• 한국토양비료학회지
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• 제45권2호
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• pp.280-286
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• 2012

본 연구는 바이오가스 생산시설과 연계하는 시설채소 오이의 청정에너지 농업 시스템 구축을 위하여 물질 및 에너지 수지 분석하였으며, 물질 및 에너지 수지 분석을 통해 시설채소 청정에너지 시스템의 도입 방안을 검토하였다. 시설 채소 오이 재배지의 연간 가온용 순에너지요구량 ($E_{YHED}$)을 충족시키는 바이오가스양은 촉성과 반촉성 재배에서 각각 9,482, $2,636Nm^3\;10a^{-1}$ (60% 메탄함량을 기준)이었으며, 바이오가스 생산을 위해서 각각 양돈슬러리 511, $142m^3\;10a^{-1}$가 요구되었다. 해당 양돈슬러리에서 발생하는 질소(N)와 인산 ($P_2O_5$)은 촉성재배에서 1,788, $511kg\;10a^{-1}$, 반촉성 재배에서 497, $142kg\;10a^{-1}$이었으며, 비료성분의 농지환원을 위해서는 촉성 재배의 경우 질소시비 기준 7.5 ha, 반촉성 재배의 경우 질소시비 기준 2.1 ha의 오이재배 면적이 요구되었다. 가온기간 중 촉성 재배에서 일일 가온에너지 요구량 ($E_{i,DHED}$)은 최소 7.7, 최대 515.1, 평균 $310.2Mcal\;10a^{-1}\;day^{-1}$을 나타냈으며, 반촉성 재배에서 일일 가온에너지 요구량 ($E_{i,DHED}$)은 최소 5.3, 최대 258.0, 평균 $165.1Mcal\;10a^{-1}\;day^{-1}$을 나타났다. 촉성 및 반촉성 재배에서 일일 가온에너지 요구량 ($E_{i,DHED}$)의 평균치를 기준으로 산출한 바이오가스 생산 시설의 양돈슬러리 유입용량은 각각 3.3, $1.7m^3\;day^{-1}$이었으며, 일일 가온에너지 요구량 ($E_{i,DHED}$)의 최대값을 기준으로 한 유입용량은 각각 5.4, $2.7m^3\;day^{-1}$로 나타났다. 또한 소화액의 처리측면에서 지역특성에 따라 액비이용을 고려한 바이오가스 생산시설 용량설계와 하절기의 잉여 바이오가스 활용 방안의 모색이 필요하였다.

• 한국조경학회지
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• 제44권2호
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• pp.1-10
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• 2016

본 연구의 목적은 용인시에 대한 생태발자국 지수 산정 및 변화분석을 통해 용인시의 환경용량 추이를 분석하고, 이를 바탕으로 용인시의 도시개발 및 계획의 방향을 제언하는 것이다. 이를 위하여 용인시를 대상으로 1993년, 2003년, 2013년에 걸친 생태발자국 지수 분석을 실시하였으며, 지수분석 결과를 바탕으로 용인시의 토지이용 변화와 개발패턴의 문제점에 대하여 분석하였다. 또한 GIS(Geographic Information System)를 기반으로 한 토지피복도와 생태발자국 지수의 비교를 통해 용인시 토지이용의 변화를 환경적 측면에서 분석하였다. 본 연구 결과는 다음의 세 가지로 요약될 수 있다. 첫째, 용인시의 총 생태발자국 지수는 1993년 3.20(gha), 2003년 6.50(gha), 2013년 11.15(gha)로 산정되었으며, 이는 용인시의 생태발자국이 세계적으로 요구되는 1인당 생태발자국 1.8(gha)는 물론, 한국 전체의 1인당 평균 생태발자국인 3.56(gha)을 훨씬 상회하는 수준으로, 지역 환경용량에 비해 과도한 자원소비가 이루어지고 있다는 것을 보여주고 있다. 둘째, 1993년부터 20여 년간 용인시의 생태발자국을 부문별로 분석한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 증가하였으며, 다음으로 에너지 부문, 음식 부문, 건조환경부문으로 순으로 나타났다. 특히, 산림 생태발자국의 경우 1993년에는 가장 낮은 0.002(gha)였으나, 2013년에는 7.32(gha)로 급증했으며, 에너지의 경우도 0.87(gha)에서 2.38(gha)로 비교적 높은 증가율을 보였다. 이는 급격한 도시개발로 인한 목재수요와 목재생산력의 지나친 불균형 및 주거와 상업용지 개발에 따른 에너지 수요의 급격한 증가에 기인하는 것으로 분석된다. 셋째, 지난 10여 년간 생태발자국과 산림 및 건조환경 토지피복의 변화를 관찰한 결과, 산림부문의 생태발자국이 가장 크게 확대되었으며, 실제 훼손된 산림면적 또한 증가된 건조환경 면적에 집중되어 있음을 알 수 있었다. 에너지 부문의 생태발자국 또한 급격한 증가를 보여주고 있는데, 이는 토지피복도 분석에서 알 수 있듯 건조환경부문, 특히 상업시설과 도로 및 철도용지의 급증에 크게 기인하는 것으로 분석되었다. 이는 향후 용인시가 개발 시 산림의 훼손을 최소화하고, 녹지면적을 확대해야 할 필요성을 제기하고 있으며, LPG 등 화석연료의 소비를 줄이는 대신 신재생에너지의 확대를 적극적으로 추진해야 한다는 근거를 제공할 수 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제46권6호
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• pp.502-509
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• 2013

2011~2012년 2년간 전북 군산과 익산 지역의 관행농 벼를 재배하는 농가를 대상으로 온실가스 배출량 산정을 위한 인벤토리 목록을 구축하였다. 2년 누적 평균 데이터를 사용하여 전과정평가를 수행하고, 탄소성적 산출 및 온실가스 배출의 주요인을 분석하였다. 분석된 온실가스 배출 주요인자들을 대상으로 민감도 분석을 수행하여 온실가스 잠재량을 산정하고, 대상지역 농가들이 적용할 수 있는 온실가스 저감 영농법을 제안하고자 하였다. 관행농 쌀 생산농가를 대상으로 전과정 목록분석을 수행한 결과 탄소성적은 쌀 1 kg 생산을 기준으로 2.21 kg $CO_2.-eq.kg^{-1}$가 발생되었다. 온실가스 중 $CO_2$ 배출량이 가장 많았으나, 지구온난화 지수를 곱하여 이산화탄소 등가 ($CO_2$-eq.)로 환산하면 벼 생산체계의 탄소성적에서 메탄발생 기여도가 가장 컸다. 전체 $CO_2$ 배출량 중 복비생산 공정에서 37%가 발생하였고, 단비생산으로 10%, 벼 재배과정 중 40%가 발생하였다. 벼 재배 중 $CO_2$ 발생원은 농기계의 화석연료 사용에 의한 불완전 연소이다. $CH_4$는 대부분 벼 재배 중에 발생되었으며, 벼논의 메탄 발생 요인은 혐기조건의 담수논이다. $N_2O$은 대부분 벼 재배과정에서 배출되었고, 벼 재배 중 $N_2O$의 발생요인은 복비, 요소 비료, 퇴비 등의 비료시용이었다. 에너지 사용량 변화에 따른 민감도 분석결과 에너지원 중 경유의 민감도가 가장 높았고, 경유사용량을 10% 줄였을 때 약 2.5%의 $CO_2$ 감축 잠재량이 산정되었다. 복비 시용량을 10% 줄였을 때 $CO_2$는 약 1%, $N_2O$는 약 1.8%의 감축잠재량이 산정되었다. 퇴비시용을 10% 줄이면 약 1.5%의 메탄발생이 감소하고, 아산화질소는 약 1% 감소효과가 나타났다. 물떼기 일수가 10일 증가하면 메탄발생량이 약 4.5% 감소되었다. 투입량의 변화에 따른 온실가스 감소 효과가 가장 큰 요인은 벼논 물떼기 일수의 증가 및 경운과 수확시 사용하는 농기계용 경유사용량 감소였다. 그에 따라 중간낙수 및 무경운 등이 탄소배출 저감 영농법으로 제시되었다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제35권6_3호
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• pp.1173-1185
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• 2019

본 연구에서는 처음으로 주성분분석(Principle component analysis; PCA) 방법을 이용하여 Sentinel-5p의 TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) 위성센서 원시자료로부터 산업활동 및 화산활동에 의해 발생한 이산화황 연직칼럼농도(Vertical column density; VCD)를 산출하였다. 본 연구에서 TROPOMI로부터 주성분분석방법을 이용하여 산출된 이산화황 연직칼럼농도는 차등흡수분광법(Differential Optical Absorption Spectroscopy; DOAS)을 이용하여 산출된 TROPOMI Level 2 이산화황 연직칼럼농도 산출물과 비교되었다. 산업활동과 같은 인위적 요인에 의하여 다량의 이산화황을 지표부근에 배출하는 동아시아 지역에서 TROPOMI 로부터 주성분분석방법으로 산출된 이산화황 연직칼럼농도와 차등흡수분광법을 이용하여 산출된 TROPOMI 이산화황 연직칼럼농도의 평균값은 각각 0.05 Dobson Unit (DU)와 -0.02 DU로 비슷한 값으로 나타났다. 두 산출물 사이의 기울기(Slope)는 모든 구름조건에 대하여 0.64, 상관계수(Correlation coefficient, R)는 0.51로 다소 낮은 상관관계를 보였으나, 구름비율이 0.5 이하인 픽셀에 대한 기울기는 0.68, 상관계수는 0.61로 증가하였다. 이러한 결과는 두 알고리즘에서 공통적으로 구름비율이 높을 때 지표부근에 대한 이산화황의 산출 민감도가 감소한다는 것을 의미한다. 화산활동에 의한 고농도 이산화황이 발생하는 지역인 인도네시아와 일본 남부 지역에서 두 알고리즘으로 산출된 이산화황 연직칼럼농도 사이의 상관계수는 모든 구름 조건에 대하여 0.90으로 높은 상관관계를 보였다. 이는 화산지역에서의 가스 분출로 인하여 고농도로 대류권 상층 혹은 성층권 하부에 주로 분포하는 이산화황에 대한 위성 기반 이산화황 산출 정확도가 높게 나타나기 때문인 것으로 사료된다.

• 해양환경안전학회지
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• 제14권4호
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• pp.257-266
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• 2008

PAHs는 인간활동에 의한 화석연료 이용으로 해양환경 중에 넓게 분포되어 있다. 환경 중 다양한 경로를 통해 해양으로 유입된 PAHs는 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 대해서 발암성과 돌연변이를 일으키고 있다. 광양만은 여수화학공단, 광양제철소, 콘테이너부두가 위치해 있고 도시화가 진행되어 PAHs의 오염이 예상되는 해역이다. 본 연구는 광양만의 주상퇴적물에서 PAHs의 오염에 관한 연구를 수행하였다. 주상퇴적물은 1999년 7월에 4개 정점(A, B, C와 D)에서 채집하여 soxhlet extractor로 추출하고 GC-MS를 이용하여 PAHs 13종을 검출하였다. 주상퇴적물에서 13종 PAHs 화합물 모두가 검출되었으며, Total PAHs는 275.04${\sim}$2,838.6464(평균 406.43)${\mu}g/kg$ dry wt.의 범위로 검출되었고 분석한 PAHs 화합물 중 Naphthalene이 40.60${\sim}$2294.06${\mu}g/kg$ dry wt.로서 거의 모든 시료에서 가장 높게, Anthracene이 2.63${\sim}$11.30${\mu}g/kg$ dry wt.로서 가장 낮게 나타났다. Total PAHs와 PAHs 화합물의 상관관계는 Naphthalene, Acenaphthylene, Phenanthrene과 같은 저분자량 물질에서 상대적으로 높은 상관관계를 나타내었다. P/A(Phenanthrene/Anthracene)비와 F/P(Fluoranthene/Pyrene)비에 의한 기원의 형태는 연소기원과 유류오염기원의 복합적인 영향을 받는 것으로 나타났다. 광양만 주상퇴적물에서의 TotaI PAHs 농도는 생물학적 영향에 대한 기준(Biological effect guidelines)인 ER-L(Effect Range-Low), ER-M(Effect Range-Middle) 및 OAET(Overall Apparent Effect Thresholds)보다 적은 값을 보였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.18-24
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• 2018

친환경자동차의 보급 확대를 위한 정책수립과 기술개발이 지속적으로 이루어지고 있는 실정이나 아직까지도 내연기관이 차지하는 비중은 약 95% 차지하고 있다. 화석연료를 기반으로 하는 내연기관의 엄격한 배기가스규제를 충족시키기 위해 자동차와 선박용 후처리장치의 비중이 점차로 증가하고 있다. 천연가스는 대기환경 오염물질을 거의 배출하지 않는 청정연료이며, 주로 시내버스의 연료로 사용되어져 왔다. CNG 버스의 보급률이 계속적으로 증가하고 있으며 이에 대한 엄격한 배기규제를 충족시키고 경제적인 후처리장치의 연구개발이 필요하다. 장기적인 연구로는, CNG 버스에서 배출되는 유독성가스인 $CH_4$와 NOx를 동시저감시키는 새로운 NGOC/LNT+NGOC/SCR 복합시스템을 개발하는 것이다. 이 연구는 복합시스템 후단에 장착되는 선택적인촉매환원(SCR)의 washcoat를 세라믹과 메탈 담체에 코팅하여 $de-CH_4/NOx$ 특성을 파악하는 것이다. V, Cu-SCR 촉매는 $CH_4$ 산화반응에는 영향을 미치지 않고, 이중층으로 코팅된 2, 4번 NGOC/SCR 촉매는 $400^{\circ}C$에서 $CH_4$가 산화되기 시작하여 약 $550^{\circ}C$에서는 약 20% 수준으로 $CH_4$가 저감되었다. NGOC/SCR처럼 two layer로 코팅된 2, 4번 SCR 촉매는 $350^{\circ}C$이상에서는 마이너스(-) NOx 전환률을 나타냈다. 이는 $ NH_4NO_3$(질산염)으로 흡장되어 있는 NOx가 촉매의 반응속도가 저하됨에 따라 $N_2$로 환원되지 못하고 $NO+NO_2$로 탈착되었기 때문이다. 세라믹 기반의 복합시스템은 $400^{\circ}C$에서 약 30%, $500^{\circ}C$에서 LOT50에 이르러 메탈 기반의 복합시스템보다 약 20% CH4 정화 성능이 높았고, NGOC/LNT+Cu-SCR 복합시스템 조합이 적합하다.

• 농업과학연구
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• 제9권1호
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• pp.357-370
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• 1982

태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 곡물(穀物)의 건조(乾燥)와 저장(貯藏)을 겸할 수 있는 농가용(農家用) 태양열(太陽熱) 저장고(貯藏庫)의 개발(開發)에 필요(必要)한 기초자료(基礎資料)를 얻기 위(爲)하여 구조(構造)가 간단(簡單)하고 가격(價格)이 저렴한 콘크리트 벽체의 저장고(貯藏庫)와 그 지붕을 대신(代身)한 태양열집열기(太陽熱集熱器)를 설계(設計) 제작(製作)하여 집열기(集熱器)의 성능(性能)을 실험(實驗)에 의(依)하여 구(求)하였으며 집열기(集熱器)에서 가열(加熱)된 공기(空氣)와 상온통풍(常溫通風)에 의(依)한 벼의 건조특성(乾操特性)을 비교(比較) 분석(分析)하였다. 건조(乾操)된 곡물(穀物)의 저장시(貯藏時)에 그 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 개발(開發)하여 그 적합성(適合性)을 검정(檢定)하고 저장곡물(貯藏殺物)의 각(各) 부위(部位)에 대(對)한 온도(溫度)의 변화(變化)를 분석(分析)한 결과(結果)들을 요약(要約)하면 다음과 같다. 1. 본(本) 실험(實驗)에 설계(設計) 제작(製作)된 태양열집열기(太陽熱集熱器)의 효율(效率)은 평균(平均) 26%였으며 총열전달계수(總熱傳達係數)는 약(約) $25kJ/hr.m^2\;^{\circ}K$였다. 2. 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)에서는 공시(供試)벼의 함수율(含水率) 23.5%에서 15.0%까지 건조(乾燥)시키는데 7일(日)이 소요(所要)되었으며 상온통풍건조(常溫通風乾燥)에서는 함수율(含水率) 20.0%에서 15.5%까지 건조(乾燥)시키는데 12일(日)이 소요(所要)되었다. 3. 건조소요시간(乾燥所要時間)은 태양열(太陽熱)을 이용(利用)한 건조(乾燥)가 배(倍) 정도(程度) 빠르나 하층부(下層部)의 곡물(穀物)의 과건현상(過乾現象)의 방지책(防止策)이 철저히 구명(究明)되어야 할 것이다. 4. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度)를 예측(豫測)할 수 있는 simulation model을 finite difference method에 의(依)해 개발(開發)하였으며 검정(檢定) 결과(結果) 실측치(實測値)와 잘 일치(一致)되었다. 5. 저장곡물(貯藏殺物)의 온도(溫度) 변화(變化)는 벽체와 접촉(接觸)하고 있는 부위(部位)에서 컸으며 곡물(穀物)의 손상(損傷)도 이곳에서 심(甚)할 것으로 사료(思料)된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제1권1호
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• pp.8-16
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• 2013

현재 전 세계적으로 석탄, 석유 등 화석연료의 사용으로 지구 온난화가 진행되고 있으며, IPCC는 지난 100년간(1906~2005년) 지구 지표기온이 $0.74^{\circ}C{\pm}0.18^{\circ}C$ 상승하였고 최근 50년간의 온난화 증가 추세($0.13^{\circ}C{\pm}0.03^{\circ}C$/10년)를 살펴보면 과거 100년간의 변화($0.07^{\circ}C{\pm}0.02^{\circ}C$/10년)에 비해 거의 2배가 증가 하였다고 발표하였다. 이러한 원인으로 폭염, 폭설, 폭우 및 슈퍼태풍 등과 같은 이상기후, 극한기후 현상이 지속적으로 증가 되고 있다. 또한 이로 인하여 사회기반시설의 파괴 및 손상, 인명피해가 급증하고 있으며 콘크리트 구조물의 경우 장기간 지속되는 극심한 기후변화에 따라 급속도로 노화되고 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위해서는 기후변화에 적합한 기준 및 시공 기술 등이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 문제점들을 해결하고자, 콘크리트 양생에 영향을 미치는 온도, 습도, 일조량, 풍량 등 다양한 기후인자 요소 중 주요 요인인 온도와 습도를 다양한 케이스별로 실험을 실시하였으며, 각 케이스 별로 압축강도(3, 7, 28일), 할렬인장강도(3, 7, 28일)실험을 하였다. 그리고 실험 데이터를 바탕으로 콘크리트 시편의 성능을 평가하고 만족도 곡선을 작성하며, 이를 성능중심형설계방법(PBDM : Performance Based Design Method)에 적용하였다. PBD란 과거의 실험 해석과 현재의 실험 해석등의 여러 결과들을 합하여, 구조물에서 요구되는 재료 성능을 만족시키는 성능 기반형 설계법 으로써, 최근 전세계적으로 연구가 활발히 진행 중이다. 그리고 PBD의 최종 목적은 사용기간 중 구조물이 충분한 성능을 갖출 수 있도록 시공, 설계하는 것이며 이를 사용 할 경우 문제 해결에 있어서 다양한 방법을 제시 할 수 있고, 경제성과 기능성 면에서도 최대한의 효과를 이끌어 낼 수 있다.

• 해양환경안전학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-20
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• 2007

PAHs는 해양환경 중에 넓게 분포되어 있으며 인간활동에 의한 화석연료 이용으로 PAHs의 오염이 광범위하게 일어나고 있다. PAHs는 잠재적으로 해양 수서환경 생물에 발암성과 돌연변이를 일으키고 있다. 본 연구는 여수화학공단, 광양제철소와 콘테이너부두가 자리잡고 있는 광양만의 표층퇴적물에서의 PAHs를 Soxhlet Extractor를 이용하여 추출하여 GC-MS로 PAHs 13종을 검출하였고 TOC(Total Oragnic Carbon)와 입도분석을 행하였다. 분석된 퇴적물에서 PAHs 화합물 모두가 검출되었으며 Total PAHs 범위는 $171.40{\sim}1013.54{\mu}g/kg$ dry wt.로 검출되었다. PAHs 화합물중 Naphthalene이 $14.08{\sim}691.39{\mu}g/kg$ dry wt.로 거의 모든 시료에서 가장 높게, Anthracene이 $0.49{\sim}22.66{\mu}g/kg$ dry wt.로 가장 낮게 나타났다. Total PAHs와 PAHs 화합물의 상관관계는 Naphthalene, Phenanthrene과 같은 저분자량 물질에서 높은 상관관계를 나타내었다. P/A(Phenanthrene/Anthracene)비 와 F/P(Fluoranthene/Pyrene)비의 결과에 의하면 연소기원과 유류오염 기원의 복합적인 영향을 받는 것으로 보여진다. Total PAHs와 TOC와의 상관계수는 높지는 않지만 양의 상관관계를 나타내었으며, 입도와의 상관관계는 높지는 않지만 퇴적물 입자의 크기가 세립 할수록 PAHs와 상관관계가 있음이 나타났다. 광양만 표층퇴적물에서 PAHs의 검출농도는 생물학적 영향에 대한 기준(biological effect guidelines)에 비해 낮은 값을 보여주고 있다.

• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.132-138
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• 2016

상용 발전소에서 LNG를 제외한 대부분의 연료 연소시 SO₂의 배출은 필연적이며, 이는 NOx 저감용 SCR촉매의 내구성에 영향을 미치므로 저온영역에서 SO₂에 대한 내구성과 NOx 저감 성능이 우수한 SCR촉매 개발을 목적으로 Sb₂O₃의 함침량을 달리하여 metal foam 지지체에 코팅하여 촉매를 제조하였다. 실험실 규모의 상압반응기를 이용하여 NOx 저감 성능 시험을 수행하였고, 제조된 촉매의 특성은 Porosimeter, BET, SEM (scanning electron microscope), EDX (energy dispersive X-ray spectrometer), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 기기를 이용하여 분석하였다. 촉매의 특성분석결과 비표면적은 Sb₂O₃의 함침량에 따라 증가하였고, NOx 전환활성 효율은 Sb₂O₃를 2 wt% 함침한 촉매가 가장 우수한 것으로 측정되었다. 또한 Sb₂O₃를 첨가한 촉매는 SO₂에 장시간 노출 시켰을 경우에도 NOx 전환활성 효율이 유지되는 것으로 나타났고, 활성온도영역과 SO₂의 존재 유무에 따라 Sb₂O₃ 함량을 조절함으로써 효율적인 촉매의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다.