소원과 탄소원은 미세조류 배양 비용을 높여 충분한 바이오매스 생산에 제한요소가 되고 있다. 미세조류를 배양하는데 도시하수를 이용하는 것은 생산단가를 낮추는 좋은 대안이 될 수 있으며, 본 연구에서는 옥외 수질정화 배양 시스템(mini raceway open pond)을 이용하여 적용했다. 실험에 사용한 도시하수는 하수종말처리장의 1차 침전지를 거친 유입수를 이용하였으며, 토착 미세조류를 mini raceway open pond에서 배양하였다. 체류시간 6일의 운전 후 TN, TP, COD-$_{Mn}$, $NH_3$-N의 평균 제거 효율은 80.18%, 63.56%, 76.34%, 96.74%로 각각 나타났다. 18S rRNA gene 분석결과 녹조류인 Chlorella, Scenedesmus가 우점하였으며, 16S rRNA gene 분석결과 Rhodobacter, Luteimonas, Agrobacterium, Thauera, Porphyrobacte의 5종의 bacteria가 동정되었다. 이러한 결과를 통하여 미세조류를 이용한 호기성 처리나 과도한 발전비용 없이 효과적인 하수처리를 할 수 있는 가능성을 확인하였다. 그리고 도시하수는 미세조류 배양에 필요한 탄소원과 질소원을 제공할 수 있으며 미세조류 바이오매스는 상업적 목적으로 이용될 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국습지학회지
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• 제19권4호
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• pp.508-514
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• 2017

부영양화로 인한 녹 적조류가 과잉 번식하여 다양한 환경문제를 야기해왔으나, 최근 조류를 에너지원으로 활용할 수 있는 바이오 디젤 연구가 활발하게 진행되고 있다. 특히 하수처리장의 산소공급을 위한 송풍에너지 절약을 위해 미세조류의 광합성 작용으로 발생하는 산소를 하수처리장에 적용시키는 연구도 다양하게 이루어지고 있다. 본 연구에서는 조류광합성 산소를 질산화에 필요한 산소로 활용하고자 실험실 규모의 조류-질산화 반응조를 운영하였으며, 운전구간은 크게 3구간으로 운전하였다. MLSS(Mixed Liquer Suspended Solid) 농도에 변화를 준 구간에서 24~38 %, Micro-algae 농도에 변화를 준 구간에서는 38~50%, 그리고 HRT(Hydraulic Retention Time)에 변화를 준 구간에서 61~80%의 암모니아성 질소 제거율이 나타났다. 연구결과 MLSS 가 감소함에 따라, Algae Biomass가 증가함에 따라 암모니아성 질소 제거율이 증가하는 경향을 보였으나, MLSS에 의한 영향보다 Algae biomass 에 의한 영향이 더 큰 것으로 나타났다.