• Journal of Animal Science and Technology
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• 제45권6호
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• pp.1061-1066
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• 2003

본 연구는 자돈사의 오존 처리가 돈사내 공기의 질과 자돈의 성장 효율에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 오존 0.03ppm 처리하거나 처리하지 않은 각 처리별 40두의 21일령 이유자돈을 암수 같은 수로 하여 2개의 돈방에 배치하고 3주 동안 사양하였으며, 3회 반복하여 실시하였다. 오존은 상업용 장치를 이용하여 자돈사 밖에서 발생시켜 관을 통하여 자돈사 건물 안으로 0.03ppm 수준으로 유입시켰다. 돈사내 유해가스 농도는 3주 사양시험 중 24시간 동안 2 시간 간격으로 측정하였다. 오존 처리에 의해 황화수소 농도는 변하지 않았으나, 오존 처리했을 때 암모니아와 이산화탄소 농도는 처리하지 않았을 때의 농도에 비해 각각 21%와 7% 감소하였다(P〈0.01). 반면 자돈의 일당증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 오존 처리에 의해 변하지 않았다. 이상의 결과는 자돈사내 오존 처리가 자돈의 생산 효율에는 영향을 미치지 않으나 돈사내 공기의 질을 개선시킬 수 있음을 시사한다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.171-184
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• 2002

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 에너지공학
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• 제12권1호
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• pp.49-57
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• 2003

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue)량은 약 200.000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD) 등에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG Caltex에서 435~500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도: 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력: 1~6 kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio: 0.8~0.9 and steam/V.R ratio: 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량: 50~110 Nm$^3$/hr. 발열량: 2,300~3,000 k㎈/Nm$^3$, 탄소전환율: 65~92 및 냉가스효율: 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권12호
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• pp.804-815
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• 2019

화석연료의 고갈 및 지구 온난화 등 환경문제에 대응하기 위해 세계는 화석연료를 대신할 에너지에 대한 연구를 진행하였고, 그중 바이오매스가 대체에너지로써 주목받고 있다. 바이오매스는 재생 가능하고 탄소 중립(carbon neutral)적인 특성이 있으나 수분함량이 많고 낮은 에너지밀도를 가지므로 에너지 생산 시스템에 이용하기 위해서는 열화학적 변환 공정이 필요하다. 그중 하나인 가스화는 바이오매스로부터 수소, 일산화탄소, 메탄 등으로 구성된 합성가스(syngas)를 생성시켜 연료로써 이용할 수 있도록 해준다. 그러나 가스화 과정 중에 발생되는 타르와 입자상 물질은 배관, 연소 엔진, 발전 터빈 등에서 막힘 현상을 일으켜 공정 효율을 감소시키는 문제를 야기하므로 제거가 필요하다. 본 연구에서는 가스화 공정에서 발생되는 타르를 비롯한 입자물질에 대해 제거 효율이 뛰어난 필터를 사용하였으며, 타르로부터 필터 눈 막힘 현상을 방지하기 위해 pre-coating 기술을 적용하였다. pre-coating에 사용된 물질로써는 소석회와 활성탄(wood char)을 사용하였으며, 타르 및 입자에 대한 제거효율이 소석회 코팅의 경우 86 %, 활성탄(wood char)의 경우 80 %로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.71.2-71.2
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• 2011

300MW 급 태안 IGCC 가스화 플랜트 및 기존 발전소에 CCS 를 설치할 경우에 대해 기술 타당성 검증을 목적으로 CCS 모델링을 수행하였다. CCS Case Studies 는 플랜트 운전부하에 따른 $CO_2$ 제거율, $H_2S$ 제거율, 소모동력 범위 등 플랜트 성능을 예측할 수 있다. Case Studies 결과를 활용하여 설계된 CCS 설비 용량이 운전범위에 적합한지를 판단할 수 있고 과잉 설계되었을 경우 플랜트 건설비를 절감할 수 있다. IGCC 가스화 플랜트에서 생산되는 합성가스의 $CO_2$ 분압, 목표 $CO_2$ 제거율, 경제성을 기준으로 적합한 CCS 공정을 판단한 결과 Selexol 공정이 선정되었다. Selexol 공정은 고압, 고농도의 산성가스 제거에 적합하며 다른 물리적 용매인 Rectisol 공정에 비해 건설비용이 경제적이고 화학 흡수제인 아민과 비교하여 운전 온도 범위가 넓다. CO, $H_2O$ 를 $CO_2$, $H_2$ 로 전환하는 Water Gas Shift Reaction (WGSR) 공정은 Co/Mo 촉매 반응기로 구성되었고 Selexol 공정은 $H_2S$ Absorber, $H_2S$ Stripper, $CO_2$ Absorber, $CO_2$ Flash Drum 로 구성되었다. WGSR+Selexol 모델링은 Wet Scrubber 후단의 합성가스 (40.5 bar, $136{\sim}139^{\circ}C$) 를 대상으로 하였다. WGSR+Selexol 공정 운전 조건 변화 [Process Design Case(PDC), Equipment Design Case(EDC), Turndown Design Case(TDC)] 에 따른 플랜트 모델링 결과를 비교분석 하였다. 주요 분석 내용은 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 전환 효율, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거 효율, $H_2S$ 제거 효율이다. 모델링 결과 WGSR 설비에서의 CO 의 $CO_2$ 로의 전환율 99.1% 이상, Selexol 설비에서 $CO_2$ 제거율은 91.6% 이상, $H_2S$ 제거율 100%이었다. CCS 설비 설치에 따른 플랜트 성능 영향을 분석하기 위해서 CCS 설비의 Chiller, Compressor, Pump 소비동력을 계산하였다. 모델링 결과 Chiller 는 2.6~8.5 MWth, Compressor 는 3.0~9.6 MWe, Pump 는 1.4~3.0 MWe 범위 이었다. 플랜트 로드가 50%인 TDC 소모동력은 플랜트 로드가 100%인 PDC 소모동력의 절반 수준이었다. 합성가스를 WGS+Selexol 공정을 통해 수소가스로 전환시키면 가스터빈 연료가스의 Lower Heating Value (LHV) 값이 평균 11.5% 감소하였다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제49권4호
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• pp.501-508
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• 2007

본 연구는 복합 생균제(Lactobacillus acid- ophilus, Bacillus subtilis and Aspergillus oryzae)를 사료에 첨가하였을 경우 육성돈의 생산성, 혈액내 면역 지표 및 분내 유해가스 함량에 미치는 영향을 구명하고자 실시하였다. 시험 동물은 [(Landrace×Yorkshire)×Duroc] 3원교잡종 육성돈 48두를 공시하여 35일간 실시하였고, 시험 개시체중은 25.31±1.29 kg이었다. 시험 설계는 옥수수-대두박 위주의 사료를 기초사료로 하여 대조구(CON)로 설정하였고, 기초사료에 복합 생균제 0.1%을 첨가한 처리구(PC1), 기초사료내 복합 생균제 0.2%을 첨가한 처리구(PC2)로 나타내었다. 성장효율에서 일당사료섭취량은 0~20일 기간 동안에서 PC2 구와 PC1 구가 CON 구보다 높게 나타내었으며(Linear effect, P=0.013), 21~35일 기간 동안에서는 PC1 구가 CON 구보다 높게 나타내었으며(Quadratic effect, P=0.024), 전체기간 동안에서는 PC2 구와 PC1 구가 CON 구보다 높게 나타내었다(Linear effect, P=0.009, Quadratic effect, P=0.004). 전체기간에서 일당증체량은 PC1 구가 CON 구보다 증가하였다(Quadratic effect, P=0.017). 하지만, 사료효율에서는 시험구간 차이를 나타내지 않았다. 건물 소화율은 PC2 구가 PC1 구와 CON 구보다 증가하였다(Linear effect, P=0.001). 질소 소화율은 PC1 구와 PC2 구가 CON 구보다 높게 나타냈다(Linear effect, P=0.005). 혈액내 면역 지표에서는 총 단백질, IgG 농도, RBC 및 WBC에서 PC2 구가 PC1 구와 CON 구보다 증가하였다(Linear effect, P<0.001, Quadratic effect, P<0.001). 분내 유해가스 함량에서 암모니아와 초산 함량은 PC2 구가 CON 구보다 낮게 나타내었고(Linear effect, P<0.02), 황화수소의 함량도 PC2 구가 CON 구보다 가장 낮게 나타냈지만(Linear effect, P=0.0002, Quadratic effect, P=0.018), Total Mercaptans에서는 실험구간 차이를 나타내지 않았다. 분내 수분함량에서는 시험구간 차이를 나타내지 않았다. 결론적으로 0.2% 복합 생균제 첨가시 육성돈에 사료섭취량, 건물 및 질소 소화율, 총 단백질, IgG 농도, RBC, WBC은 향상시키는 것으로 나타냈으며, 암모니아, 초산 및 황화수소를 감소시켜 영향을 미치는 것으로 사료된다.

• 한국가스학회지
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• 제19권3호
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• pp.9-17
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• 2015

한국에서 소비되는 대부분의 천연가스는 배관을 통한 수송을 위하여 높은 압력으로 압축되고, 수요처에 공급되기 전에 정압기지에서 다시 감압된다. 감압과정에서 간단하고 효율적인 설치를 위해 팽창밸브가 사용되었으나 팽창밸브에서는 압축을 통해 회수되는 에너지가 없다. 따라서 팽창밸브와 동일한 감압 기능을 수행하면서 압력에너지를 축일로 회수하여 전력을 생산할 수 있는 터보팽창기가 팽창밸브의 대안으로 제시되었다. 본 연구에서는 중압 정압기지에서 팽창밸브의 평균 입구, 출구 압력조건인 68.7 bar에서 23 bar로 감압될 때 입구의 온도, 유량조건에 따라서 생산 가능한 전력을 이론적으로 계산하였다. Peng-Robinson 상태방정식을 이용하여 천연가스를 순수한 메탄으로 고려한 경우와 소량의 질소와 탄화수소의 혼합물로 고려한 경우에 대한 열역학적 물성을 계산하였다. 2013년 공급량을 기준으로 터보팽창기 도입을 통해 회수 가능한 이론적인 최대 전력생산량은 순수한 메탄의 경우 1596 MW, 혼합물의 경우 1567 MW로 추산되었다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권4호
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• pp.391-397
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• 2011

수소가 매력적인 연료로 각광받기 시작하면서 수요가 급증하였으며 이에 대응하여 수소 생산 기술에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 산소-메탄올 비율에 따른 연료전지용 메탄올 개질기의 반응 효율을 알아보았다. 각각의 촉매 배열에 따른 산소-메탄올의 비율($O_2/CH_3OH$)의 영향을 알아보기 위해 $O_2/CH_3OH$를 0.1에서 0.4까지 0.05씩 증가시켜 반응기의 온도, 변환율, 효율에 관한 실험을 수행하였다. $O_2/CH_3OH$가 0.15에서 0.2로 증가할 때 촉매층(catalyst bed)의 온도도 증가하며, 흡열 반응이 발열반응으로 변하여 반응기의 온도를 상승시켜 촉매 점화에 따라 온도는 $235^{\circ}C$정도 급상승한 $500^{\circ}C$가 된다. 반응기의 성능은 $O_2/CH_3OH$에 크게 의존하며 이론적 연구에서 $O_2/CH_3OH$는 0.23이었으나 실험 결과는 30 % 높은 0.30일 때 최적의 성능을 나타내었다. 이것은 혼합기체의 농도차이, 반응속도, 촉매, 반응기의 열손실, 반응 시 생성된 생성물 등의 변화 때문인 것으로 여겨진다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제52권1호
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• pp.23-28
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• 2010

본 연구는 생균제가 첨가된 사료 급여시 초기 비육돈의 생산성, 영양소 소화율, 분내 Lactobacillus와 Escherichia coli 농도, 분으로부터의 유해가스 발생량 및 혈중 혈액세포 농도에 미치는 영향을 알아보기 위하여 실시하였다. 시험 개시시 체중이 56.48 ${\pm}$ 1.66 kg인 3원 교잡종 [(Landrace ${\times}$ Yorkshire) ${\times}$ Duroc] 초기 비육돈 60 두를 공시하여 28일간 사양실험을 실시하였다. 시험설계는 1) CON (basal diet), 2) P1 (CON + 0.1% probiotics) 및 3) P2 (CON + 0.2% probiotics)로 3개 처리를 하여 처리당 5반복, 반복당 4두씩 완전임의 배치하였다. 일당증체량에 있어서는 처리구간에 아무런 차이를 보이지 않았다(P<0.05). 일당사료섭취량에 있어서는 생균제 첨가 처리구 P1과 P2 처리구가 CON 처리구보다 낮게 나타났다(P<0.05). 사료효율에 있어서는 P2 처리구가 CON 처리구보다 높게 나타났다(P<0.05). 건물소화율은 P2 처리구가 CON과 P1 처리구들보다 높게 나타났다 (P<0.05). 질소소화율에는 아무런 차이를 보이지 않았다 (P>0.05). 에너지 소화율은 P2 처리구가 CON 처리구보다 높게 나타났다(P<0.05). Lactobacillus에 있어서는 처리구 간에 아무런 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 그러나, Escherichia coli에서는 P2 처리구가 CON 처리구보다 낮게 나타났다(P<0.05). 분내 암모니아(Ammonia), 황화수소 ($H_2S$) 및 메캅탄(Mercaptan)의 농도는 생균제가 첨가된 P1과 P2 처리구들이 CON 처리구보다 낮게 나타났다(P< .05). 그러나, Acetic acid에서는 P2 처리구가 CON 처리구보다 높게 나타났다(P<0.05). 적혈구, 백혈구 및 임파구의 혈중농도는 처리구간 차이를 보이지 않았다(P>0.05). 결론적으로, 초기 비육돈에 있어 Agariemycetes 0.2%의 첨가급여는 사료효율, 건물 및 에너지 소화율, 분내 Escherichia coli 수 및 악취 발생을 감소시키는데 효과가 있는 것으로 나타난 것으로 보아 돈사의 유해가스와 악취를 줄여 그에 따르는 생산성 감소 및 질병을 줄일 수 있을 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제23권2호
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• pp.25-38
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• 2020

태양광 흡수 물분해는 화석연료 대체 에너지원으로 떠오르는 수소에너지를 생산할 수 있는 가장 유망한 방법이다. 현재 전이 금속 디칼코제나이드 (transition dichalcogenide, TMD)는 물분해 촉매 특성이 뛰어난 물질로 많은 관심을 끌고 있다. 본 연구에서는 실리콘 (Si) 나노선 어레이 전극 표면에 대표적 TMD 물질인 4-6족의 이황화 몰리브덴 (MoS₂), 이셀렌화 몰리브덴(MoSe₂), 이황화 텅스텐 (WS₂), 이셀렌화 텅스텐 (WSe₂) 나노시트 합성할 수 있는 방법을 개발하였다. Si나노선 전극을 금속 이온 용액으로 코팅하고, 황 또는 셀레늄의 화학 기상 증착법(chemical vapor deposition)을 이용하는 것이다. 이 방법으로 TMD 나노시트를 약 20 nm 두께로 균일하게 합성하였다. p형 Si-TMD 나노선 광전극으로 구성된 광화학전지는 태양광 AM1.5G, 0.5 M H₂SO₄ 전해질에서 개시 전위 0.2 V를 가지며 0 V (vs. RHE)에서 20 mA cm^-2 이상의 전류를 낼 수 있다. 수소 발생 양자효율은 90% 정도로 우수한 물분해 촉매 특성을 확인하였다. MoS₂ 및 MoSe₂는 3시간 동안 90% 이상의 우수한 광전류 안전성을 보여주었으나, WS₂ 및 WSe₂는 상대적으로 적은 80%였다. MoS₂, MoSe₂는 Si 나노선 표면에 균일한 시트 형태로 씌워졌지만, WS₂, WSe₂는 조각 형태로 붙었다. 따라서 Si 표면을 잘 보호하지 못하기 때문에 Si나노선이 더 잘 산화되어 안정성이 낮아지는 것으로 해석하였다. 본 연구결과는 TMD의 수소 발생 촉매 특성을 이해하는 데 크게 기여할 것으로 예상한다.