• 공업화학
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• 제24권6호
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• pp.579-586
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• 2013

화석 연료의 고갈 및 온실가스 배출문제로 인해 보다 환경 친화적인 바이오매스 유래의 고분자 생산에 대한 연구가 진행되고 있다. 폴리우레탄은 -OH 화합물과 -NCO 화합물의 중합반응에 의해 생성된 우레탄(-NHCOO-) 결합을 포함하는 고분자 화합물을 통칭하며 자동차, 건축, 화학 분야에서 가장 광범위하게 사용된다. 폴리우레탄의 원료인 폴리올과 이소시아네이트는 식물성 천연유지, 셀룰로오스, 리그닌 등 재생 가능한 바이오매스로부터 생산이 가능하다. 식물성 천연유지 유래의 바이오폴리올은 이미 상업적 규모로 생산되고 있다. 본 총설은 다양한 바이오매스로부터 바이오폴리올, 바이오이소시아네이트, 이소시아네이트 대체화합물 관련 최신 기술개발 동향 및 이를 기반으로 합성된 바이오폴리우레탄의 특성을 평가하고, 바이오폴리우레탄의 응용분야와 함께 전망을 분석하였다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.357-364
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• 2018

미세조류 및 거대조류 등 3세대 바이오매스로부터 바이오가스를 생산하는 연구는 다양한 규모의 실험을 통해 수행된 바 있다. 이 논문에서는 3세대 바이오매스 중 거대조류, 즉 해조류 바이오매스로부터 유래된 바이오가스를 이용하는 복합 열병합 발전의 상용화 가능성을 살펴보았다. 이를 위해 고체산화물 연료전지와 가스터빈, 그리고 유기랭킨사이클로 이루어진 산업 스케일의 통합 열병합발전을 상용 공정모사기를 이용하여 설계, 모사하였고, 계산된 열 및 물질수지를 통해 장치의 가격을 추정하고 경제성을 분석하였다. 모사 결과 설계된 열병합발전 공정은 시간당 62.5톤의 건조 갈조류 원료로부터 생산된 36톤의 바이오가스를 이용하여 68.4 MW의 전력을 생산한다. 이 결과를 토대로 다양한 시나리오에 대해 경제적으로 평가하고 균둥화 발전비용(levelized electricity cost, LEC)을 계산하였는데, SOFC의 수명이 5년, 스택 가격이 $$225kW^{-1}$일 때 LEC는 12.26 ¢ $kWh^{-1}$로 기존의 고정 발전과 동등한 수준으로 나타났다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제2권4호
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• pp.525-529
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• 2016

바이오매스 혼소는 신재생 에너지의 비중을 늘리면서 석탄화력발전에서의 $CO_2$ 배출을 저감할 수 있는 단중기적으로 가장 효과적인 방법이다. 본 논문에서는 이 중 기존 화력발전소에 가장 적은 초기투자비로 적용할 수 있는 직접 혼소법에 대하여 주로 고찰을 수행하고, 국내외 현황 및 전망에 대해 기술하였다. 직접 혼소법은 바이오매스 전용 미분기를 사용하여 혼소율을 늘리는 방법과 저 혼소율에서 초기투자비를 최소화하는 기존 석탄 미분기 사용 바이오매스 혼소법으로 나눌 수 있다. 유럽 및 미국에서는 혼소율을 높이기 위해 많은 상용발전소에서 바이오매스 전용 미분기를 사용하여 10~20% 가량의 혼소율(열량 기준)로 운전을 수행하고 있으나, 국내의 경우에는 RPS 대응을 위해 3~5% 가량의 혼소율에서 기존 석탄 미분기를 그대로 사용하여 바이오매스 혼소를 수행하고 있다. 신기후체제가 시작되고 석탄화력발전에서의 $CO_2$ 저감 요구가 점점 더 증대될 것으로 예상되는 바, 향후 바이오매스 고혼소율이 수행될 수 있는 기술적/저책적 방안이 모색되어야 하며, 이 경우 발생할 수 있는 설비에의 악영향을 면밀히 고려한 연료 표준화 및 전처리 기술이 개발되어야 한다.

• 한국산림과학회지
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• 제96권6호
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• pp.639-643
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• 2007

숲가꾸기 사업에 의해 산출되는 바이오매스 자원과 상업적 벌채지에서의 미이용 잔존 임목 바이오매스 등의 이용은 신고유가 시대에 바이오에너지원으로 각광받을 수 있을 것이다. 이점에 착안하여 이들 사업지에서의 바이오매스 자원량 계산 및 화석연료와의 대체 가능성에 대하여 구명해 보았다. 2005년 연간 숲가꾸기 사업지 면적은 294,115 ha이며, 이중 수집되는 물량은 $143,747m^3$, 이를 바이오매스 및 발열량으로 전환하면, 115천톤, 533, 199 Gcal이다. 그러나 숲가꾸기 후 임내에 잔존하는 가지, 잎, 초두부 등 잠재공급가능한 물량은 2,483천톤이며, 등유 환산가는 약 11,133억원에 이른다. 이는 숲가꾸기에 의해 실제 수집되는 산물의 약 20배에 달하는 화석연료 대체효과를 갖는 양이다. 그리고 용재로서 임목을 이용하기 위한 상업적 벌채지의 미 이용 잔존 바이오매스량은 475천톤, 발열량으로 전환시키면 2,206,235 Gcal이 되며, 실내등유가로 환산하면, 2,211억원으로, 이 역시 화석연료를 대체할 수 있는 에너지원이 된다. 친환경적이며 재생가능한 자원으로서 임목 바이오매스의 화석연료 대체효과에 관심을 가질 시점이다.

• 고무기술
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• 제24권2호
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• pp.89-102
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• 2023

• 한국농림기상학회지
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• 제15권3호
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• pp.119-129
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• 2013

본 연구는 수치산림입지도, 수치기후도, 제5차 국가 산림자원조사 등의 누적된 자료와 다양한 통계모형을 이용하여 기후변화에 따른 생태권역별 임상별 산림 바이오매스 변화를 예측하였다. 그 결과 시간 경과에 따른 산림 바이오매스 변화량은 생태권역별 임상별로 서로 다른 패턴을 보였다. 산악권역, 남동산야권역, 남서산야권역에서는 시간이 경과함에 따라 모든 임상에서 산림 바이오매스가 감소하는 것으로 예측되었다. 반면에 중부산야권역의 침엽수림과 혼효림은 기후변화의 영향으로 바이오매스가 증가하는 것으로 분석되었다. 또한 해안도서권역에서는 침엽수림을 제외한 임상에서 산림 바이오매스가 증가하는 것으로 추정되었다. 본 연구는 기후변화 시나리오에 따른 지위지수 추정치 변화에 근거하여 산림 바이오매스 변화량을 산출함으로써 기후변화에 따른 산림재해 변화 패턴을 예측할 수 있는 정보를 마련하였다. 본 연구의 결과는 산림재해 대응전략 수립에 필요한 정보로 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권1호
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• pp.53-59
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• 2015

본 연구에서는 발전소의 혼합연료로서 바이오매스인 호두껍질(Walnut Shell)에 대한 연소특성을 조사하기 위하여 열중량 분석기(TGA)와 분류층 반응기(DTR)를 이용하여 실험을 수행하였다. 바이오매스 WS는 기존 석탄과 비교하여 낮은 온도 영역에서 활발한 연소반응을 보였고, 활성화 에너지 또한 낮은 값을 가짐으로써 연소반응속도가 더욱 증가함을 확인할 수 있었다. 바이오매스 WS와 역청탄의 혼소에 있어서 고정층 분석에서는 혼소 영향이 선형적으로 나타나는 것을 확인할 수 있었다. 그렇지만 분류층 반응기에서는 바이오매스 혼소율을 5%증가 시에는 UBC가 감소하다가 이후에 다시 UBC가 증가하는 Non-additive 현상을 확인할 수 있었다. 이는 바이오매스의 급격한 연소로 주위에 산소 부족현상이 생겨 석탄의 연소가 지연되는 것을 보여준다. 이 현상을 해결하기 위하여 산소를 증가시켜주었을 때 더 높은 혼소율을 성취할 수 있음을 보여주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제35권1호
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• pp.247-253
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• 2018

본 연구에서는 수입되는 바이오매스를 대체하고 증가하는 국내 RPS의무비율을 보다 효과적으로 대응하기 위해 우드펠릿으로 사용가능한 국내 산림바이오매스 부존자원을 파악하기 위하여 선행연구 방법과 매년 추가로 성장하는 임목생장률을 기준으로 미이용 산림바이오매스의 양을 산정하였다. 그 결과, 임목가공 중 발생하는 부산물 중 20%를 우드펠릿 원료로 사용한다고 가정했을 경우 두 가지 추정 방법으로 도출된 평균값을 기준으로 우드펠릿 생산 가능량을 예측 하였다. 그 결과 미이용 부산물은 2016년 199만 톤, 2020년 228만 톤, 2030년 308만 톤이 발생되고 원목가공 과정에서 발생되는 임목부산물(피죽, 톱밥 등) 중 20%가 우드펠릿 원료로 활용될 경우 2016년 258만 톤/년, 2020년 295만 톤/년 2030년 398만 톤/년의 원재료가 추가되어 미이용 부산물과 원목가공 과정 중 발생되는 부산물로 생산 가능한 우드펠릿 양은 2016년에 274만 톤/년, 2020년 314만 톤/년 2030년 423만 톤/년의 우드펠릿이 생산 가능하다는 결과를 도출 하였다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제48권3호
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• pp.328-336
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• 2020

본 연구에서는 국내 낙동강 수계에서 신규하게 분리된 미세조류인 Parachlorella sp. 종의 바이오매스 및 지방산 생산성에 대한 배지의 영향을 연구하였다. 미세조류 배양에 통상적으로 사용되는 BG-11, TAP, BBM 배지를 사용하여 바이오매스 생산성은 TAP 배지에서, 지방산 축적은 BBM 배지에서 가장 잘 일어나는 것으로 확인되었고, 지방산 생산성을 향상시키기 위해 암모니아와 아세트산을 사용하는 TAP 배지의 조성을 변화하여 BBM 배지처럼 지방산 축적을 유도하며 바이오매스 생산성을 증가시킨 MTAP 배지를 개발하였다. 전체적인 바이오매스와 지방산 생산성을 높이기 위해서는 MTAP-1 배지가 적합하여 바이오매스 생산성과 지방산 생산성은 기존의 TAP 배지 대비 각각 14%, 45% 증가하였다. 생리 활성 효과로 인해 관심도가 높은 오메가-3 지방산의 생산에는 MTAP-4 배지가 가장 적합하여 바이오매스 생산성과 오메가-3 지방산 생산성이 기존 BBM 배지 대비 각각 18%, 39% 증가하여 목표 중점 생산물질(바이오매스, 총 지방산, 또는 오메가-3 지방산)의 생산성을 향상시킬 수 있는 신규 배지 2종의 조성을 개발하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.609-613
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• 2014

본 연구는 미세조류 생장에 중요한 영향인자인 N/P ratio가 미세조류의 생장과 하수의 영양염류 제거에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실험을 위하여 1-70까지의 다양한 N/P ratio를 준비하였으며, 미세조류는 Botryococcus braunii를 사용하였다. 실험결과 바이오매스 생산을 위하여 필요한 N/P ratio는 5-30이었다. TN의 제거율은 N/P ratio 1-30까지는 82%, 31-70까지는 73-78%의 제거율을 나타내어 TN 제거를 위한 N/P ratio는 1-30까지가 가장 좋았다. TP의 제거율 N/P ratio 1-20까지는 80% 이상의 높은 제거율을 나타내었지만, 20 이상부터는 급격하게 하락하여 50 이상에서는 22% 정도의 제거율로 변화가 없이 일정하였다. 따라서 바이오매스 생산량과 하수에서의 TN, TP의 제거를 위한 N/P ratio는 1-30이 가장 좋은 비율로 나타났다. TN, TP 제거율과 바이오매스의 생산량 상관관계는 TP 제거율과 바이오매스 생산량의 상관계수가($R^2$) 0.9126으로 상관관계가 매우 높았으나, TN 제거율과 바이오매스 생산량과의 상관관계는 찾을 수가 없었다. 이는 하수에서 TP의 함량이 TN의 함량보다 바이오매스 생산량에 밀접한 관계가 있음을 알 수 있다.