• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.93-103
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• 2021

기후변화 대응과 탄소배출 저감에 대한 심각성 및 필요성이 중요시 되면서 세계 각국은 온실가스를 감축하고자 하는 노력을 지속하고 있다. 다양한 노력들 중 탄소기반 연료 사용 시 발생되는 이산화탄소를 포집하여 활용하는 CCUS에 대한 연구가 활발히 진행되고 있으며, 이러한 관점에서 CCUS와 함께 활용될 수 있는 가압 순산소 연소에 대한 연구도 여러 연구자들에 의해 진행되고 있다. 본 연구는 가압 순산소 연소의 화염 구조와 오염물질 배출과 관련된 기초적인 정보를 분석하는데 목적이 있다. 이를 위해 대향류 확산 화염 모델을 이용하여 압력 및 산소분율에 따른 연소의 특성을 분석한 결과, 압력이 높을수록 화학 반응의 활성화로 인한 반응율의 증가로 연소 온도가 증가하고 화염두께는 감소한 반면, 산소분율이 높을수록 반응율 증가 및 산화제 운동량 변화에 따른 확산의 영향으로 연소 온도 및 화염두께 모두 증가하였다. 이와 관련된 열방출 반응을 3가지 구간으로 구분하여 분석한 결과, 특히 산소분율이 증가할수록 산화제 측면에서 나타나는 화학 반응이 혼합분율에 따라 크게 두 개의 영역으로 세분화되는 특성이 나타났다. 또한, NO의 생성 메커니즘에 따라 구분된 배출지수(EINO)를 분석하였고, 각 해석 조건에 따른 NO의 생성 경향을 제시하였다.

• 환경영향평가
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• 제32권1호
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• pp.49-59
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• 2023

산업의 발달로 인해 지구의 온도는 계속해서 상승하고 있으며, 우리나라의 수도권은 인구의 50.4%가 밀집해 있다. 그러므로 다른 지역에 비해 온실가스의 배출량이 많고 이로 인한 도시의 온도 상승이 높을 것으로 예상된다. 이러한 도시의 온도 상승은 도시 생태계 및 인간의 생활에 영향을 미치므로 이에 대한 대책 수립이 필요하다. 그러므로 본 연구는 수도권 7개 관측소(강화, 서울, 수원, 양평, 이천, 인천, 파주)에서 관측된 2-4월 평균온도와 매화(Prunus mume), 개나리(Forsythia koreana), 진달래(Rhododendron mucronulatum), 벚나무(Prunus serrulate), 복숭아(P. persica), 배나무(Pyrus serotina)의 개화일을 이용하여 과거부터 현재까지 도시화로 인한 식물계절의 변화를 분석하였다. 그리고 두개의 극단적인 RCP(Representative Concentration Pathways) 시나리오인 RCP 2.6 및 RCP 8.5 시나리오를 이용하여 향후 수도권의 미래 기후를 예측하고 이에 따른 식물계절의 반응을 예측하여 온실가스 저감 정책의 차이에 따른 식물계절 개화 시기의 차이를 분석하였다. 그 결과 1900년대부터 2019년까지 식물계절은 앞당겨지고 있으며, 지금과 같은 온실가스의 배출이 이뤄질 경우 수도권의 FFD (first flowering date)는 현재보다 18-29일 앞당겨지고, 이는 전국 평균 FFD보다 더 빨라지는 것을 확인할 수 있었다. 수도권의 FFD는 더 빠를 것으로 예상되는데, FFD는 온도변화와 상관관계 높기 때문이다. 식물계절의 변화는 생태계에서 서로 상호작용하는 종들의 먹이사슬의 불일치를 야기하여 생태계의 파괴로 이어질 수 있다. 그러므로 도시화로 인한 온도 증가와 이로 인해 발생하는 FFD 변화에 대한 대책 마련이 필요하다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.109-122
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• 2011

온실가스배출억제와 수입원유저감을 위하여 전 전기자동차의 도입이 활발하게 추진되고 있다. 이의 항속거리 연장을 위한 리튬이온 이차전지 소재와 공정개발 등의 연구개발 동향, 그리고 양산체제 구축 중에 있는 리튬이온 이차전지 메이커의 계획도 조사하였다. 완성차메이커와는 수평분업적인 협력관계가 형성되고 있음을 볼 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.81-91
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• 2010

플러그인 하이브리드자동차의 개발이 활발하다. 배전망으로부터의 전력을 수송에 사용함으로써 온실효과가스 배출과 화석연료소비를 저감시킨다. 향후 2030년까지의 플러그인 하이브리드자동차용 축전장치로는 리튬이온 이차전지가 가장 현실적인 기술이다. 리튬이온 이차전지 기술의 현황을 리뷰하고 장차 실용화될 것으로 전망되는 양극소재의 특성을 비교한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제15권6호
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• pp.83-91
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• 2014

최근의 국제사회는 경제성장에 따른 기상이변을 방지하고자 이산화탄소, 온실가스 등의 환경 오염물질 배출 저감을 요구하고 있다. 이러한 요구사항에 따라 에너지 다소비 산업 가운데 도로건설에 대한 효율적인 환경오염물질 배출 저감 방안이 요구된다. 본 논문에서는 전과정 영향평가의 절차에 적합한 도로건설공사 환경영향평가 프로세스를 제시하고, 이를 바탕으로 다수의 도로건설공사에 대하여 주요 건설자재의 환경부하량을 분석한 후, 1km 도로건설공사에서 발생하는 평균 환경부하량을 제시하고 있다. 주요자재수량에 대해서는 환경부하량에 대한 민감도 분석을 실시하였으며, 이러한 분석결과는 도로건설공사의 공법 및 자재별 수량 변화에 따른 전과정 환경영향평가에 유용하게 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.439-449
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• 2021

최근 온실가스 저감과 더불어 저탄소배출 정책 등 환경오염에 관심이 증대되고 있다. 이에 따라 탄소배출을 저감할 수 있는 수소전지자동차를 비롯한 친환경 자동차의 보급률이 증가하고 있어 이에 대한 방재 및 안전관련 대책에 요구되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 지하주차장의 장소에 국한하여 환기조건에 따라 수소연료자동차의 방출 시 수소의 농도 분포에 대한 위험정도를 수치해석을 통해 분석하였다. 그 결과, 수소탱크가 1개만 방출 될 경우 지하주차장 내 수소의 가연체적비는 최대 8.6%로 나타났으며, 환기가 지속적으로 이루어짐에 따라 연소가능한 수소의 체적비율은 150초 이후 1% 미만으로 감소되는 것으로 분석되어 기계적인 환기가 필수적인 것으로 분석되었다. 수소탱크 3개가 동시방출 또는 단계방출의 경우 최종적인 수소의 가연체적비율은 유사하지만 단계적으로 지연 방출함에 따라 방출 초기 수소의 가연체적비율의 증가폭이 낮은 것으로 나타났으며, 이에 따른 수소탱크 방출 시나리오의 추가적인 연구가 필요한 것으로 예상된다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제45권3호
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• pp.185-199
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• 2017

메탄은 자연적인 발생원과 인위적인 발생원에 의해 배출되며 지구온난화를 야기하는 대표적인 온실가스이다. 메탄을 탄소원과 에너지원으로 이용하는 메탄산화세균은 메탄의 생물학적 산화에 중요한 역할을 한다. 메탄산화세균의 서식지는 매우 다양하며 메탄산화반응의 핵심 효소인 methane monooxygenases (MMOs)는 메탄뿐 아니라 다른 기질을 산화할 수 있는 기질특이성을 가지고 있다. 이러한 메탄산화세균의 특성으로 인해 생물학적 메탄 저감 기술과 생물정화기술 분야에서 메탄산화세균의 활용에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설 논문에서는 메탄산화세균의 종류, MMOs의 특성과 메탄산화세균의 고농도 배양 기술에 관한 최근 정보를 정리하였다. 또한 메탄산화세균을 이용한 생물학적 메탄 저감 관련 실험실 규모와 매립지 현장에서의 기술 개발 현황 및 적용 결과를 소개하였다. 이러한 생물학적 메탄 저감 시스템에서 메탄산화세균의 군집 거동 특성도 고찰하였다. 마지막으로, 메탄산화세균을 활용한 생물공학기술의 혁신을 위해 필요한 과제로 대사활성이 우수하거나 신규 대사능력을 가진 메탄산화세균의 지속적인 탐색 연구, 고농도 세포 대량배양기술 개발 및 미생물 컨소시움(메탄산화세균과 비메탄산화세균의 컨소시움) 디자인 및 관리 기술 등이 필요함을 제안하였다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.63-73
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• 2019

연소공정 내에서 질소산화물 배출을 저감하는 선택적 무촉매 환원장치 내부의 화학반응 및 저감효율에 대한 수치해석이 실행되었다. 선택적 무촉매 환원장치에서 저감된 질소산화물은 질소뿐만 아니라 아산화질소로도 전환된다. 아산화질소는 온실가스로써 지구온난화에 영향을 끼치기 때문에 선택적 무촉매 환원장치 내의 질소산화물 제어와 동시에 아산화질소 생성제어가 요구되어진다. 본 연구에서는 선행연구에서 실행된 실험과 온도조건과 가성소다의 첨가량이 동일한 선택적 무촉매 환원장치 내의 전산해석을 실시하고 비교하여 전산해석의 신뢰성을 확인하고, 가성소다 첨가량을 추가적으로 조절하여 질소산화물의 저감 효율과 아산화질소 생성량을 예측하였다. 전산해석은 후단의 측정점을 설정하여 각 물질의 질량분율을 확인하였다. 세부적으로는 측정점에서 유동방향에 수직한 면을 설정하여 온도 조건과 가성소다 첨가량에 따른 각 물질의 평균 질량분율을 비교하였다. 실험값과 전산해석에 의한 모사값은 최대 18.9%의 오차를 보이며 대체적으로 잘 예측됨을 확인하였으며 가성소다 첨가량을 증가시켰을 땐 70% 이상의 제거율의 온도 범위가 넓어지는 것을 확인하였다. 따라서 반응온도의 낙차가 크고 잦은 폐기물 소각시설 등에서 효과적일 것으로 예상된다.

• 한국기후변화학회지
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• 제9권4호
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• pp.423-433
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• 2018

본 연구에서는 고농도 미세먼지의 발생과 연관된 대기패턴을 조사하고, 이를 바탕으로 한반도의 고농도 미세먼지의 발생을 예측할 수 있는 지수를 개발하였다. 또한 개발된 지수를 이용하여 미래의 한반도 고농도 미세먼지 발생과 연관된 대기 패턴의 변화를 살펴보았다. 서울지역 미세먼지 농도의 변동성을 조사하기 위해, 황사 발생 사례일을 제외한 미세먼지 고농도 사례일은 대기환경기준에 따라 24시간 평균 $PM_{10}$ 농도가 $100{\mu}g/m^3$ 이상일 경우로 정의하였다. 미세먼지 연평균 농도는 2001년부터 꾸준히 감소하는 경향을 보이며, 2012년 이후에 감소 추세가 주춤하였으며, $PM_{10}$ 고농도 사례일수도 2003년부터 2016년까지 대체로 감소하였다. 그러나 4일 이상 지속되었던 고농도 사례만을 살펴보면 2001년과 2003년을 제외하고 뚜렷한 감소 경향을 찾아보기 어렵고 전반적인 대기질 향상에도 불구하고 지속적으로 발생하는 것을 알 수 있다. 4일이상 지속되는 고농도 사례는 최근 들어 뚜렷한 경향을 보이지 않고, 기상조건 등의 다른 발생원이 있음을 알 수 있다. 그러므로 고농도 사례에 대한 대기 순환장의 특징을 살펴보기 위해 한반도의 고농도 사례일에 대한 대기패턴의 합성장을 분석하였다. 고농도 사례가 발생하였을 경우, 한반도 상공에 고기압에 위치하면서, 극의 찬 공기의 유입을 차단하며, 상층 동서 방향 바람은 한반도 북쪽으로 흐르게 된다. 따라서 한반도 지역은 차고 건조한 북서풍이 약화되고, 풍속이 감소된다. 이러한 한반도 미세먼지 고농도 사례와 연관된 대기패턴을 바탕으로 겨울철 한반도 $PM_{10}$ 농도를 전망하기 위한 미세먼지 고농도 지수를 정의하여 사용하였다. 먼저 500 hPa 지위고도, 500 hPa 동서 방향 바람 성분, 850 hPa 남북 방향 바람 성분과 $PM_{10}$과의 상관성이 높은 지역에서 각 변수를 영역 평균하고 표준화 과정을 거친 후 각 변수에 대한 지수를 계산하고, 각 지수의 합으로 한반도 미세먼지 고농도 지수 (KPI)를 정의하였다. 한반도 미세먼지 고농도 지수를 CMIP5에 참여하는 10개의 기후모형에 적용하여 미래 한반도의 고농도 미세먼지를 발생시킬 수 있는 대기패턴의 변동성을 살펴보았다. 겨울철 한반도에서 대기의 정체를 유발하여 심한 대기오염을 발생시킬 수 있는 기상 조건의 빈도가 기후변화에 따라 크게 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 증가는 한반도 주변의 평균 대기 상태의 변화와 일치한다 (Cai et al, 2017). 이 연구는 $PM_{10}$ 관측자료 기간이 2001년부터 2016년까지의 총 16년 동안의 자료 만을 이용하여 한반도 고농도 미세먼지 발생과 관련된 대기패턴을 분석하였기에 대기오염과 연관된 기상조건을 완벽하게 식별하지는 못하였을 것이다. 향후 연구를 통해서 $PM_{10}$과 더불어 $PM_{2.5}$의 자료를 활용하여 상세한 분석이 필요할 것으로 보인다. 그럼에도 불구하고, 본 연구의 결과는 지구 온실가스 배출로 인한 대기 순환의 변화가 한반도 고농도 미세먼지 발생 사례를 증가시키는 중요한 역할을 할 수 있음을 시사한다. 지구 온난화가 심해진다면, 작은 대기 오염 배출이라도 축적이 되어 고농도 미세먼지 현상이 발생 할 수 있다. 따라서 대기 오염 배출 저감 노력뿐만 아니라, 온실가스 배출량을 줄이기 위한 노력이 동시에 필요할 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권4호
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• pp.245-253
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• 2019

BACKGROUND: Weathering of bottom ash (BA) might induce change of its surface texture and pH and affect physical and chemical properties of soil associated with greenhouse gas emission, when it is applied to the arable soil. This study was conducted to determine effect of weathering of BA in mitigating emission of greenhouse gases from upland soil. METHODS AND RESULTS: In a field experiment, methane (CH₄), carbon dioxide (CO₂), and nitrous oxide (N₂O) emitted from the soil was periodically monitored using closed chamber. Three month-weathered BA and non-weathered BA were applied to an upland soil at the rates of 0, 200 Mg ha^-1. Maize (Zea mays L.) was grown from July 1_st to Oct 8_th in 2018. Both BAs did not affect cumulative CH₄ emission. Cumulative CO₂ emission were 23.1, 19.8, and 18.8 Mg/ha/100days and cumulative N₂O emission were 35.8, 20.9, and 17.7 kg/ha/100days for the control, non-weathered BA, and weathered BA, respectively. Weathering of BA did not decrease emission of greenhouse gases significantly, compared to the weathered BA in this study. In addition, both BAs did not decrease biomass yields of maize. CONCLUSION: BA might be a good soil amendment to mitigate emissions of CO₂ and N₂O from arable soil without adverse effect on crop productivity.