• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.250.2-250.2
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• 2010

빛과 공기 중의 이산화탄소를 고정화하여 생성되는 바이오매스(biomass)로부터 다양한 에너지 및 물질을 생산하는 연구는 석유고갈과 환경문제 해결의 한 방안으로서 활발히 진행되어 왔으며, 앞으로도 그 지속 가능성과 환경 친화성에 의해 바이오에너지 이용 및 보급은 꾸준한 증가세를 보일 것으로 전망된다. 바이오디젤, 바이오에탄올의 경우는 미국, 브라질, EU, 한국 등에서 상용화되어 사용되고 있으며 그 생산량이 계속적으로 증가하고 있다. 하지만, 바이오연료의 보급 증가는 식량 자원과의 충돌과 열대우림 파괴 등의 부작용을 일으키고 있다. 이러한 문제 해결의 일환으로 단위면적당 생산성이 대두, 유채보다 월등한 것으로 보고되는 미세조류에 대한 관심이 증가하고 있으며 우수 미세조류종 개발, 미세조류 고속배양 및 수확, 미세조류로부터 에너지 및 유용물질, 소재 생산에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 미세조류로부터 바이오디젤 원료유를 생산하기 위해 Soxhlet을 이용한 추출 방법을 이용하였다. 추출되는 오일은 사용 용매의 극성에 따라 물성과 추출 효율에 차이가 큰 것으로 나타났다. 강한 극성의 용매일 경우, 엽록소와 단백질이 같이 추출되는 문제가 있으며 약한 극성 용매는 세포벽의 방해로 용매가 세포내부로 흡수되지 못하는 문제가 있다. 추출 효율이 높은 극성용매의 경우 불순물을 제거해야 고순도의 바이오디젤의 생산이 가능하고 비극성 용매는 추출 오일의 물성은 좋으나 수율이 매우 낮게 측정되었다. 이러한 동시추출을 방지함과 동시에 추출 효율을 높이기 위해 본 연구에서는 세포벽 파괴 후 용매추출하는 방법으로서 미세조류를 Microwave에 노출시켜 오일 추출율을 증가시키는 전처리 연구를 수행하였다. 전처리시, Microwave에 의한 열 발생은 미세조류를 탄화시키기 때문에 열매체로서 물을 혼합하여 탄화를 방지하고 세포벽 내외부의 가열효과로 세포벽을 파괴하고자 하였다. Microwave에 의한 에너지 손실을 줄이며 세포벽 파괴에 효과적인 수분혼합비를 조사하였으며 Microwave에 노출 후 잔류수분을 건조하고 효율적으로 용매를 접촉시키기 위해 분쇄를 수행하였다. 모든 전처리 반응을 거친 미세조류에서 약 2배 증가된 추출수율을 얻을 수 있었으며, SEM을 통해 전처리 미세조류와 미전처리 미세조류를 분석해본 결과 전처리 미세조류의 다공성이 증가함을 확인하였다. 또한, 90%의 메탄올에 미세조류를 녹여 엽록소 함유량을 측정한 결과, 전처리 미세조류의 엽록소가 미전처리 미세조류보다 약 7배가량 감소함을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.17 no.1
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• pp.23-28
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• 2011

This paper outlines extraction potential of tidal stream resources from the simplified channel in which flow is driven by a head difference between inlet and outlet. Energy extraction alters the flow within a simple channel, and extraction of 10% energy flux in a natural channel would give rise to a flow speed reduction of about 5.7%. If 20% of the undisturbed energy flux is extracted, the flow speed is reduced by 11.3%. The simple channel also suggests that extractable energy might be higher if flow speed reductions are considered acceptable.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.113.1-113.1
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• 2011

미세조류 내의 엽록소는 바이오디젤 전환 반응에서 산 촉매의 활성을 억제 할 뿐만 아니라, 짙은 색상을 띄게하여 바이오디젤 품질규격으로부터 벗어나게 한다. 미세조류의 엽록소 분석은 용매에 의해 엽록소를 추출한 후, 흡광도를 측정하여 그 함량을 계산하는 방법을 널리 사용하고 있다. 건조된 미세조류의 분석은 선택되는 용매에 따라 최대 추출량이 달라지는 것을 제외하고 큰 문제가 없지만 미세조류를 lipid 오일로 변환하면, 용매에 녹지 않아 추출이 되지않는 문제가 발생하여 흡광도 측정을 어렵게 한다. 따라서 미세조류의 형태가 powder일 때와 오일인 경우를 구분하여 용매를 선택해야 하며, 오일 또는 powder 형태 구분 없이 사용할 수 있는 분석법을 적용하여 서로 다른 엽록소 함량을 비교한 후 분석법 간의 상호 장단점을 파악해야한다. 본 연구에서는 메탄올을 용매로 사용하는 분석법(porra et al.)과 아세톤을 용매로 사용하는 분석법(Humphrey and Jeffrey)을 적용하여 엽록소 함량을 비교하였고, AAS(Atomic Absorption Spectrometer)를 통한 Mg 함량 측정을 통해 엽록소 함량을 계산하는 분석법간의 차이를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Navigation and Port Research Conference
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• 2018.05a
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• pp.193-194
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• 2018

최근 정부의 RPS(신재생에너지 의무할당제, Renewable Energy Portplio Standard) 확대 시행과 신재생 3020 정책에 맞물려 정부뿐만 아니라 기업체의 신재생에너지 발전설비용량과 발전량의 확대가 요구되는 시점이다. 특히 조류에너지는 환경친화적이며 지속가능한 에너지원으로서 그 관심이 더욱 커지고 있다. 그러나 조류발전 후보지는 유속이 매우 빠르고, 설치가 어려워 그에 따른 제반사항들이 다른 에너지원에 비해 상대적으로 많다는 단점이 있어, 조류발전단지 구축 시에는 후보지를 선정하고 타당성 조사를 수행하는 과정이 매우 중요하다. 따라서 본 논문에서는 최대의 조류에너지를 얻을 수 있는 해역을 선정하여 조류발전단지를 설계하고 후류의 특성을 분석하였다. 먼저 전자해도의 상세 수심 자료를 추출해 상용 프로그램인 ADCIRC 프로그램에 실제 지형을 수치 모형화하였고, 잠재적 에너지 분포가 높은 해역에 1MW급 수평축 조류발전 터빈을 설계하여 적용하였다. 또한 조류발전단지 내의 터빈의 배치 방법(Centered, Staggered Layout)에 따른 후류의 특성을 분석하여 연간 전력 생산량을 계산하였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.1
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• pp.23-28
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• 2016

In spite of various merit of algae as biofuel, the production cost of algae is a considerable obstacle for commercialization. The concurrent development of essential technologies is needed for the cultivating, harvesting, extracting and energy transformation. The production cost of algae biofuel has still higher than that of the other commercial biofuel. The major research activity has been focused on the cultivating and the research of other processes has been done with relatively lower activity. It is difficult to separate the algae from water because of the similar magnitude of density each other. The agglomeration and extracting of algae with the hybrid technology using ultrasonic wave is rare effect of environmental hazard and also it is appropriate technology for the next generation energy resources. The present research is investigated for the effective separation of algae from water with the ultrasonics wave. The aim of the present research is focused on the establishment of optimal design of algae agglomeration system. For this purpose, the computational fluid dynamic analysis has been conducted in the flow field with ultrasonic wave and algae flow to clarify the mechanism of algae separation by ultrasonic wave.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.175.2-175.2
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• 2011

바이오디젤의 국가별 의무 사용 정책 확대로 인해 원료유 가격이 상승하고 있으며 원료유가 부족한 상황으로 다양한 원료를 찾는 연구가 진행되고 있다. 육상 유지 작물보다 단위면적당 생산성이 매우 높은 미세조류는 제3세대 바이오매스로 주목받고 있으며 산업체 배출 이산화탄소를 이용해 작은 면적에서 배양할 수 있는 장점이 있다. 미세조류로부터 바이오디젤 생산은 먼저 오일 함량이 높은 미세조류 종의 선정과 배양 및 수확 후 효율적인 방법으로 바이오디젤 원료유를 추출하는 과정이 중요하다. 본 연구는 Microwave로 전처리된 미세조류로 부터 원료유를 추출하여, 인지질, 단백질, 엽록소 등의 반응저해 물질을 일부 감소시키고 추출수율을 높였지만, 산가가 80이상으로 높게 추출되고 추출된 오일이 높은 점성을 가지는 문제가 있다. 이로 인해 전이에스테르화 반응의 진행이 불가하였으며 이러한 문제를 해결하기 위해, 에스테르화 반응에 용매를 혼합하여 반응성을 개선하고자 하였다. 추가된 보조 용매는 오일과 쉽게 혼합되어 반응물의 점성을 낮추고, 반응 완료후, 물에 쉽게 용해되는 불순물, 미 반응물, 촉매 등의 분리 및 제거를 용이하게 하는 장점이 있다. 또한 오일과 비교하여 낮은 끓는점을 갖는 용매는 증류를 통해 쉽게 제거가 가능하다. 반응이 완료된 오일은 초기산가 80에서 10이하의 감소를 나타내 용매 혼합 에스테르화의 효율적인 부분을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.285-290
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• 2013

Recently a novel bio refinery process with using nonedible biomass, especially microalgae, has been developed in order to directly reduce $CO_2$ concentration from flue gas and simultaneously produce renewable bio fuel. Micro algae-to-biofuel processes are composed of microalgae cultivation, harvesting, lipid extraction, and bio fuel conversion. So, there are concerns about the energy efficiencies of bio refinery processes. In this study, the net energy ratio of microalgae processes were calculated for the microalgae produced from a pilot photobioreacto using $CO_2$ released from coal combustion. In this study, trans-esterification and pyrolysis processes were used to analyze the net energy efficiencies. Micro algae-to-biofuel processes might produce bio fuels with the higher energy than that of the total consumed energy for cultivation, harvesting, extraction and conversion. If the lipid content of microalgae was higher, the trans-esterification conversion process was more effective than that of pyrolysis process.

• Korean Journal of Microbiology
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• v.54 no.2
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• pp.140-145
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• 2018

The most energy-intensive processes in lipids extraction were the disruption of the cell wall of microalgae. Here, we tried to extract lipids through lysis using virus-infecting microalgae, to compare with those by the other two methods using microwave or ultrasonication. The lipids yield using viral infection was not significantly different from those using ultrasonication and microwave oven. This suggests that the same amount of lipids can be obtained with low energy and costs, as well as that microalgal lipids extraction by chlorella virus infection might provide the price competitiveness in biodiesel production even if it will be applied to mass production facilities.

• Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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• v.25 no.7
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• pp.982-990
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• 2019

The interest of researchers and governments in exploiting tidal energy resources is increasing. Jangjuk strait is a place with high tidal energy density potential and is therefore appropriate for the constructing of a tidal turbine farm. In this study, a numerical approach is presented to evaluate the current flow and power potential in Jangjuk strait with an ADCIRC model. Then, the tidal field characteristics are utilized as input parameters for tidal resource calculation with an in-house program. The 1 MW scale tidal energy converter devices are employed and arranged in 4 layouts to investigate the annual energy yield as well as flow deficit due to the wake ef ect at the surveyed area. The best-performed array generates an annual energy yield up to 12.96 GWh/year (without considering the wake effect); this value is reduced by 0.16 GWh/year when accounting for the energy loss caused by the flow deficit. Moreover, by altering the turbine yaw angle during the flood and ebb tides, the impacts of this factor on the energy extraction are analyzed. This indicates that the turbine array attains the maximum tidal power when the turbine yaw angle is at 346° and 164° (clockwise, to the North) for the spring and neap tide in turns.

• Journal of the Korean Solar Energy Society
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• v.36 no.1
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• pp.75-81
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• 2016

The west and south coastal regions of Korea are known to be of strong tidal current speed. With the increasing demand for renewable energies, the resource assessment has been a crucial issue which should be conducted before any detail planning and development of the potential sites for tidal current farm. Although there are several results of resource assessment of tidal current energy in Korea, the resource assessment method is not officially announced. This undefined methodology makes the results unreliable and useless. Recently new renewable energy potential definition has been announced by KIER (Korea Institute of Energy Research). This categorizes energy potential as four steps; theoretical, geographical, technical and market potentials. This paper describes the resource assessment of tidal current power in Korea based on API (Averaged Power Intercepted). The results show that the Incheon-Gyeonggi and Jeollanam-do are very promising areas for tidal current power in Korea.