• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권4호
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• pp.372-377
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• 2007

본 연구에서는 생물학적 공정을 사용하여 황화수소를 제거하는데 있어 망상구조의 폴리우레탄 담체의 바이오필터 충진물로서의 특성을 유입가스농도와 유입가스량의 두 변수를 대상으로 조사하였다. 실험결과 망상구조의 폴리우레탄 담체를 적용한 바이오필터의 황화수소 최대제거용량은 $488.3g-H_2S/m^3{\cdot}h$이었으며, 추정된 임계부하속도는 $330.1g-H_2S/m^3{\cdot}h$이었다. 본 연구의 결과 망상구조의 폴리우레탄 담체를 황화수소의 생물학적 처리를 위한 바이오필터의 담체로서 적용가능성을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.406-414
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• 2014

바이오가스 내 주요성분은 메탄 45~75%, 이산화탄소 30~50% 그리고 황화수소 0.3% 및 수증기가 함유하고 있다. 바이오가스로부터 이산화탄소와 황화수소를 제거하기 위해 흡수공정과 분리막공정을 이용한 메탄가스 자원화연구가 수행되고 있다. 본 논문에서는 바이오가스성분으로 조제한 조제가스를 이용하여 폴리설폰으로 제조한 분리막을 이용하여 메탄을 95% 까지 분리정제하기 위한 실험을 수행하였다. 분리막에 의하여 이산화탄소와 메탄의 분리를 위해 공급원료와 혼합가스의 투입압력의 효과를 연구하였고 0.3% 황화수소를 처리하기 위한 방법으로 킬레이트화합물을 사용하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.551-564
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• 2021

The use of clean energy based on the hydrogen economy is increasing rapidly due to the greenhouse gas reduction policies and the increase in the need for hydrogen. Currently, South Korea government have been considering a plan to construct hydrogen refueling stations at expressway service area for the purpose of supplying hydrogen vehicles. In the case of a hydrogen refueling stations, a quantitative risk assessment (QRA) must be performed because it includs and uses a high pressurized hydrogen storage tank. In this study, QRA was conducted using societal risk and F-N curve by the consequence assessment (CA) of jet fire and explosion according to the population density, capacity of the high pressurized hydrogen storage tank and frequency assessment (FA) data to the general hydrogen refueling stations systems in expressway service area. In the cases of jet with a leak diameter of 7.16 mm, regardless of expressway service area location, the societal risk was over 1E-04 that was acceptable for as Low As reasonably practicable (ALARP) region (workforce), but unacceptable for ALARP region (public). In the cases of gas explosion, all expressway service area satisfy ALARP region. In the case of the population density is over 0.0727, QRA for constructing the hydrogen refueling stations, must be conducted.

• 구강회복응용과학지
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• 제31권3호
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• pp.212-220
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• 2015

목적: Candida albicans는 면역력이 약한 환자에게서 점액질환을 야기하며, 의치성 구내염과 밀접하게 관련되어 있다. 전기 분해 수소수는 금속 전극을 통해서 전기를 흘려 전기분해 한 물이며, 구강세균에 대해서 항균효과를 보였다. 본 연구에서는 칸디다 바이오필름에 대한 전기 분해 수소수의 항진균효과를 조사하였다. 연구 재료 및 방법: C. albicans는 발아세포 및 균사형태를 형성시키기 위해서 사부로포도당 액체배지 및 F-12 영양 배지를 이용하여 호기상태 및 5% 이산화탄소 환경에서 각각 배양하였다. 여러 금속 전극을 이용하여 수돗물을 전기분해 한후에 발아세포 형태와 균사형태의 칸디다를 전기분해 수소수로 처리하였다. 결과: 사부로포도당배지와 F-12 영양배지를 이용하여 칸디다를 배양하였을 때, 각각 발아세포 형태와 균사 형태를 보였다. 전기 분해 수소수는 발아세포 형태의 C. albicans에 대해서 항진균 효과를 보였다. 또한 칸디다 바이오필름에 대해서도 항진균 효과를 보였다. 여러 종류의 금속 전극을 이용한 전기분해 수소수중에 백금전극을 이용한 전기분해 수소수만 항진균 활성이 있는 것으로 나타났다. 결론: 백금 전기분해 수소수는 구강 칸디다증과 의치관련 구내염을 예방하기 위한 구강 청결제로 사용 가능 할 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.94-100
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• 2016

해조류 유래 급속열분해를 통해 생성된 바이오오일로부터 수소가스를 생산하기 위해 상용 개질 촉매를 사용하여 수증기 개질 반응을 수행하였다. 반응원료로 급속열분해로부터 생성되는 crude 바이오오일의 상분리를 통해 얻어진 수용액상의 바이오오일이 사용되었으며, 상용 개질 촉매(FCR-4-02, POS-7, Cat. A, RUA), 반응온도 및 수증기/탄소(S/C) 비율에 따른 수증기 개질 반응의 활성을 비교 연구하였다. 실험 결과 원료의 S/C 비율과 촉매의 구성성분에 따라 반응활성이 크게 달라지는 것이 확인되었으며, 특히 POS-7 촉매를 사용한 1073 K, S/C 비율 10의 조건에서의 수증기 개질 반응에서 가장 높은 수소 수율(70%)이 확인되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.496-523
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• 2018

본 연구의 목표는 톱밥의 건조, 급속열분해, 바이오오일 응축, 바이오오일 수첨개질, 전기생산, 폐수처리를 포함하는 2개의 바이오오일 생산공정들에 대한 경제적 타당성을 평가하는 것이다. 첫번째 공정은 수소생산을 위한 steam-methane reforming (SMR)을 포함하는 바이오오일 생산공정이다(Case 1). 두번째 공정은 SMR을 포함하지 않고 수소를 외부로부터 공급받아 수첨개질을 수행하는 바이오오일 생산공정이다(Case 2). 상용공정모사기인 ASPEN Plus를 이용하여 이두 공정에 대한 공정흐름도를 구축하였고, 물질 및 에너지 수지식을 계산하였다. 원료로서 40%의 수분을 포함하는 톱밥 100 t/d, 30% 자기자본비율, 자기자본에 상응하는 자본지출, 수소 구입가 $1,050/ton, 완전건조된 원료대비 수송용 연료 수율 20% (Case 1) 및 25% (Case 2) 로 가정하고, 4단계 경제성 분석기법인 4-level EP를 사용하여 기술경제성 분석을 수행하였다. 총투자비(TCI), 총생산비(TPC), 연간판매금액(ASR), 그리고 개질 바이오오일의 최소판매가격(MFSP)은 Case 1에 대하여 $22.2 million, $3.98 million/yr, $4.64 million/yr, 그리고 $1.56/l 이고, Case 2에 대하여 $16.1 million, $5.20 million/yr, $5.55 million/yr, $1.18/l로 산출되었다. 수소를 직접 생산하는 Case 1과 수소를 외부로 부터 공급받는 Case 2의 투자회수율(ROI)와 투자회수기간(PBP)은 큰 차이를 보여주지 않았고, Case 1과 Case 2의 원료 공급량을 1,500 t/d로 증가할 경우, ROI는 15% 이상으로 향상될 것으로 예상되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.840-846
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• 2012

현재 이산화탄소에 의한 지구기후변화는 세계적으로 논의되고 있다. 화석연료를 대신할 수 있는 청정 연료를 찾고 있다. 에너지 생산을 위한 지속가능한 바이오가스 사용은 이산화탄소 배출에 기여하지 않아 온난화가스를 줄이는데 높은 잠재력을 가지고 있다. 모사 바이오가스(메탄 : 이산화탄소 = 60% : 40%)를 이용한 높은 수소 합성가스 생산을 위한 촉매 수증기 개질연구를 하였다. 표면연소의 3D 적외선 매트릭스 버너에 바이오가스를 적용하였다. 개질기에는 Ru 촉매를 이용하였다. 변수별 연구로 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도를 진행하였다. 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도가 각각 3.25, 60% : 40%, $14.7L/g{\cdot}hr$, $550^{\circ}C$일 때, 수소 농도, 메탄 전환율이 최대값을 나타내었다. 위 조건에서 수소 수율, 수소/일산화탄소 비, 일산화탄소 선택도, 에너지 효율은 0.65, 2.14, 0.59, 51.29%를 나타내었다.

• 유기물자원화
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• 제20권3호
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• pp.41-51
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• 2012

생물학적 혐기발효를 이용하여 제당폐수로부터 바이오 수소가스의 생산 수율을 알아보고, 이 반응에 관여하는 미생물의 군집양상을 살펴보았다. 제당폐수 내 영양염류($N{\cdot}P$)의 공급함에 따라 수소발생량이 9.53 에서 $26.67m{\ell}$ $H_2/g$ COD로 증가하였다. 혐기발효과정에서 butyric acid, acetic acid, lacticacid, 그리고 propionic acid이 검출되었다. Butyric acid/acetic acid(B/A)비는 제당폐수에 영양염류가 공급됨에 따라 0.50에서 0.92로 증가 하였으며, B/A비가 높을수록 수소생산량이 증가하였다. 제당폐수의 발효과정에서 나타나는 미생물 군집은 Firmicutes문에는 Clostridium 속으로 나타났으며 $\gamma$-Proteobacteria 강에는 Klebsiella 속, Erwinia 속, 그리고 Eenterobacter 속이 검출되었다. 또한 수소 생성이 활성화 되면서 Erwinia 속은 위축되고 Klebsiella 속이 많아지는 것을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.506-510
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• 2009

다양한 유기성 폐자원이 혐기성 소화 공정 수소 생성에 미치는 영향을 고찰하기 위해 혼합균주를 사용하여 혐기 발효 회분식 형태 연구하였다. 폐자원은 부패 과일 폐수로 각각 사과, 배, 옥수수가루 및 황산염이 함유된 유기폐수 (황산염 농도 <= 1000 mg/L)를 이용하였다. 최대 수소 생성(547.1 mL)은 부패된 사과 폐수에서 나타났으며, 유입 농도는 132.2 g COD/L이다. 황산염 함유 폐수 적용결과, 황산염 농도에 관계없이 수소가 발생하였고, 잔존황산염은 pH 5.3-5.5에서 96-98 %로 나타나 황산염 환원은 발생되지 않았다. 모든 실험 조건에서 유기산은 HBu > HAc > HPr로 발생하였다. 본 연구결과 다양한 유기 폐자원에서 발효공정을 통해 수소 발생이 가능한 것으로 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제23권3호
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• pp.73-80
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• 2020

과산화수소를 이용한 펜톤(Fenton)산화법은 수처리 및 토양 복원분야에서 활용되는 친환경 산화방법이다. 이 방법으로 오염물질을 제거할 때, 오염물의 농도에 따라 과산화수소의 농도를 적절하게 조절하는 것이 상당히 중요하다. 이에 본 연구에서는 HRP (horseradish peroxidase) 효소를 이용한 전기화학적 바이오센서를 제조하고 효소의 활성과 과산화수소의 검출 특성에 대한 연구를 수행하였다. SPCE (Screen Printed Carbon Electrode)의 작업 전극 표면에 키토산과 AuNP를 이용하여 HRP를 전착하였다. 이 후, 전위주사법(CV)과 전기화학적 임피던스 분광법(EIS)을 이용하여 효소의 고정화를 확인하였다. 또한 시간대전류법(CA)과 UV 분광법으로부터 HRP 효소의 활성을 확인하였다. 본 연구에서 제조한 바이오센서를 PBS 전해질에 담그고 과산화수소를 적정하여 CA 분석으로부터 전극에서 발생하는 전류를 측정하였다. 발생 전류는 과산화수소의 농도에 대하여 선형적으로 증가하였으며, 전류로부터 과산화수소의 농도를 예측할 수 있는 검정곡선을 도출하였다.