Integrated Gasification Combined Cycle (IGCC) power plant converts coal to syngas, which is mainly composed with hydrogen and carbon monoxide, by the gasification process and produces electric power by the gas and steam turbine combined cycle power plant. The purpose of this study is to investigate the influence of gasification process to type and structure of gasifier. For this purpose, the performance characteristics of gasification reaction are analyzed with the operation characteristic of pilot-scale 2-stage coal gasifier. It is found that gasification reaction, floating characteristic of melted slag, particle stick of inside of the gasifier, particle stick and deposit of Syngas cooler are the causes in the different performance characteristics.
Macroalgae has been strongly touted as an alternative biomass for biofuel production due to its higher photosynthetic efficiency, carbon fixation rate, and growth rate compared to conventional cellulosic plants. However, its unique carbohydrate composition and structure limits the utilization efficiency by conventional microorganisms, resulting in reduced growth rates and lower productivity. Nevertheless, recent studies have shown that it is possible to enable microorganisms to utilize various sugars from seaweeds and to produce some energy chemicals such as methane, ethanol, etc. This paper introduces the basic information on macroalgae and the overall conversion process from harvest to production of biofuels. Especially, we will review the successful efforts on microbial engineering through metabolic engineering and synthetic biology to utilize carbon sources from red and brown seaweed.
Kluyveromyces marxianus var. marxianus isolated as an inulin-assimilating microorganism produces inulin fructotransferase (inulaseII) which catalyses the conversion of inulin into di-D-fructofuranose 1, 2' : 2, 3' dianhydrde (DFAIII). The DFA produced by the organism was isolated by using active carbon column, and identified as DFAIII by high performance liguid chromatography. The culture medium giving maximum inulaseII production was found to consist of 1% sucrose and 0.75% yeast nitrogen base (YNB). The inulasell production was induced by inulin or sucrose as a carbon source and increased by addition of YNB as a nitrogen source. Optimal initial pH of the culture medium, culture temperature and medium volume for the enzyme production were pH 4.7, 30$\circ$C and 140 ml, respectively. Under the optimal conditions described above, the enzyme activity in the culture supematant reached 4.2 units/ml after cultivation for 36 h. The DFAIII was accumulated at 13.25 mg/ml after 48 h of culture in the Jerusalem artichoke tuber medium.
Industrial wastewater with high ammonium concentration was treated in batch biological systems which was a modified Ludzack- Ettinger process. Up to 78% conversion of $NH_4\;^+-N$ to $NO_x\;^--N$ was achieved in batch culture condition. Under anoxic condition with methanol as the carbon source, the denitrifiers decreased $NO_x\;^--N$ concentration from 608 mg/L to 5.6 mg/L in 22 d. As well as anoxic denitrification of $NO_x\;^-$ to $N_2$, dissimilatory nitrate reduction to ammonium also occurred under the condition as respiratory denitrification.
고온형 연료전지인 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell, SOFC)는 연료에 대한 유연성(fuel flexibility)이 높다. 따라서 높은 에너지 밀도를 가진 디젤을 개질하여 SOFC를 운전하는 것은 효과적인 방법이다. 하지만 디젤이 가지는 특성으로 인해 디젤 자열개질기(autothermal refromer)는 운전 시간에 따라 탄소 침적(carbon deposition) 현상이 발생하여 개질기의 성능이 쉽게 저감된다. 개질기 성능 저감 현상 때문에 개질 가스들 중에 탄화수소 생성량이 많아지며, 이는 SOFC 성능도 저감시킨다. 이러한 현상은 연료극에 공급되는 탄화수소가 야기하는 탄소 침적으로 사료된다. 본 연구에서는 탄화수소가 SOFC에 주는 성능 저감을 확인하였으며, 연료전지 성능 저감을 줄이기 위한 디젤 자열개질기 반응물들의 조건 선정($H_2O/C$와 $O_2/C$의 몰 비)을 통해 디젤 자열 개질기 특성을 살펴보았다. 특히 $H_2O/C=0.8$과 $O_2/C=3$인 디젤 자열개질 반응 조건에서 좋은 개질 성능을 확인할 수 있었다.
본 연구는 금속이 다량 함유된 석탄회(metal-rich fly ash, MRFA)를 이용, 이산화탄소 및 금속의 격리를 위한 생지화학적 과정을 연구하고자 한다 이를 위해 다양한 이산화탄소 분압과 중탄산염 이온 농도의 조건 하에서 MRFA를 이용, 미생물에 의한 이산화탄소의 난용성 탄산염 광물로의 전환 실험을 실시하였다. 시험관부터 4-L의 배양용기까지의 다양한 규모의 실험을 통해, 금속환원 박테리아와 MRFA를 이용하는 경우, 효과적인 이산화탄소 및 금속의 격리가 이루어지는 것으로 나타났다. MRFA를 이용하는 침전 기작을 통한 이산화탄소 격리는 화석연료를 이용하는 발전소에서 방출되는 이산화탄소의 제거 및 석탄회 폐기물의 안정화의 보완적 방법으로 유용하다.
탄소/탄소 복합재는 고온에서의 우수한 물성에도 불구하고, 산화에 대한 취약한 성질로 인하여 많은 분야에서 사용에 제약을 받고 있다. 그러므로 탄소/탄소 복합재의 산화안정성을 향상시키기 위해서 수많은 연구가 수행되어지고 있다. 본 연구에서는 고온에서 보다 개선된 물성과 높은 산화안정성을 부여하고, 타 도포물질과 비교해서 낮은 열팽창계수의 차이를 보이는 탄화규소를 Pack-Cementation 방법으로 4방향성 탄소/탄소 복합재에 도포하였다. 제작된 탄화규소로 도포된 탄소/탄소 복합재는 광학현미경의 관찰을 통하여 도포기구를 추정하였으며, 산화시험을 통하여 개선된 산화안정성을 조사하였다. 그리고 여러 시험을 종합 ·분석하여 도포공정의 최적의 반응조건을 연구하였다.
Lipid droplet (LD) is a cellular organelle that stores neutral lipids as a source of energy and carbon. However, recent research has emerged that the organelle is involved in lipid synthesis, transportation, and metabolism, as well as mediating cellular protein storage and degradation. With the exception of multi-cellular organisms, some unicellular microorganisms have been observed to contain LDs. The organelle has been isolated and characterized from numerous organisms. Triacylglycerol (TAG) accumulation in LDs can be in excess of 50% of the dry weight in some microorganisms, and a maximum of 87% in some instances. These microorganisms include eukaryotes such as yeast and green algae as well as prokaryotes such as bacteria. Some organisms obtain carbon from $CO_2$ via photosynthesis, while the majority utilizes carbon from various types of biomass. Therefore, high TAG content generated by utilizing waste or cheap biomass, coupled with an efficient conversion rate, present these organisms as bio-tech 'factories' to produce biodiesel. This review summarizes LD research in these organisms and provides useful information for further LD biological research and microorganism biodiesel development.
Polyacrylonitrile계 섬유를 전구체로 하여 비등온 과정에 의한 활성화를 승온속도를 달리한 TGA(thermogravimetric analysis) 방법으로 연구하였다. 탄소섬유 -$H_2O$(30%)-$N_2$계 비등온 활성화 과정에서 유도된 속도식 $f=1-\exp(-a{\Delta}T)^b$는 실험값과 잘 일치하였다. 전환율에 따른 세공 용적은 pore volume model에 의한 이론값과 비교적 잘 일치하였고, 이때의 세공 구조는 승온속도, 활성화 온도와 내부 및 외부 전환율과의 복합적인 작용에 의하여 결정되었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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