• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.07a
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• pp.177-186
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• 2005

미래의 친환경 에너지인 수소에너지 생산을 위해서 생물학적인 수소생산방법에 관한 관심이 증폭되고 있다. 생물학적인 수소생산 방법에는 여러 가지가 있으나 그중 유기물을 혐기발효하여 수소를 생산하는 방법에 관한 연구가 수행되었다. 본 연구에서 혐기성 미생물인 Enterobacter asburiae SNU-1이 쓰레기 매립지 토양에서 분리되어 수소생산 조건의 최적화 실험을 수행하였다. 본 실험에 이용된 미생물의 경우는 기존에 연구 된 적이 없는 새로운 종으로써 다른 미생물과는 다른 특징을 나타내며 수소생산 능력도 뛰어난 것을 알 수 있었다. 미생물을 이용한 수소생산에 영향을 미치는 인자로는 pH, initial glucose concentration 등이 있으며 각각의 조건에서 수소생산량을 비교하였다. 실험 결과 strain SNU-1의 최적 pH는 7이었으며 최적 initial glucose concentration은 25 g/1이다 이와 같은 최적 조건에서 strain SNU-1은 6.87 mmol/l/hr의 productivity를 나타내었다. 또한 다른 미생물과 달리 미생물이 더 이상 자라지 않는 정지기에서 더 많은 수소생산량을 나타내는 특이한 거동을 보이는 것이 관찰되었다.

• Journal of Korean Society on Water Environment
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• v.27 no.6
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• pp.926-931
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• 2011

Among various techniques for hydrogen production from organic wastewater, a dark fermentation is considered to be the most feasible process due to the rapid hydrogen production rate. However, the main drawback of it is the low hydrogen production yield due to intermediate products such as organic acids. To improve the hydrogen production yield, a co-culture system of dark and photo fermentation bacteria was applied to this research. The maximum specific growth rate of R. sphaeroides was determined to be $2.93h^{-1}$ when acetic acid was used as a carbon source. It was quite high compared to that of using a mixture of volatile fatty acids (VFAs). Acetic acid was the most attractive to the cell growth of R. sphaeroides, however, not less efficient in the hydrogen production. In the co-culture system with glucose, hydrogen could be steadily produced without any lag-phase. There were distinguishable inflection points in the accumulation of hydrogen production graph that resulted from the dynamic production of VFAs or consumption of it by the interaction between the dark and photo fermentation bacteria. Lastly, the hydrogen production rate of a repeated fed-batch run was $15.9mL-H_2/L/h$, which was achievable in the sustainable hydrogen production.

• KSBB Journal
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• v.20 no.6
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• pp.393-400
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• 2005

Hydrogen($H_2$) as a clean, and renewable energy carrier will be served an important role in the future energy economy. Several biological $H_2$ production processes are known and currently under development, ranging from direct bio-photolysis of water by green algae, indirect bio-photolysis by cyanobacteria including the separated two stage photolysis using the combination of green algae and photosynthetic microorganisms or green algae alone, dark anaerobic fermentation by fermentative bacteria, photo-fermentation by purple bacteria, and water gas shift reaction by photosynthetic or fermentative bacteria. In this paper, biological $H_2$ production processes, that are being explored in fundamental and applied research, are reviewed.

• Proceedings of the Korean Society for Applied Microbiology Conference
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• 1979.10a
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• pp.240.2-241
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• 1979

이태리의 Volta(1776)가 식물성 유기물을 혐기성으로 처리하면 메탄가스가 발생된다는 사실을 발견한 이래 많은 연구자들이 메탄가스에 관심을 가졌으며 1896년 영국의 Exeter에서는 분뇨의 메탄가스로 처음 가로등을 설치하였다. 그 후 메탄가스를 이용하기 위한 여러가지의 연구와 이용시설이 개발되어 양차 세계대전중에는 연료난에 직면한 독일, 영국 불란서의 농민들은 인축분뇨로 메탄가스를 생산하여 연료 및 전기, 자동차 및 트럭타의 연료로 사용하였고 특히 독일은 당시 유럽의 메탄가스연구의 중심지였다. 그러나 종전후에는 전후의 평화와 아랍국가들의 oil boom으로 대체에너지로서의 메탄가스이용 연구는 한때 관심이 적었으나 메탄발효(혐기성발효)는 에너지를 생산할 뿐만아니라 분뇨, 도시의 오수 및 공장폐수의 공해처리와 폐자원의 활용면에서 오늘날 메탄가스의 이용연구는 세계적으로 열을 올리고 있는 연구분야이다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.13 no.1
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• pp.52-64
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• 2002

유기성 폐기물을 이용하여 생물학적 수소생산 통합화 시스템 연구를 수행하였다. 통합화 시스템은 유기성폐기물의 전처리, 2단계 혐기발효 및 광합성 배양으로 구성된 생물학적 수소생산 공정, 초임계수 가스화 공정, 생산된 가스의 저장, 분리 및 연료전지를 이용한 전력 생산으로 구성되었다. 실험에 사용된 유기성 폐자원은 식품공장 폐수, 과일폐기물, 하수슬러지이며, 전처리는 폐기물에 따라 열처리 및 물리적 처리를 하였으며, 전처리된 시료는 생물학적 수소생산 공정에 직접 적용되었다. Clostridium butyricum 및 메탄 생성조에서 발생하는 하수슬러지중의 미생물 복합체는 수소생산 혐기 발효공정에 사용되었으며, 광합성 수소생산 미생물인 홍색 비유황 세균은 광합성 배양에 사용되었다. 생물학적 공정에서 발생하는 미생물 슬러지는 초임계수 가스화 공정으로 수소를 발생하였으며, 슬러지 중의 COD를 저하시켰다. 생물학적 공정 및 초임계수 가스화 공정에서 발생하는 수소는 가스탱크에 가입상태로 저장한 후, 95%순도로 분리하였으며, 정제된 수소는 연료전지에 연결하여 전력 생산을 하였다.

• Journal of The Korean Society of Agricultural Engineers
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• v.54 no.6
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• pp.143-150
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• 2012

바이오에탄올 생산공정은 당 (Sugar)을 기반으로 하는 공정과 합성가스를 이용하는 공정으로 분류할 수 있다. 이 가운데 합성가스를 이용하는 공정은 촉매를 이용한 화학적 공정과 혐기성 발효에 의한 생물학적 공정의 두 가지로 나뉜다. Clostridium ljungdahlii는 일산화탄소와 수소가 주요 성분으로 구성되는 합성가스를 이용하여 에탄올과 아세트산을 생산할 수 있는 균주 중의 하나로 알려져 있다. 합성가스 발효공정에서 pH는 미생물의 증식과 에탄올 등의 생산에 아주 중요한 요인 중의 하나이다. 본 연구에서는 pH 조건이 미생물의 생장과 에탄올 생산성에 미치는 영향을 조사하였다. C. ljungdahlii 배양은 엄격한 혐기성 조건에서 100 ml의 serum bottle과 pH 제어가 가능한 반응기를 이용한 실험결과, 회분식 배양 조건에서는 미생물의 생장과 에탄올 생산을 위한 최적 초기 pH는 7.0로 나타났다. 미생물 농도는 0.57 g/L, 에탄올 농도 0.91 g/L로 나타났다. pH 4.5 이하에서는 미생물의 생장이 멈추는 것으로 나타났다. pH 제어가 가능한 생물반응기에서는 pH 6.0 일때 에탄올 생산량이 pH 7.0 일때 보다 높게 나타났다. 일정 수준의 미생물 농도를 유지한 조건에서 합성가스를 기포식으로 주입하고 pH 5.9에서 5.4까지 제어하였을 때 미생물량과 에탄올 농도가 증가하였다. 60 시간이 지난 후에 미생물의 농도는 0.498 g/L, 에탄올은 1.056 g/L까지 이르렀다.

• The Journal of the Convergence on Culture Technology
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• v.4 no.2
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• pp.179-183
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• 2018

Recently, several studies have been conducted on biogas and organic compost production using food waste in an anaerobic digester. In this study, basic experiments were conducted to produce biogas and compost by fermenting food wastes with microbial agents. First, a microbial agent was developed by combining various microorganisms. Then, the amount of generated biogas was identified through a food waste batch experiment. Further, we could maximize and demonstrate biogas production in an anaerobic digester by examining biogas production and composting in a pilot plant.

• Proceedings of the Korean Society for Applied Microbiology Conference
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• 1979.10a
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• pp.240.1-240
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• 1979

하천, 호소등의 자정작용(Stream self purification), 즉 미생물에 의한 수중의 유기물의 안정화는, 유기물의 산화분해와 미생물세포의 합성이라는 두가지 대사과정의 조합에 의해 달성된다. 미생물에 의한 폐수처리는, 상술한 자연계의 자정작용을 인공적으로 관리, 운영하는 것이다. 즉, 미생물은 폐수중의 유기영양물을 산화분해하므로써 세포의 합성과 유지에 필요한 energy를 획득하며, 한편 폐수중의 유기물은 산화되어 안정화된다. 이산화반응을 생물학적산화라고 하며, 호기적산화와 혐기적산화의 두가지 형식으로 구별된다. 여기서는 폐수처리에 관여하는 미생물의 분류, 또 폐수처리의 형식으로 호기적산화(산화지, 활성 오이법, 산포처상법 및 회전원판법)와 혐기적산화(Methane발효법)에 대해서 설명한다. 활성오이법 에서 bulking 현상에 대해서도 언급하며, 미생물에 의한 폐수처리의 원리와함께 동력학식의 활성오이법에의 응용에 대해서도 설명한다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.15 no.2 s.46
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• pp.118-126
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• 2006

This publication provides an overview of the state-of-the-art and perspective of biological $H_2$ production from water and/or organic substances. The biological $H_2$ production processes, being explored in fundamental and applied researches, are direct and indirect biophotolysis from water, photo-fermentation, dark anaerobic fermentation and in vitro $H_2$ production. The development of biological $H_2$ production technology, as an energy carrier, started at the late 1940's in the lab-scale. Now it has a high priority in the world, especially USA, Japan, EU and Korea.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.12
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• pp.1239-1244
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• 2008

In this study, PCR-DGGE was conducted to investigate the variations of microbial community according to pH conditions from pH 3 to pH 10 during anaerobic fermentation process of hydrogen production. Maximum hydrogen yield was 1.8 mol $H_2$/mol substrate at pH 5. The microbial growth rate was not proportional to the hydrogen production rate at each pH. Variations of microbial community was observed at each condition from PCR-DGGE experiment of 16s rDNA. Klebsiella was main species of the microbial community. Streptococcus and Clostridium were mainly contributed for hydrogen production.