• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권5호
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• pp.507-514
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• 2022

There is growing interest in sustainable energy sources that can reduce fossil fuel dependence and environmental pollution while meeting rapidly growing energy demands. Hydrogen have been investigated as one of the ideal alternative energies because it has relatively high efficiency without emitting pollutants. The light-sensitized enzymatic (LSE) system, which uses hydrogenase-enzymes, is one of the methods towards economically feasible system configurations that enhance the rate of hydrogen generation. Hydrogenase is an enzyme that catalyzes a reversible reaction that oxidizes molecular hydrogen or produces molecular hydrogen from protons and electrons. In this paper, utilization of [NiFe]-hydrogenase (from Pyrococcus furiosus) in photoelectrochemical hydrogen production system such as handling, immobilization, physicochemical and electrochemical analysis, process parameters, etc. was introduced.

• 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.

• KSBB Journal
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• 제6권2호
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• pp.181-187
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• 1991

본 연구에서는 PV에 아나베나세포를 흡착법에 의하여 고정화하였다. 진탕배양하면서 고정화한 겨웅에 비하여 반응기속에 배양액을 trickling 시키면서 배양하고 고정한 경우 높은 세포밀도를 보였다. PV에 고정화한 세포들의 생리적 활성을 조사한 결과 광합성능이 암처보관시에 free cell에 비하여 안정됨을 보였고, msx처리시의 암모니아의 방출도 증가하였다. 뿐만 아니라 고정화한 세포에서 광합성활성의 온도에 대한 내성이 증가하였으며 nitrogenase 효소 활성도 free cell에 비하여 크게 증가하였다. nitrogenase효소에 의한 연속적인 광수소발생을 조사한 결과 혐기적 조건하에서 연속적으로 수소가 생성됨을 볼 수 있었는데 그 발생양은 4mg의 엽록소에 해당하는 아나베나를 충진한 trickling-medium 반응기에서 6일동안 1.6ml의수소가 생성되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.251.1-251.1
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• 2010

바이오디젤은 동식물성 기름과 메탄올의 트랜스에스테르화 반응에 의해 생산되는 지방산메틸에스테르(FAME, fatty acid methyl esters)로서, 트랜스에스테르화 공정에는 KOH, NaOH, $NaOCH_3$등의 균질계 화학촉매를 이용한 방법, 무촉매 공정인 초임계 메탄올 이용 방법, 그리고 효소촉매를 이용한 방법이 있다. 초임계 공정은 에너지 소비와 장치비가 커서 경제성이 떨어지는 것으로 보고되며 화학촉매 공정은 반응 효율이 높다는 장점을 가지고 있지만, 반응 및 정제단계가 복잡하고 정제과정에 폐수를 발생시키는 문제점을 가지고 있다. 고정화 효소를 사용하는 효소 공정은 에너지 비용의 절감, 후 처리 공정의 단순화, 고 순도의 글리세롤을 얻을 수 있는 장점이 있지만, 반응 속도가 느리고 효소 가격이 비싸다는 단점이 있어 현재까지 상업화되지 못하고 있다. 반응속도가 높고 재사용이 가능한 효소 촉매 공정 개발을 위해 본 연구에서는 Candida rugosa, Rizhopus oryzae 2종을 실리카에 동시 고정화하였다. 고정화 Lipase의 제조는 실리카겔을 과산화수소를 이용하여 전처리를 하고 Acetone과 3-APTES의 혼합용액을 첨가한 후 실리카겔과 (silanization)을 진행 하였다. 그리고 glutaraldehyde를 첨가 하여 공유 결합을 형성 한 후에 증류수를 사용하여 실리카겔을 회수하여 lipase(Rizhopus oryzae, Candida rugosa 10% 용액)를 고정화 하였다. 고정화 효소의 효소 활성을 측정한 결과 3000-3500 Unit(${\mu}mol/g{\cdot}min$)으로 측정되었다. 제조된 고정화 효소를 이용하여 Canola Oil을 바이오디젤로 전환하는 실험을 진행하였으며 생성물로부터 고정화 효소를 분리한 후에 상층의 에스테르층을 취하여 수세한 뒤 원심분리하여 FAME 함량을 측정한 결과 83%의 바이오디젤을 얻을 수 있었다. 그리고 효소 촉매 트랜스에스테르화 반응의 Enzyme, Water, Methanol 투입량의 반응 변수들에 대하여 반응표면분석법(Response Surface Methodology)을 적용하여 최적 반응조건을 도출하는 연구를 수행하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제14권1호
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• pp.15-22
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• 2008

본 연구는 효소복합체 처리가 양돈분뇨의 액비화 과정의 악취제어 가능성을 조사하기 위하여 액비저장 탱크에 4주간 저장하면서 효소복합체 처리, 폭기 처리, 효소와 폭기 동시 처리 및 대조구로 나누어 비교하였다. 또한 효소복합체를 돈사에 살포하여 돈사내 공기의 질과 양돈장 부지경계선에서의 복합악취농도를 조사하였는데, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 효소복합체와 폭기 처리는 양돈분뇨의 액비화 과정의 암모니아와 황화수소 농도에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며, 암모니아와 황화수소 농도는 4주간의 액비화 과정 동안 지속적으로 감소되었다. 효소복합체의 일정 수준 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 악취저감을 위한 효율적인 수단이 될 수 있을 것으로 판단된다. 효소복합체와 폭기 처리는 양돈분뇨의 액비화 과정의 총질소, 총인 및 암모니아성 질소 농도에 영향을 미치는 것으로 조사되었으며, 효소복합체 처리는 양돈분뇨 액비의 품질 유지와 악취저감을 위한 하나의 기술적 대안으로 충분한 것으로 보인다. 효소복합체 살포는 돈사내 공기의 질을 개선하고 양돈장의 부지경계선에서의 복합악취 저감에도 효과적으로 작용하는 것으로 나타났다. 이상의 결과를 요약하면, 효소복합체 처리는 양돈분뇨 액비화 과정의 악취제어와 고품질 액비제조 가능성이 인정되며, 돈사 내부 및 양돈장 환경개선과 악취저감 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제22권3호
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• pp.336-339
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• 2011

해조류는 잠재력이 있는 풍부한 발효기질이다. 해조류의 효소가수분해를 상업용 셀룰라아제 및 비스코자임과 함께 알칼리 과산화수소 전처리에 의해서 검토하였다. 본 연구에서 사용된 해조류는 구멍갈파래이며, 전처리 평가는 효소가수분해 후 얻어진 글루코오스의 수율로 나타내었다. 알칼리 과산화수소는 과산화수소 1 wt%에 수산화나트륨을 1~1.75 wt% 범위로 혼합하였다. $60^{\circ}C$에서 3 h 동안 전처리한 결과 5 wt% 과산화수소를 사용했을 때에 가장 높은 글루코오스 전환율을 보였다. 알칼리 과산화수소로 전처리한 후 필요한 효소의 양은 전처리하지 않은 구멍갈파래에 비하여 상당히 절감되었으며, 아울러 효소 가수분해동안 얻어진 글루코오스의 양은 증가되었다.

• KSBB Journal
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• 제20권6호
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• pp.447-452
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• 2005

본 연구에서는 과일 폐액으로부터 고정화 세포를 이용하여 수소생산을 위한 배양조건을 조사하였다. 각종 과일 폐액 중에 수박 폐액에서 환원당의 함량이 가장 높았으며, 수소생산량은 2319.2 mL/L이었다. 고정화 물질 sodium alginate의 농도와 크기에 따른 수소생산성 효과는 검토범위 내에서는 적었다. 고정화된 비드의 내부 관찰에서 세포가 왕성하게 생육하고 있음을 확인했다. 대사의 효소물질로 이용될 수 있는 각종 아미노산의 첨가는 종류에 관계없이 수소생산성에 영향을 거의 미치지 않았다. 금속이온 $FeSO_4$를 첨가한 결과 최적 농도는 1.2 g/L이고, 1.3배의 수소생산 증가를 나타났다. 수소생산정지 후 배양액의 유기산은 lactic acid와 butyic acid가 가장 많았다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.449-452
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• 2009

철,셀레늄,그리고 몰리브데늄이 결여되어 있는 최소배지는 Escherichia coli MC4100의 혐기성 배양에서의 수소생산을 억제하였다. 철, 셀레늄, 그리고 몰리브데늄은 대장균과 Enterobacter 모두의 formate dehydrogenase ($FDH_{II}$) 효소의 보조인자로 알려져 있다.그러므로 이러한 미량성분들이 최소배지에 결여되어 있을 때는 $FDH_{II}$를 통한 수소생산이 대장균 뿐만 아니라 E. aerogenes에서도 저해될 것이다. 이러한 성분들이 부족할 때 E. aerogenes 413에 의한 수소 생산은 지연되었다.그러므로,E. aerogenes에 의한 수소 생산은 NADH의 재산화가 아닌 포메이트 탈카복시 반응에 의해서 시작된다고 사료된다.

• 대한의생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.103-112
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• 1998

과산화 효소와 포도당 산화효소의 효소반응을 이용하여 혈액 중 당을 측정하는 혈당 측정 용 스트립을 개발하였다. 멤브레인에 포도당 산화효소와 과산화 효소, 색원체를 건조처리하면 혈당이 멤브레인에 처리된 포도당 산화효소와 즉각 반응하여 과산화 수소를 발생하고 발생된 과산화 수소가 과산화 효소와 반응하여 착색물을 형성한다. 제조된 스트립은 혈액과 접촉하면 반응시간 2∼3분 이내에 0∼800mg/d1의 혈당에 대하여 농도에 따라 연 녹, 청 녹, 짙은 청색을 나타내며 이때 민감도는 40 mg/dl이었다. 육안용 혈당 스트립을 이용하여 정상을 포함한 당뇨 환자의 혈당 농도를 측정한 결과 Ames사와 BM사에서 시판하고 있는 제품과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 개발된 스트립이 자동 분석기기의 재료로 활용될 수 있는지 여부를 알아보기 위하여 분광 비색계로 발색 반응의 최적 파장을 분석하고 최적 파장에서 각 혈당 농도별 반사 밀도를 측정하여 검정선을 얻었다. 이 검정선에 의해 임상 혈청시료의 혈당 농도를 측정한 결과 일본의 Kyoto Daiichi사의 혈액 분석시스템과 유사한 결과를 얻었다. 이로서 본 연구에서 개발한 혈당 스트립을 이용하여 혈액 중 혈당량을 육안으로 측정할 수 있음은 물론 자동 분석기기의 기본 시료로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.111-121
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• 2005

이 연구는 광화학적 물분해 수소제소 기술의 일환으로 수행 중인 광촉매와 바이오촉매를 복합한 시스템 활용 기술에서 광촉매가 갖는 물리적 특성의 영향을 파악하고자 진행되었다. 다양한 물리적 특성을 갖는 광촉매 얻기 위하여 상용광촉매, 수열화법(HT-TiON), 리고 저온합성법(LT-TiON) 등을 이용하여 샘플을 준비하였다. 가시광 감응을 위하여 암모니아나 triethylamine 처리를 하여 질소를 도핑도 시도하였다. 시도된 복합시스템은 인위적인 전자주개 없이 수소를 발생시키는 결과를 보여주었으나, 광촉매로부터 엔자임으로의 전자전달 부분이 율속단계로 확인되었다. 사용된 광촉매 샘플에 따라 수소발생량에 차이가 나타난 결과로 광촉매의 미세구조 (결정상, 결정도, 기공 크기 및 비표면적 등)이 중요한 역할을 하는 것으로 판단되었다. 얻어진 결과들을 활용하여 재료들이 고정화된 새로운 시스템 구성을 제안하였다.