• Journal of Biosystems Engineering
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• 제3권2호
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• pp.100-113
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• 1978

Drying grain with conventional artificial drying methods requires great quantities of petroleum fuels. Depletion of fossil fuel increases the need of the utilization of solar energy as an alternative to petroluem fuels for drying grain , an energy intensive agricultural operation. Many techniques for the utilization of solar energy in grain drying have been developed, however, there are many problems in adopting solar energy as an energy sources for drying grain. Futhermore, very little research has been done on solar grain drying in Korea. This study was conducted to evaluate the availability of solar energy for drying of rough rice in Chuncheon, Suweon, and Jinju areas based on 50year meteorological data, and to analyze experimentally the performance of a solar air collector for dying grain, and to find the effects of solar heated air compared to unheated air on the rate of drying and energy consumption required for drying of rough rice. The results of this study was may be summarized as follows ; 1. Monthly average daily total radiation on a horizontal surface in October was 260.6 ly/day for Chuncheon, 240.3 ly/day for Suweon , and 253.4 ly/day for Jinju area, respectively. 2. the ratio of monthly average daily diffuse radiation to daily total radiation on a horizontal surface was approximately 0.41 for Chuncheon, 0.45 for Suweon, and 0.44 for Jinju area, respectively. 3. Although the statistical distribution curves of daily total radiation for the three locations were not identical , the differences among them were not large and may be neglected for many practical purposes. 4. I was estimated that the optimum tilting angle of the collector in October was approximately 46 degrees for Chuncheon and Suweon and 45 degrees for Jinju. 5. The ratio of the total radiation on a optimum tilting plane to that on a horizontal plane was estimated to be 1.36 for Chuncheon, 1.31 for Suweon, and 1.27 for Jinju , respectively. 6. The collection efficiency of the solar air collector ranged from 47. 8 to 51. 5 percent at the air flow rates of 251. 1-372.96 $m^3$/hr. High efficiency remained nearly , constant during the best sunshine hours, 10 a.m. to 2 p.m. and decreased during other hours. More energy was collected as the air flow rate incresed. 7. The average temperature rise in the drying air from the solar collector for the test period varied from $6.5^\circC$ to $21.8^\circC$ above the ambient air temperature. 8. Solar-dried rough rice averaged 13.7 percent moisture (w.b.) after 130 hours of drying with the air flow rate of 1. 64 ccm/$m^3$, and rough rice dried with natural air averaged 15.1 percent moisture (w.b.) after 325 hours of drying with the same air flow rate. 9. Energy saving of 2.4 kwh per $m^3$ percentage point of moisture removed was obtained from solar heated air drYing. The solar bin used 53.3 percent less energy per percentage point of moisture removed than the natural air bin.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권4호
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• pp.717-727
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• 2017

전체 산업에서 원재료사용의 40%, 에너지소모의 30%, 그리고 $CO_2$ 배출량의 30% 이상을 차지하는 건설 산업에서의 온실가스 배출에 대한 연구는 LCA를 통한 연구가 주류를 이루고 있다. 하지만 건설 산업의 생애 주기에서 $CO_2$ 배출량이 많은 단계는 운영단계 보다 시공단계가 더 큰 것으로 평가되며, 시공단계에서 환경부하를 가장 크게 유발하는 요인은 화석연료를 사용하는 건설기계일 것이다. 따라서 본 연구에는 국내 건설기계 등록대수 중 두 번째로 많고 실제 건설 현장에서 활용도가 가장 높은 굴삭기를 대상으로 작업 형태에 따른 생산성과 엔진부하 특성을 분석하였다. 그리고 굴삭기의 운행 특성을 공회전 무부하상태와 동력이 전달되는 부하상태로 구분하여 배기가스를 PEMS 장비를 이용해 직접측정방식으로 분석하였다. 실제 운행 상태에 따른 엔진 부하량과 배기가스 배출 특성요인들과의 상관관계를 분석하여 $CO_2$ 배출량을 산정하였다. 그리고 본 연구를 통해 산정된 건설기계의 $CO_2$ 배출량과 탄소배출계수를 이용하는 방법으로 산정된 $CO_2$ 배출량과의 차이를 분석하였다.

• 청정기술
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• 제20권1호
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• pp.1-6
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• 2014

화석연료로부터 에너지를 얻을 때, 연소반응에 의해 이산화탄소가 생성되어 진다. 이렇게 이산화탄소의 배출이 늘어나게 되면 지구온난화 문제가 더욱 심각해지게 된다. 따라서 이를 방지하기 위한 이산화탄소 포집 및 저장기술(carbon capture and storage, CCS) 개발이 요구되고 있다. 하지만 액화 이산화탄소를 수송 시 여러 문제로 인해 지속적으로 BOG (boil-off gas)가 발생하게 된다. 본 연구에서는 $40m^3$저장 탱크 2대에 액화 이산화탄소를 주입하여 압력변화 및 외부열과 선적, 하역 시 발생하는 BOG의 양과 조성을 30일 간 측정하였다. 측정한 결과 16,040 kg의 BOG가 발생하였으며, 조성은 $CO_2$ 99.95%, $N_2$ 0.05%인 것을 알 수 있었다. 또한 상용성 모사기인 PRO/II with PROVISION 9.2를 이용하여 발생한 BOG를 증기 재압축 냉동사이클을 통해 재액화 하는 전산모사를 수행하였다. 그 결과 냉동사이클의 총 순환유량은 42.07 kg/h, 응축기 설비의 소모량은 48.85 kg/h가 나오는 것을 알 수 있었다.

• 환경생물
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• 제32권1호
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• pp.26-34
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• 2014

에너지 소비의 증가와 화석 연료의 감소로 인해 바이오디젤과 같은 재생 가능한 대체 에너지 자원이 관심을 받고 있다. 미세조류를 이용한 바이오디젤은 기존의 농작물과 경쟁하지 않는 것과 더불어 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 미세조류 배양의 생산 비용 절감과 축산 폐수 처리라는 두 가지 목표를 충족시키지 위해 돈분 액체 비료를 사용하였다. 옥외 배양 시스템(Small Scale Raceway Pond; SSRP)과 희석된 돈분 액체 비료를 이용하여 단일 미세조류 Chlorella sp. JK2, Scenedesmus sp. JK10 과 혼합 토착 미세조류 CSS를 20일 동안 각각 배양하였다. 미세조류 혼합균주인 CSS의 바이오매스 생산과 지질 생산성은 각각 $1.19{\pm}0.09gL^{-1}$, $12.44{\pm}0.38mgL^{-1}day^{-1}$로 단일 종에 비해 2배 이상 높았다. 돈분 액체 비료의 TN, TP의 제거율 역시 혼합 토착 미세조류 CSS에서 93.6%, 98.5%로 단일 종의 이용에 비해 30%이상 높은 제거 효율을 보여주었다. 이를 통해 돈분 액체 비료는 미세조류 배양에 필요한 N과 P를 제공하며, 미세조류를 이용한 SSRP를 통하여 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 확인하였다. 또한 미세조류 배양을 위한 생산 비용의 감소로 경제성 있는 바이오디젤의 생산 가능성을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권1호
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• pp.56-64
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• 2022

우리나라는 2019년 221,102 ton/day의 건설폐기물이 발생하였으며, 그 중, 본 연구의 대상인 혼합 건설폐기물 발생량은 24,582 ton/day로 조사되었다. 나머지 건설폐기물은 98.9%의 상당히 높은 수준으로 재활용되고 있다. 폐기물 부문의 온실가스 배출량은 17.1 백만 ton CO2-eq.로 총발생량의 2.3% 정도를 차지한다. 온실가스 배출을 감축하기 위해 환경영향 저감 방법 등에 관한 관심이 점차 증대되고 있으나, 혼합 건설폐기물의 발생량은 현재까지 지속적으로 증가하고 있어 이에 대한 적절한 처리가 필요할 것으로 판단된다. 또한, 분리·선별이 어려워 매립 및 소각에 의해 처리하는 경우가 대부분이며, 단순처리보다 재활용을 위한 효율적인 방안 마련이 시급한 실정이다. 따라서, 본 연구에서는 혼합 건설폐기물의 처리경로별 온실가스 배출량 산출을 통해 환경영향을 검토하였다. 그 결과, 온실가스 발생량이 가장 높은 것은 소각단계로 나타났으며, 최적의 온실가스 저감 방안은 단순 소각처리가 아닌 재활용, 에너지회수를 통한 재활용 처리가 최적의 방안이라고 판단된다. 또한, 에너지화 단계의 온실가스 발생량은 두 번째로 높게 발생하는 것으로 나타났다. 그러나 폐기물을 에너지로 활용하여 화석연료 사용 절감을 통해 온실가스 배출량을 감축시킬 수 있다고 판단된다. 수송단계에서는 최적의 거리 설정과 바이오연료 및 전기자동차 운행 등을 적용하여 온실가스 발생량을 최소화하는 것이 최적의 방안이라고 판단된다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.163-173
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• 2022

지구 온난화를 완화시키고 석유고갈 문제를 피할 수 있는 수단의 하나로서 바이오 연료에 대한 많은 연구 개발이 지금까지 30년 넘게 이루어졌다. 하지만 일부 1세대 및 2세대 바이오 연료의 제한적인 보급이 이루어졌을 뿐, 광범위한 바이오 연료의 보급은 아직도 요원하다. 비교적 최근에 연구가 시작된 해조류 바이오매스 유래 3세대 바이오는 경우 많은 장점을 가지고 있음에도 불구하고 상업 규모의 해조류 바이오 리파이너리의 보급은 아직도 멀기만 하다. 이 총설에서는 광범위한 문헌조사와 10년 넘게 해조류 바이오 리파이너리의 타당성 연구를 수행한 저자의 경험을 토대로 해조류와 해조류의 양식부터 최종 제품인 바이오 연료 생산까지 가치사슬 전반에 걸쳐 해조류 바이오 리파이너리가 가진 장점과 단점을 살펴보고자 한다. 이 관점에서 문헌조사는 (1) 전 세계 해조류 생산 및 연구 개발 현황, (2) 실험실 규모 실험에 기초한 해조류로부터 바이오 연료 생산을 위한 전환 기술, 그리고 (3) 대규모 해조류 바이오 리파이너리 타당성 연구를 포함할 것이다. 그리고 해조류 바이오 연료 상업화에 예상되는 주요 문제점을 확인하고 마지막으로 현재의 해조류 바이오 리파이너리 기술 현황과 유망한 미래 전망에 대한 저자의 견해가 정리될 것이다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.77-83
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• 2023

급격한 산업화에 따른 에너지 사용량의 증가로 대기 중 이산화탄소(CO₂)의 농도가 증가하여 기후변화가 가속화되고 있다. 여기에 대응하기 위해 에너지 패러다임 전환이 필요하고, 그 일환으로 수소(H₂)가 주목받고 있다. 하지만 현재 대부분(95%)의 수소가 화석연료 기반의 추출수소로 생성되며, 많은 양의 CO₂를 배출하고 있다. 이를 그레이수소라 하는데 여기에 CO₂포집·이용·저장(CCUS)기술을 적용하여 CO₂ 배출량을 줄이면 블루수소가 된다. 상용 CO₂ 포집기술로는 습식법, 건식법, 분리막법이 있는데 각자 장단점을 가지고 있어 배가스 특성분석이 선행되어야 한다. 수소생산기지에서 배출되는 CO₂는 수분제거 시 20%를 상회하고 배출량은 중소규모로 분류되어 습식법 보다 분리막법의 적용이 유리할 것으로 판단된다. 또한, LNG 냉열을 사용할 수 있다면 분리막의 포집성능(선택도)이 향상되어 효율적인 CO₂ 포집 공정 구현이 가능하다. 본 연구에서는 수소생산기지에서 배출되는 배가스를 분석하고 여기에 적합한 CO₂ 포집기술에 대한 논의가 이뤄질 것이다.

• 한국응용곤충학회지
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• 제61권4호
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• pp.605-614
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• 2022

인류는 기후변화와 인구 구성 비율의 급격한 노령화 라는 두 가지 커다란 생존을 위협하는 문제점에 직면해 있다. 기후변화는 경제 발전과 운송 수단의 발달로 화석 연료 사용 증가에 따른 대기 중 온실가스 농도가 증가한 결과이고, 인구 구성 비율의 노령화는 선진국의 의 생명과학 기술 발전과 개인 위생의 증진으로 기대 수명이 증가한 결과이다. 돌이킬 수 없는 전 지구적인 기후변화를 피하기 위해서는 빠른 기간 내에 온실 가스의 배출이 없는 탄소 제로 경제로 전환을 해야 한다. 이 목표를 달성하기 위해서는 농업 중 온실가스의 발생이 가장 많은 낙농축산업을 저탄소 경영방식으로 전환하고 동시에 소비자들의 저탄소 식품들에 대한 인식의 변화가 필요하다. 현재 지구상 이용 가능 초지 중 77%가 가축용 사료 재배에 활용되지만, 인간이 섭취하는 전체 단백질의 37%와 총 열량의 18%만이 낙농축산업에서 얻어질 뿐이다. 그러므로, 가축보다 온실가스 배출량, 물의 사용량이 적고, 사육 공간이 작아도 되며 사료전환율이 높은 식용 곤충을 단백질원으로 활용해야 할 필요성이 있다. 이와 더불어 건강기능 증진 효과가 있다고 과학적으로 밝혀진 누에와 같은 곤충들의 기능성을 활용하여 현재 치료 방법이나 예방법이 확립되지 않은 퇴행성 질환들을 예방하고 치료를 촉진시킬 수 있는 기능성 식품 개발이 필요하다. 곤충은 동물 중 가장 오래 전에 지구상에 나타났고, 인간의 생존 유무와 상관없이 앞으로도 빠르게 진화를 하여 지구의 환경 변화에 적응하고 번성할 것이다. 그러므로, 다양한 식용 곤충과 누에를 포함한 약용 곤충을 이용한 산업은 현재 인류가 직면한 문제를 해결하여 미래에 인간이 지구에서 생존하고 번영할 수 있는 중요한 받침돌이 될 것이다.

• 한국환경생태학회지
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• 제16권2호
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• pp.172-178
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• 2002

본 연구는 서울시 남산 도시자연공원을 대상으로 식생의 대기 $CO_2$, SO$_2$및 NO$_2$흡수능을 계량화하여 대기정화에 기여하는 가치를 구명하였다. 활엽수림이 전체 식생면적의 약 54%를 차지하였고, 수령구조는 유목내지는 성장과정의 수목들로 우점하였다. 평균 교목밀도와 기저면적은 각각 17.5주/100$m^2$, 2,580$\textrm{cm}^2$/100$m^2$ 이었다. 식생유형 및 영급별 단위면적당 대기정화능은 기저면적의 변화와 유관하여 영급이 높을수록 증가하였고, 동일 영급 내에선 대체로 침엽수림보다는 혼효림이나 활엽수림이 더 컸다. 식생유형 전체의 단위면적당 평균 $CO_2$저장량은 293.8t/ha이었고 경제가치는 147백만원/ha이었다. 연간 흡수량은 $CO_2$ 24.6t/ha/yr, SO$_2$17.Ikg/ha/yr 및 NO$_2$ 43.9kg/ha/yr이었고 연간 경제가치는 13백만원/ha/yr이었다 전체 식생면적은 총 72.100t의 $CO_2$를 저장하고 있으며, 해마다 $CO_2$ 6.040t/yr, SO$_2$ 4,200kg/yr, NO$_2$10,770kg/yr을 흡수하는 것으로 나타났다. 그 전체면적의 경제가치는 $CO_2$저장 약 361억원, 연간 $CO_2$, SO$_2$ 및 NO$_2$흡수 31억원 /yr에 상당하였다. 남산 도시자연공원은 해마다 시민 약 1,100인의 $CO_2$배출량, 2,800인의 SO$_2$배출량, 1,160인의 NO$_2$배출량을 각각 상쇄시키는 중요한 역할을 담당하였다. 본 연구결과는 도시자연공원의 대기정화 가치를 홍보함은 물론. 보강식재 및 관리의 예산확보에 필요한 설득력 있는 기반자료가 될 것으로 기대한다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제16권1호
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• pp.9-16
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• 2013

해수 중 용존 이산화탄소 농도 증가가 두토막눈썹참갯지렁이(Perinereis aibuhitensis)의 세포내 에너지 할당(CEA, cellular energy allocation)에 미치는 영향을 알아보고자 0.39(대조구=390 ppmv), 3.03 (=3,030 ppmv), 10.3 (=10,300 ppmv), 그리고 30.1 (=30,100 ppmv) mM의 이산화탄소 농도를 갖는 해수에 청충을 7일간 노출하여 세포 에너지와 세포 전자전달체계(ETS, electro transport system) 활성을 분석하였다. 실험생물의 지질, 당질, 그리고 단백질 함량과 ETS로부터 에너지 소비율을 계산하여 CEA를 산출한 결과 이산화탄소 농도가 증가함에 따라 CEA가 감소하였다. 지질의 경우 이산화탄소 농도가 증가 할수록 지질함량도 증가하였으며, 당질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서 가장 낮고 10.3 mM인 실험구에서 일부 증가하였으나 가장 높은 농도에서는 다시 감소하는 경향을 보였다. 단백질은 이산화탄소 농도가 3.03 mM인 실험구에서는 영향이 없었지만, 10.3 mM 이상의 농도에서부터 유의한 수준의 CEA 감소가 나타났다. 에너지 소비율은 이산화탄소 최고 농도에서만 유의한 증가 현상이 나타났지만, CEA는 대조구와 비교해 3.03 mM의 실험구부터 감소하였다. 이산화탄소는 해수중 pH를 낮추어 시험생물에 스트레스를 증가시키고, 세포내 에너지 할당변화에 영향을 미친 것으로 판단된다. 해산 갯지렁이를 이용한 CEA 평가결과는 대기 중 이산화탄소의 증가 또는 이산화탄소 저감을 위해 추진되고 있는 해양 지중저장사업 과정에서 누출된 이산화탄소의 해양생태계 위해성을 예측하는 자료로 이용될 수 있을 것으로 판단된다.