PEM 연료전지에 있어서 수분의 균형이 연료전지의 시스템 성능에 현저한 영향을 미친다. 그래서 수분 균형은 가장 중요한 요소 중의 일부가 되었으며, 이에 관한 연구가 광범위하게 이루어지고 있다. 적절한 수분 균형을 유지하기 위해서는 적당한 멤브레인 수화작용(membrane hydration)이 필요하며, 반대로 촉매층(catalyst layer)에서의 익수(water flooding)현상이 없어져야 한다. 따라서 이와 같은 동적 상태에서 PEM 연료전지 내의 수분 균형을 유지하기 위해서는, 고도의 동적 수분 조정 기술이 확보되어야 한다. 현재의 연구는 이러한 특성을 고려하여 PEM 연료전지에서 동적부하 상태에서의 수분 이동에 관한 일차원 해석 모델에 관한 것이다. 금번 모델링의 결과, 양극촉매층(CCL, cathode catalystlayer)에서의 수분 상태는 거의 포화 단계에 이르고 있음을 보여주고 있으며, 이 모델링은 연료전지가 작동되는 동안의 CCL에 나타나는 수분의 양상을 예측하는데 활용될 수 있다. 본 논문에서는 수분 이동 모델이 국제규격에 따라 다양한 수송기관이 가동될 때, 동적부하 상태에서 서로 다른 차이점을 발견하기 위한 시뮬레이션 결과에 초점이 맞추어져 있다. 이 모델링을 적용한 결과, 수분 포화도가 상태에 따라 상이하게 나타남을 알 수 있었고, 또한 정적 수분 조절 요소에 따라 최적 상태가 모든 동적 분포에 따라 달라짐을 알 수 있었다.
일반적으로 PEM 연료전지에서는 수분 균형이 시스템의 효율에 결정적으로 영향을 미치기 때문에, 이에 대한 균형(balance)을 잡는 것이 매우 중요하다. 특히, 촉매 층에서 물이 넘치는 익수현상(flooding)이나 건조현상(drying)이 발생하게 되면 연료전지의 효율이 급격하게 저하하므로, 항상 수분의 균형이 잡히도록 시스템을 제어하는 것이 일반적이다. 이 때,수분의 익수현상이나 건조현상은 PEM 연료전지의 용량과 주위의 환경, 즉 온도와 습도에 많은 영향을 받게 된다. 금번 논문에서는 가정용 규모인 3kW급에서 10kW급까지의 PEM 연료전지를 설치하였을 때, 주위의 환경(온도와 습도)이 수분 이동에 어떠한 영향을 미치는 지를 시간에 따라서 시뮬레이션(simulation)한 결과를 보여주고 있다. 결과에서 유입공기의 온도가 $50^{\circ}C$ 이하일 경우, 고정부하가 5kW급 이하이면 대부분이 건조현상이 발생하였으나, 고정부하가 6kW급 이상이 되면 익수현상이 운전시간이 20분 이내에서 발생하였다. 또한 고정부하를 최고 10kW급까지 올린 경우, 유입공기의 온도가 $50^{\circ}C$까지는 익수현상이 발생하였으나 $60^{\circ}C$ 이상인 경우에는 거의 건조현상이 발생함을 알 수 있었다.
토양수분은 토양입자에 포함되어 있는 물을 의미하는 것으로 지표면과 대기간의 에너지 균형과 물 순환을 조절하는데 중요한 요소이다. 본 연구에서는 토양수분 산정을 위하여 2003년 1월부터 2008년 12월까지의 MODIS(Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) 위성관측 자료로부터 획득한 정규식생지수(NDVI: Normalized Difference Vegetation Index)자료와 지표면 온도자료, 우리나라 76개소 기상관측소 중에 자료의 보유기간이 30년 이하인 관측소와 섬 지역들을 제외한 57개 지점의 강수량, 토양온도 자료 및 우리나라 전역에 대한 토지피복, 유효토심자료를 이용하여 데이터 마이닝(Data Mining) 기법의 하나인 CART(Classification And Regression Tree) 기법을 이용하여 토양수분을 산정하였다. 먼저 신뢰성 높은 토양수분 관측 자료를 가진 용담댐 유역의 6개 지점에 대하여 토양수분을 산정하여 적용 가능성을 분석하였다. 3개 지점의 토양수분 관측치는 토양수분 산정 모형 수립에 사용하였으며 검증에 사용된 1개 지점의 토양수분의 관측치와 추정치 간의 상관계수를 확인한 결과 전체적인 토양수분의 거동을 잘 나타내고 있어 토양수분 추정 모형의 적용가능성을 확인하였다. 이를 이용하여 용담댐 유역의 토양수분 분포와 우리나라 전역에 대한 토양수분 분포도를 추정하였다. 신뢰할 수 있는 지상관측 토양수분 관측치가 다양한 지상조건에 대하여 존재하지 않는 한계가 있음에도 불구하고 제시된 토양수분산정 방법은 제한된 가용자료를 사용한 우리나라 전역의 토양수분 산정에 있어 합리적인 접근법이라 판단된다.
여름철 무더위에 시달리다 보면 자칫 건강을 해치기 쉽다. 식욕이 떨어지는 여름은 간질환자들에게는 더 주의가 요구되는 계절. 열량과 수분을 보충하고 단백질, 무기질, 비타민을 충분히 공급하는 균형있는 식단으로 이 여름을 건강하게 보내기 위해 본지에서는 간질환자들의 식이요법과 그에 따른 식단을 마련했다.
아이리스 'Blue Magic'의 절화수명에 미치는 1-MCP 처리의 효과를 알아보기 위하여 실험을 실시하였다. 에틸렌작용 억제제인 1-MCP 500nL와 1000nL 4시간 처리는 꽃잎위조와 꽃잎말림을 억제하였다. 1-MCP 500nL와 1000nL 처리된 아이리스의 절화수명은 무처리에 비해 0.5일 길었다. 1-MCP 처리 후 $3{\mu}L{\cdot}L^{-1}$ 에틸렌 처리도 무처리와 큰 차이를 보이지 않았다. 1-MCP 처리에서는 꽃잎말림이 억제되고, 생체중, 흡수량, 수분균형이 증가하였다. 생체중은 500nL 1-MCP 처리 시 가장 크게 증가하였고, 흡수량은 1000nL 1-MCP 처리에서 가장 많았다. 특히 무처리구의 아이리스는 4-5일째에 흡수량이 1-MCP 처리구에 비해 급격히 감소하였다. 수분균형은 무처리가 1-MCP 전처리보다 먼저 -값으로 떨어졌다.
본 연구는 수확 후 몇가지 전, 후처리가 자생식물인 벌개미취의 수명과 품질에 미치는 영향을 구명하여 벌개비취를 상품성이 있는 절화로 개발하고자 수행되었다. 수확 후 3% sucrose + $200mg{\cdot}L^{-1}$ HQC + $50mg{\cdot}L^{-1}\;AgNO_3+50mg{\cdot}L^{-1}$ BA와 3% sucrose + $200mg{\cdot}L^{-1}$ HQC + $50mg{\cdot}L^{-1}\;AgNO_3$ + $150mg{\cdot}L^{-1}$ citric acid 용액에 16시간 동안 전처리한 경우 증류수구보다 절화수명이 1.4배 길어졌다. 3% sucrose + $200mg{\cdot}L^{-1}$ HQC + $50mg{\cdot}L^{-1}\;AgNO_3$ + $50mg{\cdot}L^{-1}$ BA와 3% sucrose + $200mg{\cdot}L^{-1}$ HQC + $50mg{\cdot}L^{-1}\;AgNO_3$ + $50mg{\cdot}L^{-1}\;GA_3$ 보존용액에 계속 침지한 벌개미취는 증류수에 비해 절화수명이 1.6배와 1.7배 길어졌다. 이 처리에서 생체중이 증가되고 수분균형도 늦게까지 플러스 값을 유지하여 절화수명이 길어짐을 알 수 있었다. 벌개미취 절화수명에 생체중과 수분균형이 매우 큰 영향을 미치는 것으로 판단되었다.
본 연구는 닭에 있어서 맹장을 포함한 하부소화관으로 요(尿)의 역류가 음수량 및 수분 배설량에 어떠한 영향을 미칠지를 또한 사료의 섭취량이 요 (尿)의 역류량에 어떤 영향을 미칠지를 시험하였다. 급여사료를 제한 및 무제한 급여의 양조건에서 사육된 대조구 닭과 맹장이 결찰된 닭에 인공항문 수술을 실시하면 음수량, 총 수분배설량 및 음수량/사료섭취 량이 유의하게 증가(P<0.05)하였으며 이 증가량은 사료섭취 량을 무제한 급여하였을 때가 제한 급여하였을 때보다 더 크게 나타났다. 사료의 섭취량을 무제한으로 하였을 때에 대조구 닭과 인공항문이 장착된 닭에 맹장결찰 수술을 실시하면 음수량, 총 수분 배설량 및 음수량/사료섭취량이 유의하게 증가(P<0.05)하였지만, 제한급여 조건에서는 나타나지 않았다. 제한 급여 및 무제한 급여의 양 조건에서 수분균형은 인공항문 수술 및 맹장결찰 수술에 따른 변화는 나타나지 않았다. 대조구 닭과 맹장이 결찰된 닭에서의 인공항문 수술은 사료섭취 량을 증가(P<0.05)시켰지만. 대조구 닭과 인공항문이 장착된 닭에서의 맹장결찰 수술은 사료섭취량에 영향을 미치지 않았다. 이상의 결과 닭에 있어서 맹장을 포함한 하부소화관은 수분균형을 유지하기 위해서 요(尿)로부터 수분을 재 흡수하는 매우 중요한 역할을 하고 있다고 결론을 내린다.
넓은 지역(Arkansas River Basin)에 대하여 토양 수분을 기본으로한 물 수지 모델이 계절별 년별 시간단위로 연구되었다. 지표면과 대기 수분사이의 상호 작용과 재순환 효과에 대한 연구가 유역의 매개 변수화 과정에서 수행되었으며 대규모의 지표면과 대기사이의 상호 작용에 의하여 넓은 지역의 지표 수문은 장기간의 확률분포함수에 있어서 두가지 즉 건조와 습한 안정상태의 영향을 받는다. 토양수분 균형 방정식에서 추계학적 변동은 주위환경 변동에 의하여 야기되는 안정상태 사이의 변이와 함께 분리된 선호하는 통계학적 안정상태를 초래한다. 과거의 자료를 바탕으로 비선형 물수지 모델이 Arkansas강 유역에 대하여 검정되었다. 모델에서 안정상태 사이의 평균 변이시간이 물리과정의 추계학적 표현과 검정된 모델변수들로부터 계산되었다. 본 연구는 안정상태 사이의 변이시간 혹은 거주시간, 즉 시스템이 주어진 안정상태에 머무는 시간(가뭄이나 홍수상태의 지속기간)의 예측과 밀접한 관계가 있다.
제주도 지역을 대상으로 기후요인과 토양분포의 관계를 알아보기 위하여 기온, 강우량, 증발산량 등 기후요인을 이용하여 분석하였다. 온도를 기준으로 하여 중심지역의 Mesic상 지역과 주변부의 Thermic상 지역으로 구분하고, 월별 수분수지빈도를 기준으로 4개로 구분하여, 온도, 수분수지로 전체를 온대수분과 다지역(집단1), 난대수분과다지역(집단2), 난대수분균형지역(집단3), 난대수분부족지역(집단4), 난대수분매우부족지역(집단5)의 5개의 집단으로 구분할 수 있었다. 집단1에서 집단5로 갈수록 토양분류측면에서는 andisols, inceptisols, alfisols, ultisols의 분포 비중이, 토색측면에서는 흑색토양, 농암갈색토양, 암갈색토양의 분포비중이 높아지는 경향이었다.
오리엔탈 나리 '시베리아'의 건식저장 기간에 따른 절화 보존 시 수분함량 변화와 절화수명을 구명하고자 하였다. 본 실험에서 저장 기간에 따라 저온 저장($5^{\circ}C$)을 한 다음 절화수명에 관계된 수분 및 품질 변화와 개화 정도를 검토하여 '시베리아' 나리의 절화 수확 후 관리 기술에 관계된 기본적인 자료를 얻고자 하였다. '시베리아' 나리를 채화하여 저온에서 건식저장 기간에 따라 3일, 6일, 12일한 후 절화보존 동안에 생체중 변화, 수분균형, 개화정도 등을 조사하였으며 대조구로서 상온 건식저장과 비교하였다. 저온 건식저장 후에 '시베리아' 나리의 수분함량은 건식저장 기간에 영향을 받아 저장하는 기간이 짧을수록 높아져 저장 3일이 다른 처리구보다 높아지는 경향을 보였다. 꽃의 수분함량은 절화보존 시 지속적으로 증가하는데, 저장 기간이 짧을수록 수분이 높게 유지되었다. 생체중 변화는 건식저장 기간에 영향을 받아 저장 기간이 짧았던 것에서 생체중의 증가 정도가 컸으며 음(-)의 값에 이르는 기간이 늦어지는 것으로 나타났다. 또한 절화보존 시 생체중 변화는 저온 건식저장 3일이 생체중 증가 정도가 완만하게 변하며 수분균형도 8일째에 음(-)의 값에 도달하는 것으로 나타났다. 그러나 저장 온도 차이에 따른 생체중 변화는 상온에서 저장한 절화가 저온저장보다 증감 정도가 더 빠른 것으로 나타났다. 개화정도는 '시베리아' 나리의 건식저장 기간이 길어질수록 개화시기가 빨라지며, 절화가 빨리 시들어 상품으로써 유지 기간이 짧아졌다. 개화상태를 비교해 보면 3일 저온 건식저장이 다른 처리보다 개화하는 속도가 늦었으나 절화수명은 다른 처리구보다 길게 나타났다. '시베리아' 나리의 저온 건식저장은 저장 기간이 짧을수록 저장 후 수분함량이 높고 수분 균형값이 음(-)에 늦게 도달하였으며 개화상태가 좋고 절화수명도 길어지는 것으로 나타났다. '시베리아' 나리는 건식저장을 통한 작물체내 수분 함량 감소가 절화보존 시 개화 특성에도 영향을 미쳐 저장기간이 길수록 절화수명이 감소하여 상품 가치를 떨어뜨렸다. '시베리아' 나리 절화를 소비자가 이용 시, 상품 가치 유지를 위해서는 기존 결과의 6일 동안 저온 건식저장도 절화수명을 단축시키므로 저장 기간을 최소화하는 것이 절화 품질 유지를 위해 바람직하다고 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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