• 한국토양비료학회지
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• 제31권2호
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• pp.95-106
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• 1998

매년 석탄화력발전소에서 다량으로 배출되어 나오는 폐기물 fly ash를 효율적으로 재활용하고 환경오염을 줄이기 위해서 fly ash를 알카리 처리하여 인공 zeolite를 합성하고 광물학적 특성 및 형태학적 구조를 X-ray, IR, SEM 분석으로 밝혀냈다. 또한 $NH_4{^+}$, $K^+$, $H_2PO_4{^-}$ 이온에 대한 fly ash와 인공 zeolite의 흡착능을 비교하기 위해 반응시간, 시료의 양, 이온의 농도에 따른 흡착량을 조사하였고, 4% PVA(Polyvinylalcohol)용액으로 입자화시킨 인공 zeolite를 다양한 비율로 첨가하여 상토를 제조하고 폿트 실험을 실시한 결과를 종합하면 다음과 같다. 인공 zeolite의 양이온치환용량(CEC)은 $257.7cmol^+kg^{-1}$으로 fly ash의 $7.0cmol^+kg^{-1}$보다 36배나 증가된 값을 보였으며 $SiO_2/Al_2O_3$의 비가 감소하였고, $Na^+$의 양은 증가하였다. 인공 zeolite의 이화학성질, X-ray, IR 분석의 결과를 종합해볼 때 천연 zeolite 조성 ($Na_2O-SiO_2-Al_2O_3-H_2O$)과 유사하였다. SEM 촬영 결과 fly ash는 전체적으로 표면에 전혀 공극이 없는 구형의 형태를 지녔으며, 인공 zeolite는 알카리 처리로 인해 다공성이 큰 물질로 변화되어 표면적이 한층 증대된 것을 볼 수 있었다. fly ash와 인공 zeolite 모두 반응시간이 증가할수록, 시료의 양이 증가할수록, 이온의 농도가 높을수록 흡착량이 많았으며 대체적으로 $NH_4{^+}$ 이온이 $K^+$ 이온보다 더 많은 흡착량을 보였으며, fly ash 보다는 인공 zeolite가 이온에 대한 흡착능이 더 우수함을 볼 수 있었다. NPK+토양+입자상태의 zeolite 20%+퇴비 5%구에서 배추의 생육이 가장 좋았으며 시중 상토의 경우 재배기간이 20일이 넘었을 때 엽이 황색으로 변했지만 제조한 상토에서 자란 배추는 이러한 증상을 나타내지 않았다. 폐기물인 fly ash를 알카리 처리하여 양이온치환용량이 증가된 인공 zeolite를 합성하고 여기에 비료 성분 N, P, K를 첨가하여 입자화 시킨 후 이를 상토제조에 이용하는 것이 석탄회의 부가가치를 높이는 가장 효과적인 방법이라고 판단된다.

• 청정기술
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• 제29권3호
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• pp.193-199
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• 2023

국내외 석탄화력발전소에서 REC(Renewable energy certificate) 확보를 위해 혼소되고 있는 바이오매스는 기존의 목질계 바이오매스인 우드 펠릿에서부터 최근 들어 초본계 바이오매스로의 확대가 진행되고 있다. 초본계 바이오매스의 경우 목질계 바이오매스에 비해 K, Na 등의 알칼리계 금속 함량이 더 높아 회융점이 더 낮고, 이 때문에 보일러 튜브에의 회 점착을 늘려 보일러의 효율을 떨어뜨리는 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 초본계 바이오매스 연소시 회 융점을 높여 회 점착을 감소시키기 위해 많이 사용되고 있는 첨가제인 카올린(kaolin)이 석탄-바이오매스 혼소시 미치는 영향을 열화학 평형 계산을 통해 분석하고자 하였다. 이전 연구에서 수행된 80 kW_th 급 미분탄 - 바이오매스 혼소 실험에서 카올린을 사용하는 경우 오히려 회 점착량이 늘어나는 원인을 해석을 통해 분석하였으며, 해석을 수행한 결과 석탄에 많이 포함되어 있는 Al₂O₃ 때문에, Al-Si 계열 첨가제인 카올린 투입시 aluminosilicate 화합물의 생성이 촉진되어 용융점이 낮은 mullite가 많이 형성, 카올린을 더 사용할수록 슬래그 생성이 증가하는 것을 확인하였다. 추가적으로 바이오매스 혼소율을 0~100%까지 10% 간격으로 증가시켜가면서 해석을 수행하였으며, 그 결과 비선형적인 액상 슬래그 생성 특성을 확인하였다. 결과적으로는 바이오매스 혼소율 50~60% 조건일 때 가장 적은 량의 액상 슬래그가 생성됨을 파악하였다. phase diagram을 분석한 결과, 고용융점 화합물(leucite, feldspar)이 해당 조건에서 가장 많이 생성되는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제26권4호
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• pp.317-323
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• 2017

쓰레기 소각장이나 산업체의 폐열을 농업에 활용한 사례는 몇몇 있었다. 그러나 온배수를 농업에 활용한 사례는 전무하였으며, 치어, 종패 등을 양식하는 수산업이 대부분이었다. 본 연구에서는 화력발전소의 온배수(폐열)를 열원으로 이용하는 120 RT 규모의 냉난방시스템을 제주특별자치도 서귀포시 안덕면 소재의 $5,280m^2$ 아열대 작물(망고) 재배온실에 설치, 10월에서 다음해 2월까지 약 5개월 동안 난방을 실시하여 난방에너지 비용 절감 효과 등 분석하였다. 난방에너지 비용 절감효과는 면세경유에 대하여 87%이였으며, 또한 발전소의 온배수를 에너지원으로 재활용함으로서 62%의 이산화탄소 배출 저감 효과를 얻었다. 본 연구를 계기로 2015년에 해수가 수열에너지 분야로 재생에너지에 포함되었다. 해수의 표층의 열을 히트펌프를 사용하여 변환시켜 얻은 에너지라는 수열에너지 분야의 기준과 범위를 볼 때, 이는 온배수가 재생에너지에 포함되었다고 말해도 과언이 아닐 것으로 사료된다. 그 이유는 온배수도 해수임에도 불구하고 온도가 일반 해수보다 $7{\sim}8^{\circ}C$ 높아, 일반 해수를 히트펌프의 열원으로 이용하는 것보다 온배수를 열원으로 이용했을 때 히트펌프의 성능이 높기 때문이다. 또한 같은 해 농식품부의 폐열 재이용 시설 지원 사업이 발표되어, 발전소 온배수뿐만 아니라 산업체와 소각장의 폐열을 농업에 활용하면 지원을 받을 수 있게 되었다. 이 사업에 의하여 2015년 당진시, 하동군, 제주시, 곡성군이 선정되었으며, 2016년 태안군, 서귀포시 등이 선정되어, 2016년 말 곡성군과 제주시가 공사를 완료, 농업에 폐열을 활용하고 있으며(제주시는 발전소, 곡성군은 산업체 폐열을 이용하고 있음), 기타 지역은 추진 중이다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제15권1호
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• pp.9-18
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• 2012

우리나라의 연간 전력 소비량은 세계적으로 상위권에 속해 있으며, 전력을 생산하는 방법으로는 화력발전의 비중이 높아 $CO_2$의 배출량도 세계 10위이다. 이에 정부는 온실가스 감축을 위해 신재생에너지 기술 확보 및 실용화에 주안을 두고 있으며, 에너지 공급의 탈 화석화를 실현하기 위한 국가에너지기본계획을 수립하고 추진 중이다. 신재생 에너지의 하나인 해양심층수 열에너지의 자원화 기술은 저탄소 녹색성장을 위한 해양자원의 다각적 이용을 위한 핵심기술로서 자원 확보와 환경개선을 위해 국내 외에서 새롭게 주목을 받고 있다. 해양심층수 에너지의 해양온도차 발전과 냉난방 이용을 대상으로 다음과 같이 연구개발의 경제성 타당성을 분석하였다. 첫째, 1MW급 온도차발전 플랜트에서 해양심층수 및 발전소 온배수를 이용하여 전기를 생산할 경우 경제성은 미흡하나 연구개발을 통해 상용화 규모로 개발하면 전기의 생산 뿐 아니라 식수 및 탄소배출권 등을 고려할 때 경제성이 커질 수 있을 것으로 판단된다. 둘째, 1,000RT급을 대상으로 해양심층수의 냉난방 이용은 경제성은 양호한편이며 특히 탄소배출권을 고려한다면 충분한 경제성을 확보 가능하다. 이를 해양온도차 발전, 담수화, 농수산 이용 등과 연계하여 이용하면 경제적 파급효과가 커질 것으로 판단되어, 조기 실용화 및 보급 확산을 위한 연구개발이 필요하다.

• 한국작물학회지
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• 제36권4호
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• pp.345-350
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• 1991

본 연구는 건조온도 및 방법이 미곡의 품질에 미치는 영향을 검토하는 한편 추천온도 이상으로 고온건조되어 정조의 품질이 변화된 것들을 육안감정할 수 있는 방법을 찾아내고자 시도하였다. 농산물검사소에서 수집한 추청벼, 봉광벼, 화성벼를 공시하여 초기수분함량이 약 20%인 시료를 천일건조와 건조기의 온도 43, 60, 70, 8$0^{\circ}C$에서 수분함량 약 15%까지. 8$0^{\circ}C$의 경우에는 12.5%까지 과건조하여 미곡의 품위와 관련된 쌀의 외관 및 발아율을 조사하였고, 밥의 식미검정을 실시하여 건조온도에 따른 미곡의 품질 차이를 검토하였다. 그 결과를 요약하면 다음과 같다 1. 제현율은 건조온도가 높을수록 감소하였으며, 특히 8$0^{\circ}C$ 이상에서 현저히 감소하였고, 정백율은 화성벼가 추청과 봉광에 비해 낮은 경향이었으며 건조온도별로 유의한 차이는 있었으나 그 값은 8$0^{\circ}C$ 건조조건에서도 차이가 적었다 2 동할미 및 쇄미의 비율은 추청, 화성, 봉광벼 순으로 적었고, 피할립, 사미 및 착색미 비율이 10%미만(농산물검사기준의 현미 1등품기준) 인 건조조건은 천 일 건조와 43$^{\circ}C$건조였으며, 20%미만 (2등품기준)인 경우는 천일건조, 43$^{\circ}C$건조. 6$0^{\circ}C$건조에서였다. 한편 백미의 쇄미율이 정부관리쌀 기준인 5%이하에 적합한 건조조건은 천일건조와, 43$^{\circ}C$건조였다. 3. 발아율은 정상발아검정과 저온검정 모두에서 봉광. 추청, 화성벼 순으로 높았으며, 43$^{\circ}C$ 건조조건과 천일건조와는 큰 차이는 없었으나 이보다 높은 건조온도조건에서의 발아율은 현저히 감소하였다. 4. 현미의 백도는 추청, 봉광, 화성벼 순으로 높았으며 건조온도가 높을수록 증가하였다. 백미의 경우에는 봉광벼가 추청벼와 화성벼보다 높았으며, 8$0^{\circ}C$ 건조조건에서 유의하게 낮았다. 5 밥의 종합식미는 세품종 모두 기준인 천일건조 쌀보다 화력건조한 쌀의 평가치가 낮았으며 건조온도가 높을수록 낮았다. 6. 미곡의 품질은 현행 수분함량 측정과 기행하여 육안감정으로 동할미 및 쇄미 비율을 평가하는 것이 타당할 것으로 판단되었다.

• 한국자원식물학회지
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• 제28권5호
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• pp.600-607
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• 2015

본 연구는 우슬과 골쇄보 활용하여 in vitro와 in vivo에 대한 실험으로 진행 되었다. 이 두 가지 약용작물을 추출하고 골다공증을 예방하는 능력을 연구하였다. 연구재료로 사용 된 시료는 증류수를 사용하여 추출 후 동결건조 하였다. 시료는 다시 다이메틸설폭사이드에 녹여서 사용 하였다. in vitro실험의 스텐다드 프로토콜에 맞추어 DPPH 라디칼 소거능, 환원력, 총항산화력, SOD 유사활성 그리고 Fe²⁺chelate활성을 측정 하였다. In vivo동물 실험에서는 난소를 제거한 스프레그다우리 쥐를 4개의 식이요법그룹으로 무작위로 나누었다. SHAM: 모의처치 대조군, OVX: 난소를 제거한 후 일반 식이를 먹인 쥐, OVX-AR: 난소를 제거한 후 우슬을 먹인 쥐, OVX- DR; 난소를 제거한 후 골쇄보를 먹인 쥐, 사용하였으며 그리고 8주 동안 실험 식이를 먹인 후 혈장 및 적혈구 TBARS 농도와 SOD, GSH-Px, GR, CAT 활성도를 측정하였다. in vitro항산화 활성 분석 결과를 보면 양성 대조군이 1% Vitamin C 용액이 94%정도의 DPPH 라디칼 소거능을 보였으며 우슬과 골쇄보 추출물에 대한 DPPH 값은 골쇄보의 값이 우슬보다 유의적으로 높은 소거능을 보였다. 환원력에서도 골쇄보가 우슬보다 유의적으로 높은 높은 값을 보였다. 반면에 총 항산화력에서는 우슬이 골쇄보다 유의적으로 높은 항산화력을 나타내었다. SOD의 측정값은 우슬과 골쇄보 간에 유의적 차이가 없었다. Fe²⁺ chelate활성에선 DPPH와 환원력과 달리 우슬이 77.60%로 골쇄보 46.21%에 비해 유의적으로 높은 활성도를 나타내었다. 혈장 TBARS 농도는 우슬 추출물을 섭취한 OVX-AR군이 13.58 ± 0.20 (nmol/㎖)로 SHAM군의 15.70 ± 0.20와 비슷한 수준으로 낮았고, 난소 제거 후 일반 식이를 먹인 OVX군이 20.70 ± 0.08로 유의적으로 가장 높은 수치를 나타 내어 과산화 지질 함량이 가장 높았다. 간 조직 항산화효소 활성을 보면 OVX- AR군(우슬)이 GSH-Px, PON에서 유의적으로 높은 활성을 보였고 CAT와 GR에서 OVX-DR군(골쇄보)이 유의적으로 높게 났다. 신장 조직 항산화 효소 활성에서는 OVX- DR군(골쇄보) 이 SOD, GSH-Px, GR, PON 에서 유의적으로 높게 나타났으며, 자원 추출물 간의 CAT 활성도의 유의적인 차이는 없었다. 적혈구 항산화 효소 활성은 SOD에서 OVX-DR군(골쇄보)이, GSH- Px에서는 OVX-AR 군(우슬)이 유의적으로 높았고, CAT와 GR 활성은 난소절제 후 OVX(자원식물 추출)군이 SHAM(일반식이 투여)군 보다 유의적으로 높은 항산화효소 활성을 보여 주었다.

• 한국기후변화학회지
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• 제4권1호
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• pp.51-61
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• 2013

우리나라는 폐기물의 에너지화를 통해 기후변화와 에너지 부족 문제를 극복하려고 하고 있으며, 폐기물을 에너지화하려는 지속적인 노력에 따라 폐기물 소각처리가 점차 확대되고 있다. 이에 따른 폐기물 소각에서의 온실가스 배출량은 점차 증가할 전망이다. 따라서, 본 연구에서는 열 회수를 통해 열과 전력을 생산하는 생활폐기물 소각장을 대상시설로 선정하였다. 대상시설로 선정된 폐기물 소각발전시설에서 배출되는 온실가스 배출량을 산정하기 위한 방법을 모색하고, 온실가스 배출량 및 배출계수를 산정하였다. 대상시설에서의 $CO_2$ 배출농도는 평균 6.99%로 나타났으며, 이를 온실가스 배출량으로 산정한 결과, 총 배출량은 $254.60ton\;CO_2/day$로 나타났다. 바이오매스 소각에 의해 배출된 온실가스를 제외한 순 배출량은 $110.59ton\;CO_2/day$로 나타났다. 또한, 온실가스 배출량을 소각시설에서 생산된 열과 전력으로 구분하여 배출량을 산정한 후, 각각의 생산단위 당 온실가스 배출량으로 온실가스 배출계수를 산정하였다. 산정된 열 배출계수는 $0.047ton\;CO_2/GJ$, 전력 배출계수는 $0.652ton\;CO_2/MWh$로 나타났다. 산정된 전력 배출계수는 화석연료를 사용하는 화력발전소의 전력배출계수인 $0.783ton\;CO_2/MWh$보다 약 17% 낮은 것으로 나타났다. 본 연구에서 산정된 온실가스 배출량 및 배출계수에 중요한 영향을 미치는 요인으로는 폐기물 성상과 화석탄소함량으로 평가된다.