• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.54-58
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• 2008

수소는 연료전지와 같은 친환경적인 용도로 인해 미래의 에너지로서 주목받고 있는데, 생물학적인 발효법은 수소의 생산을 위한 유망한 방법이다. 본 연구에서는 Enterobacter aerogenes KCCM 40146을 대상으로 수소 생산을 최대로 하기 위한 배지의 조건을 최적화하였다. 그 결과, 0.5M potassium phosphate buffer pH 6.5에서 glucose 30 g/L일 때 수소의 누적 농도가 431 $m{\ell}$로 최대값을 얻을 수 있었다. 질소원으로 peptone과 tryptone을 넣은 배지가 수소의 생산 뿐 아니라 균주의 성장에 가장 효율적이었다 한편, 미생물의 성장속도조절이 수소의 효율적 생산을 위해 중요한 실험변수임을 알 수 있었다.

• 공업화학
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• 제19권5호
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• pp.484-490
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• 2008

폴리비닐피로디온을 서로 다른 끓는점, 유전상수, 쌍극자모멘트를 갖는 다양한 용매(메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 부탄올, 아세톤, 메틸렌클로라이드 및 DMF)에 용해시켜 전기방사를 시도하여 섬유의 특성을 연구하였다. 전기 방사된 폴리비닐피로디온은 방사용액의 점도, 전기전도도 및 표면장력에 영향을 받는다. 점도가 $0.114kg/m{\cdot}s$ 이상, 전기전도도는 1.02 mS/m 이상, 표면장력은 30.0 mN/m 이하에서 섬유가 형성되었다. 에탄올 용매계에서 폴리비닐피로디온의 평균직경은 인가전압이 10 kV에서 20 kV 증가시킴에 따라 1710에서 5454 nm까지 증가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.478-481
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• 2006

Energy is vital to global prosperity, yet dependence on fossil fuels as our primary energy source contributes to global climate change environmental degradation, and health problems. Hydrogen $(H_2)$ offers tremendous potential as a clean renewable energy currency. Hydrogen has the highest gravimetric energy density of any known fuel and is compatible with electrochemical and combustion processes for energy conversion without producing carbon-based emission that contribute to environmental pollution and climate change. Numerous methodologies have been developed for effective hydrogen production. Among them, the biological hydrogen production has gained attention, because hydrogen can be produced by cellular metabolismunder the presence of water and sunlight. The green alga Chlamydomonas reinhardtii is capable of sustained $H_2$ photoproduction when grown under sulfur deprived condition. Under sulfur deprived conditions, PSII and photosynthetic $O_2$ evolution are inactivated, resulting in shift from aerobic to anaerobic condition in the culture. After anaerobiosis, sulfur deprived algal cells induce a reversible hydrogenase and start to evolve $H_2$ gas in the light. According to above principle, we investigated the effect of induction parameters such as cell age, cell density. light intensity, and sulfate concentration under sulfur deprived condition We also developed continuous hydrogen production system by sulfate re-addition under sulfur deprived condition.

• KSBB Journal
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• 제23권1호
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• pp.83-89
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• 2008

음식물쓰레기를 처리하기 위한 3단계 메탄발효시스템으로부터 유출되는 음식물 발효 폐액은 고농도 유기성 폐수이다. 유기성 폐수는 고도처리 시스템에 의해 방류기준에 적합하게 처리되어져야만 한다. 본 연구에서는 유기성 폐수를 처리하기 위해 고효율 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정의 최적 운전 조건을 조사하였다. 첫 번째 공정에서 폐수에 응집제인 $FeCl_{3}$를 전처리 하였으며, 응집을 위한 최적 pH와 응집제의 농도는 각각 pH 4와 2000 mg/L이었다. 이 공정을 통하여 최대 52.6%의 COD가 제거되었다. 두 번째는 $UV/TiO_{2}$ 광촉매 산화공정으로, 최적 운전 조건은 중심파장이 254 nm, 폐수 온도 및 pH가 각각 $40^{\circ}C$와 pH 8, 반응기 주입 공기량이 40 L/min인 것으로 조사되었다. 응집제를 이용한 전처리 공정과 광촉매 산화공정을 병합하여 최적조건에서 폐수를 처리할 경우 T-N과 COD의 제거율은 각각 69.7%와 70.9% 이었다.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.239-244
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• 2007

이산화탄소 분리 및 메탄 회수를 동시에 수행하기 위한 배출구가 두 개로 분리된 내부순환식 기포탑 반응기를 이용하여 $CO_2$ 분리용 흡수제인 모노에탄올아민(MEA)의 최적조건을 도출하였다. 5 wt% MEA 수용액에서 이산화탄소의 흡수 및 탈기 반응 시 pH 변화, 공기주입량에 따른 이산화탄소 탈기량 및 메탄 함량변화를 관찰하였다. 또한 액상수위 및 초기 MEA 흡수액 온도변화에 따른 이산화탄소 흡수 및 메탄 회수율을 측정하였다. 최적반응조건은 정상상태에서 액상수위 40 mm, 공기주입량은 1.5 L/min, 흡수액의 온도 $25^{\circ}C$이었다

• 대한환경공학회지
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• 제28권9호
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• pp.949-954
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• 2006

본 연구는 Water jet 플라즈마 반응기를 개발하고 탄화수소 연료의 개질을 통한 합성가스 생산의 최적 조건을 연구하였다. 연료는 프로판을 사용하였다. 그리고 수표면에 아크 방전을 가하여 플라즈마를 발생하였다. 수표면의 방전은 short-wave, UV radiation 등을 발생시키는 이점을 가지고 있어 물의 생물학적 기리고 화학적 처리에 이용할 수 있다. 전력, Water jet의 유량, 전극간격 뿐만 아니라 처리시간에 따른 영향에 대해 연구하였다. 변수별 연구는 전력을 $0.18{\sim}0.74$ kW, Water jet의 유량을 $38.4{\sim}65.6$ mL/min, 전극간격을 $5{\sim}15$ mm 그리고 처리시간을 $2{\sim}20$ min에 따라 수행하였다. 상기 변수별 연구에서 0.4 kW, 53.9 mL/min, 10 mm and 20 min일 때 수소는 최대 61.6%를 나타냈으며 이 때 중간생성물의 농도는 6.1% 그리고 프로판 전환율은 99.8%를 나타냈다.

• KSBB Journal
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• 제22권1호
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• pp.58-61
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• 2007

본 연구에서는 은행잎에 존재하는 생리활성 물질이 추출용매와 추출조건에 따른 D. pteronyssinus에 대한 살충 실험을 통해 최적 추출 조건을 확립하였다. 은행잎 성분 중 bilobalide가 D. pteronyssinus에 살충효과가 있음을 검증하였으며, 다양한 은행잎 추출조건에 따른 살충실험을 한 결과 48시간 이후 약 68%$\sim$80%의 치사율을 보였다. 종합적으로 판단해 볼 때 경제성과 치사율을 고려하면 80$^{\circ}C$에서 온수추출물 (GLW80)이 가장 최적추출 조건이다.

• Rapid Communication in Photoscience
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• 제1권1호
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• pp.21-24
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• 2012

Influence of gamma rays on the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803 cells was investigated in terms of a bidirectional hydrogenase, which is encoded by hoxEFUYH genes and responsible for biohydrogen production. Irradiated cells revealed a substantial change in stoichiometry of photosystems at one day after gamma irradiation at different doses. However, as evaluated by the maximal rate of photosynthetic oxygen evolution, maximal photochemical efficiency of photosystem II, and chlorophyll content, net photosynthesis or photosynthetic capacity was not significantly different between the control and irradiated cells. Instead, transcription of hoxE, hoxH, or lexA, which encodes a subunit of bidirectional hydrogenase or the only transcriptional activator, LexA, for hox genes, was commonly enhanced in the irradiated cells. This transcriptional enhancement was more conspicuously observed immediately after gamma irradiation. In contrast, hydrogenase activities were found to somewhat lower in the irradiated cells. Therefore, we propose that transcription of hox genes should be enhanced by gamma irradiation in a LexA-mediated and possibly photosynthesis-independent manner and that this enhancement might not induce a subsequent increase in hydrogenase activities, probably due to the presence of post-transcriptional and/or post-translational regulatory mechanisms.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권5호
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• pp.528-534
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• 2006

고온 플라즈마가 적용된 플라즈마트론을 이용하여 바이오가스 개질을 통해 수소를 생산하는데 있어서 최적 운전 조건에 대해 연구하였다. 음식물 쓰레기의 혐기성 발효조에서 생성된 바이오가스 구성비($CH_4/CO_2$)가 1.03, 1.28, 2.12인 바이오가스로 개질실험을 수행하고, 수소 생산과 메탄 전환율을 향상시키기 위해 바이오가스 유량비, 수증기 유량비, 입력전력 변화와 같은 변수별 연구를 수행하였다. 바이오가스 유량비(biogas/TFR : total flow rate), 수증기 유량비($H_2O/TFR$: total flow rate), 입력전력이 각각 0.32~0.37, 0.36~0.42, 8 kW일 때 메탄의 전환율이 81.3~89.6％인 최적운전조건을 보였다. 이때 합성가스 중의 수소와 일산화탄소의 농도는 27.11~40.23％, 14.31~18.61％이며, 수소 수율은 40.6~61％, 에너지 전환율은 30.5~54.4％, $H_2/CO$ 비는 1.89~2.16이다.

• Advances in Energy Research
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• 제2권1호
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• pp.1-9
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• 2014

The green microalgae Chlamydomonas reinhardtti is well-known specie in the terms of $H_2$ production by photo fermentation and has been studying for a long time. Although the $H_2$ production yield is promising; there are some bottlenecks to enhance the yield and efficiency to focus on a well-designed, sustainable production and also scaling up for further studies. D1 protein of photosystem II (PSII) plays an important role in photosystem damage repair and related to $H_2$ production. Because Chlamydomonas is the model algae and the genetic basis is well-studied; metabolic engineering tools are intended to use for enhanced production. Mutations are focused on D1 protein which aims long-lasting hydrogen production by blocking the PSII repair system thus $O_2$ sensitive hydrogenases catalysis hydrogen production for a longer period of time under anaerobic and sulfur deprived conditions. Chlamydomonas CC124 as control strain and D1 mutant strains(D240, D239-40 and D240-41)are cultured photomixotrophically at $80{\mu}mol\;photons\;m^{-2}s^{-1}$, by two sides. Cells are grown in TAP medium as aerobic stage for culture growth; in logarithmic phase cells are transferred from aerobic to an anaerobic and sulfur deprived TAP- S medium and 12 mg/L initial chlorophyll content for $H_2$ production which is monitored by the water columns and later detected by Gas Chromatography. Total produced hydrogen was $82{\pm}10$, $180{\pm}20$, $196{\pm}20$, $290{\pm}30mL$ for CC124, D240, D239-40, D240-41, respectively. $H_2$ production rates for mutant strains was $1.3{\pm}0.5mL/L.h$ meanwhile CC124 showed 2-3 fold lower rate as $0.57{\pm}0.2mL/L.h$. Hydrogen production period was $5{\pm}2days$ for CC124 and mutants showed a longer production time for $9{\pm}2days$. It is seen from the results that $H_2$ productions for mutant strains have a significant effect in terms of productivity, yield and production time.