수소 동위 원소는 중성자 수에 따라 경수소, 중수소, 삼중수소로 분류될 수 있으며, 각 원소는 특정 분야에서 사용되고 있다. 구체적으로, 중수소는 전자 산업, 원자력에너지 산업, 분석기술 산업, 의약품 산업, 그리고 통신 산업에서 관심을 받고 있다. 냉각 증류, 열 주기 흡수 공정, Girdler sulfide 공정, 그리고 수전해와 같은 기존의 방법들은 각각의 장단점을 가지고 있지만, 공통적으로 막대한 에너지를 필요로 하는 공정에 기반한다는 문제점을 가지고 있다. 높은 에너지 효율을 보이는 기술을 기반으로 분리하는 공정의 개발이 요구되는 실정이다. 이런 맥락에서 막을 사용한 수소 동위 원소 분리 기술이 에너지 소비를 줄이는 유망한 해결책 중 하나라 볼 수 있다. 이 총설에서는 분리막을 활용한 수소 동위원소 분리에 관한 선행 연구와 그들의 작동 원리를 소개하고자 한다. 특히 최근 제시되고 있는, 그래핀 기반 전기적 펌핑을 통한 수소 동위원소 분리기술에 대하여 다루고자 한다. 분리막을 활용한 수소 동위원소 분리에 대한 기술은 이제 개념이 제안되기 시작한 단계이며, 많은 부분에서 해결해야 할 난제가 있다. 그러나 이를 달성할 경우 경제적인 효과가 상당할 것으로 판단된다. 이를 위한 향후 연구 방향에 대해서 논하고자 한다.
고성능 VLSI 설계를 위한 pipeline 형태의 Reed-Solomon을 구현하였다. Shortened RS code의 경우에 있어서 기존의 parallel recursive cell 방식이나[1] 다중 클락 설계와 같은 접근과는 달리 작은 면적에서 단일 클락으로 동작할 수 있는 이중 수소(two-way addressing) 방식의 Euclid 계산을 제안하였다. 이러한 방식은 recursive cell을 병렬 처리하는 Euclid 계산 방식에 비해 면적이나 소비 전력에 있어 장점을 갖고 있음을 synthesis와 전력 모의실험을 통해 검증하였다. 본 설계는 면적상으로 parallerl recursive cell을 이용한 단일 클락euclid 회로가 약 5,000 gate임에 비하여 40% 정도 감소한 3,000 gate 정도에 구현할 수 있었다. 또한 전력 소비면으로는 기존의 recursive cell을 이용한 다중 클락 euclid 회로가 6mW 이상의 전력을 소비하는 반면에 본 설계는 3mW대의 전력 소비를 보여 현격한 차이를 보였다.
고강도 운동 시 산성화의 과정은 수소이온의 방출과 젖산 나트륨염을 형성하는 젖산의 생산 증가에 따른 것이라 설명되어져 왔다. 이 설명에 의하면, 젖산의 생산 비율이 세포내의 수소이온 완충능력을 초과하였을 때 세포의 수소이온 농도는 증가한다고 한다. 이러한 생화학적 과정을 젖산의 산성화라 한다. 이 이론에 따라 고강도 운동 시 젖산의 생산이 대사적 산성화와 피로의 원인이 되는 것으로 해석되어져 왔다. 그러나, 본 고찰에서는 젖산의 생산이 산성화와 피로의 원인이라는 어떠한 생화학적 근거가 없음을 명확히 제시하고 있다. 오히려 젖산의 생산은 해당과정에서 필요한 $NAD^+$의 지속적인 공급을 위해 필수적이며 수소이온을 소비하는 대사과정이다. 젖산의 축적은 세포와 혈중의 수소이온 농도의 증가를 알려주는 좋은 지표가 될 수는 있지만 그것이 산성화의 직접적인 원인은 아니다.
Candida tropicalis KIST 351을 $2.5{\ell}$ 및 $28{\ell}$ 발효조에시 배양하여 석유 유분별자화능, 석유탄화수소기질의 즉차적 유가배양(流加培養), 폐배지(spent medium)의 재사용 및 연속배양 등 배양기술적인 기초문제를 검토한 바 그 개요는 다음과 같다. (1) 각종 경유유분(LGO, HGO, VGO, Diesel oil, SP(E), HGO-wax, L/M-wax)에 있어저 균체농도는 $11{\sim}15g/{\ell}$, 경유에 대한 수율은 $10{\sim}12%$, 소비된 n-paraffin에 대한 수율은 $77{\sim}82%$였다. (2) 동 균주를 유가배양 함으로써 균체들 배지에 대하여 $18.9g/{\ell}$, 경유에 대한 수율을 13%로 향상시킬 수 있었다. (3) 폐배지는 탄화수소를 유화시키고 증식을 촉친하는 효과를 가지고 있었으며 $Mg^{++}$를 보충하지 않었을 때는 20%, 보충하였을 때는 50%까지 회수 재 사용 할 수 있었다. (4) 균체생산을 위한 연속배양의 최적희석율은 $D=0.1{\sim}0.125\;hr^{-1}$의 범위내에 있으며, 이때의 균체농도는 약 $8g/{\ell}$였고, $D=0.125\;hr^{-1}$에서의 균체생산속도는 $1.0\;g/{\ell}/hr$로써 최대치에 달하였다. 소비된 경유 중의 n-paraffin에 대한 균체수율은 $D=0.1\;hr^{-1}$에서 0.94로써 최대치를 보였다. 그러나 희석율 $0.1\;hr^{-1}$에서 공급된 n-paraffin의 약 24%가 기질로써 소비 되지 않었으므로 이에 대한 적절한 대책이 요구된다.
축산물등급판정제도는 축산물 생산, 유통, 소비에 이르기까지 모두에게 도움을 주는 제도로서 정부에서 수입축산물의 파고를 넘기 위해 `93년도에 우리나라 최초로 축산물등급판정관련법적 근거를 마련하여 시행한 제도이다. 동 제도를 시행한 지도 벌써 10년이 훌쩍 넘어서고 있다. 등급판정 시행 초기에 한우 출하 생체중이 약 450kg 정도 이었던 것이 현재는 600kg이 넘어서고 있다. 등급판정기준 제정당시의 한우수소 거세율은 0$\%$에 가까웠으나, `03년 현재 수소의 거세율이 30$\%$를 육박하고 있고, 젖소 수소의 거세율은 `97년의 2$\%$에서 `04년도에는 78$\%$로 급격한 증가를 보여 등급제도시행에 따라 고급육생산의 기초를 다지는데 일조하고 있다. 돼지의 경우 `93년도의 출하 도체중(박피기준)이 65kg이었던 것이 `03년도에는 77.3kg에 이르렀고, 등지방두께 또한 4$\~$12mm가 `04년도에는 12$\~$22mm로 두꺼워 졌다. 계란등급판정은 `02년 12월 처음 시작하여 현재 9개소에서 월평균 850만개 판정하고 있다. 닭고기 등급판정은 `03년 4월 시작 이래 `04년 현재 4개소에서 월평균 13만수 정도 판정하고 있다. 이러한 등급판정 대상증가 및 물량확대는 소비자의 축산물에 대한 고급화 규격화 선호가 등급판정이후 꾸준하게 증가한 것에 기인한다.
Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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제34권8호
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pp.1050-1056
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2010
디젤기관은 공기만을 흡입 압축한 후에 연료를 분사하여 연소하기 때문에 높은 압축비가 가능하다. 높은 압축비에 의한 고효율의 장점과 연료의 직접분사에 의한 매연미립자의 배출 및 질소산화물의 배출이 많은 단점을 갖고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 많은 연구들이 진행되었으며 수소를 흡기중에 공급하는 기술도 연구되고 있다. 본 논문에서는 미량의 수소를 연소실에 공급하여 엔진성능에 미치는 영향을 평가하였다. 토크와 엔진속도를 100%, 75%, 50%, 25%, 0%와 700rpm, 1000rpm, 1500rpm, 2000rpm로 구분하여 실험하였다. 실험결과 질소산화물이 약간 증가하였지만 연료소비율, 스모크와 일산화탄소 배출은 감소하였다. 수소의 첨가는 저부하 영역에서는 효과가 거의 없었지만 고부하 영역에서 큰 효과가 있었다.
지속적인 화석연료의 과도한 소비는 지구온난화와 기후환경 위기를 초래하고 있다. 이에 따라 화석연료의 대체 에너지 중 수소에너지가 주목받고 있는데, 수소에너지는 공해물질의 배출이 없고 자원적인 제약이 없다는 장점이 있다. 이에 따라 물의 전기분해를 이용하여 수소를 생산하는 수전해 시스템 및 수소에너지를 연료로 사용하여 전기를 생산하는 연료전지 시스템과 관련된 다양한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재 중 하나인 음이온 전도성 이오노머 소재를 대상으로 과량의 수화 상태를 반영하여 3D 이오노머 모델을 제작하였다. 최종적으로 과량의 수화상태에서 이오노머의 구조적인 안정성과 성능 분석을 통해, 수전해 시스템과 연료전지의 핵심 소재인 음이온 전도성 이오노머 설계에 있어서 성능향상 인자를 제시하고자 하였다.
반도체 가스센서에서는 가연성 및 탄화수소계 가스를 감지 하기 위해서 $100{\sim}500^{\circ}C$ 이상의 동작온도를 필요로 한며, 이에 따라 반도체식 가스센서의 마이크로 히터 소재는 고온에서 열적 안정성이 있는 소재가 요구된다. 현재 상용화되고 있는 반도체식 가스센서는 실리콘(Silicon) 기반의 MEMS 기술을 이용한 가스센서이며, 구조적으로나 성능적 한계가 드러남에 따라 실리콘 이외의 다양한 재료의 MEMS 응용기술 개발이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 실리콘의 재료적 한계를 극복하기 위해 다공성 알루미늄 산화물(AAO)을 기판으로 사용하여 마이크로 히터를 제작하였다. AAO의 제작에 앞서 CMP, 화학연마, 전해연마를 이용하여 적합한 전처리 공정을 선정하였고, AAO 제작 시 온도, 시간, 전압의 변수를 주어 마이크로 히터 기판에 적합한 공정을 탐색하였다. 마이크로 플랫폼은 MEMS 공정으로 제작되었으며, PR(Photo Resist)을 LPR(Liquid Photo Resist)과 DFR(Dry Film Resist)로 각각 2종 씩 선택하여 AAO에 적합한 제품을 선정하였다. 제작된 마이크로 히터는 $1.8mm{\times}1,8mm$로 소형화 하였고, 열손실의 제어를 위해 열확산 방지층을 추가하였다. 구동 온도, 소비전력, 장시간 구동시 안정성의 측정 및 평가는 적외선 열화상 카메라와 kiethly 2420 source meter를 이용하여 측정하였으며, 열확산 방지층의 유 무에 따른 온도 분포 및 소비전력을 비교평가 하였다. 최종적으로는 현재 사용화 되어있는 가스센서들의 소비전력과 비교 평가 하여 논의 하였다.
면섬유는 천연적으로 지방, 왁스, 펙틴, 단백질 등 비섬유소 물질과 천연색소를 지니고 있는데다가, 제직 시 제직성 향상을 위해 가호를 하게 된다. 그러므로, 면섬유의 염색ㆍ가공을 효과적으로 하기 위해서 발호, 정련, 표백의 전처리 과정을 거치게 된다. 이 전처리 공정은 용수를 다량 소비하고 BOD/COD등의 폐수부하가 크므로 환경부하 감소의 차원에서 용수 재사용 기술개발과 환경친화적인 조제의 사용이 바람직하다. (중략)
환경변화 모니터링을 위한 지표생물로서의 척추동물의 중요성 생태계 에너지피라미드(energy pyamid)에서는 영양단계가 한 단계 올라갈 때마다 포식자들은 섭취한 먹이량의 약 90%를 생활에 필요한 호흡과 생리작용을 통해 소비하고 단지 10% 정도만이 다음 영양단계로 올라간다고 알려져 있다(Brum et al 1994). 그러나 염화탄화수소와 같은 오염물질들의 생체내에서의 대사효율은 다른 먹이의 약 20%에 불과하여 결국 50% 정도가 다음 단계의 소비자에게 전달되게 되는 셈이다. (중략)
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[게시일 2004년 10월 1일]
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