• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권2호
• /
• pp.175-188
• /
• 2023

화석연료를 대체할 수 있는 친환경 미래 에너지로 수소에너지에 대한 전세계적 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 미생물, 원자력 등을 이용한 차세대 수소 생산 기술이 개발되고 있으나, 화석연료 기반의 수소 생산 비용을 뛰어 넘기에는 아직 많은 시간과 노력이 필요한 상황이다. 화석연료 기반의 수소 생산 과정에서 온실가스의 배출량을 최소화 할 수 있는 방안으로 메탄 직접분해 반응 기술이 최근 관심을 모으고 있다. 공정의 경제성 향상을 위해서 수소 생산과 동시에 생산된 탄소물질의 고부가화 대한 연구가 필수적이며, 고부가 탄소 물질 중 하나인 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)의 품질 및 수율 등과 관련한 촉매반응 연구가 지속되어 왔다. 또한 공정기술 측면에서, 연속적인 생산이 가능하며 기체-고체 접촉 효율이 좋은 유동층 공정을 적용시켜 생산성과 경제성을 확보하고자 하는 연구가 시도되었다. 최근 유동층을 이용한 메탄 직접분해 반응기술은 수소 270 kg/day, 탄소 1000 kg/day의 생산이 가능한 정도의 기술 개발이 진행되었으며, 향후 촉매 재활성화, 분리 및 재순환 기술 등이 개발되면 공정의 효율이 크게 제고될 것이다. 이에 본 총설에서는 메탄 직접 분해에 활용되는 촉매 및 유동층 메탄 열분해 기술의 최근 연구들을 고찰하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
• /
• 제11권2호
• /
• pp.120-129
• /
• 2023

해양구조물은 염분에 의한 손상뿐만 아니라 해양미생물과 부유물질의 착상 등에 의해 추가적인 손상이 발생하게 되며, 이를 억제하기 위하여 선박등의 경우에는 주기적인 도장을 통하여 필요성능을 유지하고 있다. 그러나 콘크리트 또는 강재지지구조는 주기적인 도장이 어렵고 해양환경의 오염위험이 존재하는 것이 사실이다. 본 연구에서는 친수성 셀룰로오스 나노섬유와 AKD를 사용하여 소수성능을 갖는 친환경 재료를 사용하여 방오코팅제를 개발하였다. 균질한 배합을 위해 나노섬유의 함량을 1 %로 고정하고, AKD, 증류수와 폐유리를 디지털 교반기와 호모게나이져로 교반 제작하였다. 제작된 코팅제의 접촉각은 130°이상으로 나타났으며, 15°기울기의 물방울 흐름시험에서도 충분한 성능을 갖추고 있어 자가세척기능을 갖춘 것으로 판단된다. 또한 온도에 따른 점성 특성 분석을 통해 상온에서 시공이 가능한 것을 확인하였으며, 미세구조 분석을 통해 콘크리트표면에 코팅제가 균질하게 도포되는 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권1호
• /
• pp.139-147
• /
• 2023

전 세계적인 기후 변화로 폭우 빈도가 증가하면서 토사 재해 위험도 또한 높아지고 있다. 토사재해 피해 예측 분야의 기존 연구들은 주로 시설물의 활용 빈도나 역할로 대변되는 내재적 중요도를 평가하는 데 주력하였다. 본 연구는 토석류 시뮬레이션을 통해 구현되는 시설물 외부 조건에 따른 위험도를 평가하는 데 초점을 두고 있다. 토석류 시뮬레이션에는 기존 Random Walk Model (RWM)을 부분 개선하여 활용하였다. 기존 알고리즘은 시뮬레이션 결과가 최대 경사선에 지나치게 집중되는 문제를 보였고, 이를 개선하기 위해 중심셀 높이에 변화를 주고 관성 적용 방법을 수정하였다. 시설물 정보는 수치지형도 Ver.2.0 레이어로부터 수집하였다. 시뮬레이션 결과와 수치지형도 레이어를 중첩하여 각 객체의 피해량을 예측하였다. 면 구조 레이어와 선 구조 레이어에 각각 적합한 예상 피해 산정 기법이 적용되었다. 마지막으로 예측된 피해량, 즉 위험도를 해당 객체의 속성정보와 결합함으로써, 피해가 예상되는 객체 목록 작성과 각종 통계 도출, 그리고 각 시설물의 위험도를 지도에 표현할 수 있는 체계를 마련하였다. 본 연구는 이해하기 쉬운 시뮬레이션 알고리즘을 사용하고 상세한 위험도 정보를 지도에 표현할 수 있는 기법을 제안하였다. 이러한 점에서 본 연구가 토석류 위험도 평가 체계를 사용자 친화적으로 발전시키는 데 도움이 될 것이라 기대한다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권5B호
• /
• pp.547-558
• /
• 2008

최근 폭증하는 해상물동량으로 인해 선박은 날로 대형화되며 현재 우리나라에서는 이러한 추이에 대응하기 위해 초대형 항만건설이 서둘러 진행되고 있으며 그 중 일부는 이미 부분적으로 완성되어 운영 중이거나 계속적인 확장이 예정되어있다. 초대형 항만의 경우 항 정온도 확보를 위해 대형 직립형 방파제가 수반되기 마련이나 비교적 높은 반사율로 인해 장주기의 파랑에 취약한 구조적 문제를 지닌다. 장주기 파랑의 효과적 제어를 위해 본 고에서는 아치형 curtain wall과 유수실로 구성된 된 장파 제어체 -Eco-breaker 2- 가 제시되며 Eco-breaker 2의 수리특성을 수치적으로 규명하였다. 수치모형은 가장 강건한 파랑모형인 Navier-Stokes Eq.과 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics), LES(Large Eddy Simulation) 기법에 기초하여 구성하였다. 수치모형의 검증을 위한 수리모형실험도 병행하였다. 수치모의 결과 Eco-breaker 2는 유수실 내부에 생성되어 아치형 curtain wall 전면 수역과 유수실을 주기적으로 넘나드는 대규모 구조적 와로 장파를 효과적으로 제어할 수 있었다. 또한 대규모 구조적 와의 생성 영역과 세기는 내습하는 파랑의 주기에 종속하며 유수실 체류시간이 입사파 주기의 반을 하회하는 경우 반사계수는 최대 0.18까지 낮아진다. 이러한 결과는 Eco-breaker 2가 환경친화적 항의 개발에 적극적으로 활용될 수 있음을 시사하는 것으로 이를 위해 그 구체적 제원도 함께 제시하였다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2023년도 춘계학술대회
• /
• pp.100-103
• /
• 2023

최근 스마트선박 개발에 발맞춰 정확하고 세밀한 실시간 해양환경 예측정보의 요구가 확대되고 선박에 직접 지원하기 위한 환경이 확보됨에 따라 최적항로 분야에서도 다양한 해양환경을 고려한 정보 생산 및 평가 연구가 필요하다. 스마트선박에서 해양환경의 위험도 및 에너지 소비의 불확실성을 줄이면서 최적항로를 산출할 수 있는 알고리즘은 2단계로 구분하여 개발하였다. 1단계는 해양환경정보들과 선박자동식별시스템(AIS)내에 선박의 위치·상태정보를 결합해 프로파일을 생성하였다. 2단계는 구성한 프로파일 결과를 이용하여 해양환경 에너지맵을 정의할 수 있는 모델을 개발하였고, 약 60만개의 데이터를 반영할 수 있도록 인공지능 머신러닝 기법 중 Random Forest를 적용하여 회귀식을 생성하였다. Random Forest 회귀 모델의 결정계수(R²)는 0.89 를 보였다. 생성한 모델에 2021년 6월 1일~3일의 해양환경 예측정보를 이용하여 Dijikstra 최단경로 알고리즘을 적용해 최적 안전항로를 산출하고 맵에 표출했다. Random Forest 회귀 모델로 산출된 항로는 유선적이고 해양환경 예측정보의 상태를 감안하며 항로를 도출하는 결과를 보였다. 본 연구의 실시간 해양환경 예측정보 기반의 항로 산출 개념은 선박의 이동 경향성을 반영한 현실적이면서 안전한 항로 산출이 가능하고, 향후 경제성, 안전성, 친환경성 평가 모델로 범위로 확대할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
• /
• 한국항해항만학회 2022년도 추계학술대회
• /
• pp.158-159
• /
• 2022

기후위기로 인해 온실가스 감축을 비롯한 다양한 환경규제가 발효되고 있다. 이는 어느 특정 산업분야에 그치지 않고, 전세계적인고산업 전반에 영향을 미치고 있다. 이러한 이유로 IMO와 각국 정부에서는 조선·해운산업관련한 전략과 정책을 발표하고 있는 상황이다. 현행규정은 기존 화석연료를 사용하면서 스크러버와 같은 부가설비를 통해 일정부분 해결가능하겠지만, 궁극적으로는 에너지 전환을 통해 선박에서 발생하는 배출가스에서 이산화탄소(CO₂)와 같은 온실가스의 배출을 제한해야 한다. 이를 위해서는 전통연료인 기름과 천연가스를 대체할 수 있는 연료를 개발해야한다. 그중에서 수소는 연료로 사용할 때 오염물질을 배출하지않는 청정에너지로써 주목을 받고 있다. 하지만, 수소를 폭발범위가 넓고 확산속도가 빨라 이에대한 연구가 필요하다. 따라서, 본 논문에서는 수소추진선박의 연료준비실내에서 수소 누출이 발생하였을 때 그 경향을 분석하고 환기특성을 알아보고자 하였다.

• 해양환경안전학회지
• /
• 제29권7호
• /
• pp.964-970
• /
• 2023

국제해사기구의 온실가스 감축 노력으로, 해운 산업에서는 저탄소 연료로서 액화천연가스와 메탄올, 그리고 무탄소 연료로서 수소와 암모니아가 대두되고 있으며, 환경 친화적인 연료로 평가되고 있다. 특히 암모니아의 경우 화물로써 운반선을 통한 상당 기간의 운항 경험을 보유하고 있으며, 24년 하반기에는 암모니아 선박 엔진이 공급 예정으로, 상용화가 상대적으로 용이한 연료 중 하나로 간주되고 있다. 그러나 암모니아를 연료로 사용하기 위해서는 독성의 문제점을 극복해야할 필요가 있다. 5ppm 수준의 농도에서 후각으로 판단이 가능하며, 300ppm 이상을 30분 이상 흡입할 경우 회복이 불가능한 상태에 이를 수 있는 독성물질이다. 화학물질안전원에서 제공하는 KORA 프로그램을 사용하여 암모니아 벙커링시 누설시 발생할 수 있는 위험성에 대하여 평가하였으며, 1분간의 누설로 인해서 반경 약 7.5km에서 5ppm의 영향이 있을 수 있으며 이는 부산시 주요지역에 해당하며, 인체에 치명적일 수 있는 300ppm의 경우 벙커링 인근 인구밀집지역 및 학교등에 심각한 영향을 미칠 수 있음을 확인할 수 있었다. 따라서 암모니아 벙커링 관련 법제도가 부재한 상태로 작은 누설에도 광범위한 지역에 독성의 영향이 미칠 수 있기 때문에 지자체, 소방, 환경관서 등과의 유기적인 체계 구축이 마련될 수 있도록 법제도 개발이 필요하다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제65권6호
• /
• pp.1124-1150
• /
• 2023

This study aimed to analyze the leading research materials and research trends related to livestock food in Asia in recent years and propose future research agendas to ultimately contribute to the development of related livestock species. On analyzing more than 200 relevant articles, a high frequency of studies on livestock species and products with large breeding scales and vast markets was observed. Asia possesses the largest pig population and most extensive pork market, followed by that of beef, chicken, and milk; moreover, blood and egg markets have also been studied. Regarding research keywords, "meat quality" and "probiotics" were the most common, followed by "antioxidants", which have been extensively studied in the past, and "cultured meat", which has recently gained traction. The future research agenda for meat products is expected to be dominated by alternative livestock products, such as cultured and plant-derived meats; improved meat product functionality and safety; the environmental impacts of livestock farming; and animal welfare research. The future research agenda for dairy products is anticipated to include animal welfare, dairy production, probiotic-based development of high-quality functional dairy products, the development of alternative dairy products, and the advancement of lactose-free or personalized dairy products. However, determining the extent to which the various research articles' findings have been applied in real-world industry proved challenging, and research related to animal food laws and policies and consumer surveys was lacking. In addition, studies on alternatives for sustainable livestock development could not be identified. Therefore, future research may augment industrial application, and multidisciplinary research related to animal food laws and policies as well as eco-friendly livestock production should be strengthened.

• 화약ㆍ발파
• /
• 제41권4호
• /
• pp.9-16
• /
• 2023

터널의 대표적인 굴착방식인 TBM 공법과 NATM 공법의 지구온난화 영향도를 비교하기 위해 각 방식에 대한 전과정평가 (Life Cycle Assessment)를 수행하였다. 전과정평가는 제품 제조 전 단계, 제품 제조 단계, 사용 단계, 폐기 단계를 고려하여 탄소배출량의 합산으로 비교해야 마땅하나, TBM (Tunnel Boring Machine)의 제조 및 폐기 데이터에 대한 접근이 제한되어 사용단계에 초점을 맞추어 분석할 수 밖에 없었다. 일반적으로 제품 제조 전 단계 및 제품 제조 단계에서 배출되는 탄소 배출량이 제품수명주기의 전과정에서 배출되는 탄소배출량의 90%를 넘는 경우가 대부분이다. 따라서 사용 단계의 비교만으로는 분석 목표를 달성하기 어렵기 때문에 분석 범위를 확장하였고, 제조 데이터에 접근이 가능한 NATM 공법에 대해서는 제품제조 전 단계 및 제품제조 단계를 포함한 과정에 대한 탄소 배출량을 산출하여 비교해 본 결과, TBM 공법은 사용 단계만 고려했음에도 불구하고 전 과정을 고려한 NATM 공법에 비해 탄소 배출량이 많게 결과값이 산출되었다. 이러한 결과는 향후 터널 시공설계 시 최근 환경영향분야 중 관심이 집중되고 있는 기후 변화 (지구온난화)의 영향도를 고려할 때 NATM 공법이 상대적으로 친환경적이라 볼 수 있을 것이다.

• 한국응용곤충학회지
• /
• 제62권4호
• /
• pp.355-363
• /
• 2023

총채벌레는 우리나라에 60여 종이 알려져 있으며 다양한 시설작물에서 직접적인 섭식 피해 이외에 토마토반점위조바이러스(TSWV)를 매개하는 간접적인 피해도 유발한다. 그동안 총채벌레 방제는 살충제에 의존해 왔는데, 이는 농업환경에 많은 부작용을 유발하고 해충의 저항성을 유발시켜 더욱 방제를 어렵게 하고 있다. 이러한 문제를 해결할 수 있는 대안으로 내성 회피를 위한 물질을 탐색하였다. 실내검정으로 약용작물 67종의 추출물을 꽃노랑총채벌레 성충에 처리하여 가장 효과가 우수한 목단피를 선발하였다. 목단피 추출물을 처리 후 1일차에 100%의 살충효과를 보였다. 또한, 목화진딧물은 3일차 83%, 복숭아혹진딧물 3일차 97%, 점박이응애 1일차 100%의 살충효과를 보였다. 고추 포트 검정에서 꽃노랑총채벌레 방제가는 1일차 77.6%, 2일차 40%의 효과가 나타났다. 현재 추가적으로 효과를 증대시킬 수 있는 물질을 탐색하고 있으며, 총채벌레 방제에 본 추출물을 활용한다면 효과적일 것으로 기대된다.