• 지질공학
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• 제28권2호
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• pp.207-215
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• 2018

지구온난화 문제가 인류 생존을 위협하는 중대한 이슈로 떠오르면서 세계 각국은 온실가스 감축에 적극 나서고 있다. 대표적 온실가스인 이산화탄소($CO_2$)는 석탄, 석유와 같은 화석연료를 연소하는 과정에서 대량으로 방출되고 있다. $CO_2$를 포집하고 저장하는 CCS ($CO_2$ Capture & Storage) 기술은 온실가스 저감의 대표적 기술로 세계 각국에서 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 연구는 대규모 $CO_2$ 배출원에서 포집된 $CO_2$를 대상으로, 국내 최초로 해상에서 지중저장을 하기 위한 고압 주입설비의 설계 및 구축에 관한 연구다. 이를 위해 2017년초 $CO_2$ 지중 주입설비가 구축되었으며 포항시 영일만 해상 플랫폼에서 $CO_2$ 시험주입을 국내 최초로 성공하였다. 그 결과 해상주입을 위한 주입설비의 운전 요구조건과 $CO_2$ 주입 특성이 파악되었고 주입장치 운영에 관한 노하우도 얻게 되었다. 시험주입에서 얻어진 결과는 향후 장치개선과 scale-up에 활용될 예정이다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제29권3호
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• pp.478-485
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• 2012

고분자는 우수한 투과선택도 및 가공성으로 인하여 여러 기체 혼합물의 분리를 위한 막의 소재로 널리 이용되고 있다. 본 연구에서는 polyamide 복합막을 이용하여 $CH_4$ 및 $CO_2$ 혼합기체의 분리특성에 관한 연구를 수행하였다. 본 연구를 위한 모사 기체로는 순수 메탄과 이산화탄소를 혼합하여 사용하였으며, 서로 다른 운전조건에서의 투과실험을 수행하였다. 주입 기체의 유량은 800~1000 $cm^3/min$으로 변화시켰으며, stage cuts의 변화는 50~60 %로 하였다. 또한 분리막의 운전 온도는 $30{\sim}70^{\circ}C$에서 변화시켰으며 기체의 초기 주입압력은 6 bar로 설정하였다. 각 실험조건에서 메탄과 이산화탄소의 투과도를 평가하였고 이때 permeate에서의 이산화탄소에 대한 선택도를 함께 평가하였다. 또한 본 연구에서는 Arrhenius plots를 이용하여 메탄과 이산화탄소의 분리막에 대한 투과 활성화 에너지를 얻었다.

• 한국식품과학회지
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• 제31권5호
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• pp.1268-1274
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• 1999

본 연구에서 행하여진 온도$(35,\;55^{\circ}C)$ 및 압력(100, 300bar) 범위에서 초임계 추출된 솔 추출물의 수율은 300bar, $35^{\circ}C$와 300 bar, $55^{\circ}C$의 경우 각각 5.0%와 5.3%이었으며 100 bar, $35^{\circ}C$와 100 bar, $55^{\circ}C$에서 각각 3.7% 및 2.8%이었다. 300 bar에서는 wax류 등의 추출로 인하여 얻어진 추출물들은 상온에서 고체 상태이며 노란 색이었고, 100 bar에서 얻어진 추출물은 모두 액체 상태이고 무색에 가까웠다. 관능검사 결과 100 bar, $35^{\circ}C$에서의 초임계 추출물이 SDE 추출물보다 1% 유의수준에서 우수함이 판명되었다. 그러나 100 bar, $35^{\circ}C$에서의 추출물과 300 bar, $55^{\circ}C$ 추출물 간에는 5% 유의수준에서 차이가 없었다. 가장 많이 함유되어 있는 휘발성 향기 성분은 limonene으로써 $32.6{\sim}43.4%$를 차지하였고 ${\beta}-pinene(10.8{\sim}18.5%),\;{\beta}-myrcene(11.5{\sim}17.3%),\;{\alpha}-pinene(5.3{\sim}11.7%)$의 순이었다. 한편 향의 품질 특성에 결정적인 역할을 하는 것으로 알려진 함산소 terpene의 경우 100 bar, $35^{\circ}C$의 경우가 가장 많아서 3.6%를 차지하였으며 300 bar, $35^{\circ}C$의 경우에도 3.4%로서 300 bar, $55^{\circ}C$의 2.5%, 100 bar. $55^{\circ}C$의 1.8%보다 많았다. SDE 추출물의 경우는 6.7%를 차지하여 초임계 추출물보다도 훨씬 많은 양을 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제20권3호
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• pp.205-209
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• 2005

초임계 유체를 이용하여 참기름을 생산하기 위한 기초 연구로 참깨에만 존재하는 천연항산화제인 세사몰을 고함 유한 참기름의 특성에 대해 연구하였다. 참깨의 볶음온도와 시간, 초임계 유체의 압력과 온도 그리고 초임계 유체의 유속 그리고 보조용매로 물을 사용시 세사몰의 함량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 그 결과 참깨를 $200^{\circ}C$ 이상 배전시 급격히 세사몰 양이 증가하였고, 배전시간을 늘림으로써 그 양을 더욱 증가시킬 수 있었다. 초임계 유체추출시 세사몰 함량은 온도와 압력 증가에 따라 증가하였다. 그리고 초임계 유체의 유속의 경우 유속을 오히려 낮췄을 때 세사몰의 함량이 증가하였는데 이는 유속이 낮아짐으로서 시료와의 접촉시간이 증가하므로 세사몰의 추출메카니즘이 확산에 의해 이뤄짐을 알 수 있었다. 보조용매로 물을 $0{\~}1\%$로 증가함으로서 세사몰의 함량이 증가되었다. 이상의 결과를 토대로 기존 압출추출방법과 초임계 추출 방법을 비교한 결과 기존 방법 대비 세사몰 함량이 6.6배, 보조 용매 사용시 11.5배 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국유기농업학회지
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• 제29권3호
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• pp.415-427
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• 2021

본 연구는 육계에서 동물복지농장의 스트레스 저감효과를 과학적인 지표를 통해 확인하고자 시행되었다. 농장 내 gas 농도를 비교한 결과 일반농장에서 육계에 부정적인 영향을 미칠 수 있는 CO₂와 NH₃의 농도가 높았다. PCO₂는 일반농장에서, PO₂는 동물복지농장에서 유의하게 높았다. 일반농장의 육계에서 혈중 CREA, GLU, AST, CK가 유의적으로 높았으며, TP, GLOB는 유의하게 낮았다. 또한 혈중 corticosterone과 norepinephrine이 일반농장에서 유의하게 높은 값을 나타내었다. 이러한 결과를 통해 동물복지농장에 비해 일반농장 육계의 스트레스 수치가 더 높은 것으로 판단되며, 동물복지농장이 스트레스가 감소된 사양 환경을 제공하고 있다는 것을 의미한다.

• 유기물자원화
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• 제12권1호
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• pp.49-57
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• 2004

기체 sparging이 수소 발효에 미치는 영향을 알아보기 위하여 기체의 종류($N_2$, $CO_2$) 및 sparging 유량의 변화(100, 200, 300, 400 ml/min)를 달리하여 연속 실험을 수행하였다. Sparging을 한 모든 경우, 하지 않는 경우에 비하여 더 높은 수소 전환율이 관찰되었는데, 이는 sparging을 통한 수소 분압 감소가 수소 발효에 좋은 영향을 끼쳤음을 말해준다. 특히, $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 $N_2$에 비하여 더 좋은 결과를 보였으며, Clostridium sp.의 주요 부산물인 뷰틸산의 농도 및 조성비도 $CO_2$ sparging의 경우 훨씬 높았다. $CO_2$로 sparging 하는 경우, sparging 유량의 증가에 따라 수소 전환율이 상승하였지만, $N_2$의 경우는 유량 변동과는 무관하였다. 최적의 조건은 $CO_2$, 300 ml/min로 sparging 하는 경우였고, 이 때, 1.65 mol $H_2/mol$ hexoseconsumed의 높은 수소 전환율과 6.77 L $H_2/g$ VSS/day 의 높은 수소 발생율을 보였다. 전체적으로 $CO_2$로 sparging을 하는 경우가 N2에 비하여 더 좋은 결과를 보였는데, 이는 $CO_2$로 sparging을 하는 경우, 수소 분압 감소에 따른 수소 발효 효율 향상 이외에 높은 $CO_2$분압이 수소 발효에 우호적인 영향을 끼쳤을 것으로 사료된다. 높은 $CO_2$ 분압의 환경이 수소 생성균과 경쟁 관계에 있는 lactic acid bacteria나 acetogen과 같은 미생물에게 저해 작용을 주어 높은 수소 생산이 가능하였다고 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제49권5호
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• pp.371-380
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• 2016

이 연구는 이산화탄소 지중저장 후보지의 하나로 알려진 포항분지 덮개암의 광물학적 및 암석학적 특성을 파악하고, 실험과 지화학 모델링을 이용하여 이산화탄소 주입으로 인해 발생할 수 있는 덮개암의 지화학적 및 광물학적 영향을 규명하였다. 실험은 이산화탄소 지중저장 조건에 해당하는 $50^{\circ}C$와 100 bar의 고온고압조건에서 덮개암 6 g과 염수 60 ml를 고압셀에 넣어 15일 동안 반응시켰다. 반응 후 덮개암과 염수 시료의 지화학적 및 광물학적 변화를 확인하기 위해 XRD, XRF, ICP-OES 등의 분석을 통해 정량적으로 규명하였다. 또한 덮개암의 광물학적 연구 결과와 염수의 물리화학적 변수 자료들을 이용하여 지화학 모델링(The Geochemist's Workbench 11.0.4)을 수행하였다. 덮개암의 광물학적 분석 결과, 석영, 사장석, K-장석으로 주로 구성되어 있고, 소량의 운모, 황철석, 능철석, 방해석, 카올리나이트와 몬모릴로나이트로 이루어져 있었다. 덮개암과의 반응 후 염수의 이온 농도 분석 결과, 사장석, K-장석과 몬모릴로나이트 또는 운모와 같이 Mg를 포함하는 광물의 용해 반응에 의하여 $Ca^{2+}$, $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$ 이온들의 농도가 증가하였다. 100 년 동안 모델링한 결과, 사장석와 K-장석은 용해되고, 카올리나이트, 도소나이트, 베이덜라이트는 재결정화되어, 암석의 공극률 변화에는 큰 영향을 주지 않을 것으로 판단되었다. 실험 및 모델링 결과는 이산화탄소를 지중저장하는 동안 덮개암과 초임계 이산화탄소와의 상호반응에 의해 염수의 pH, 광물의 용해도과 안정성 등에 중요한 영향을 미칠 수 있음을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.41-49
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• 2018

$25^{\circ}C$에서 $CO_2$ 흡착을 위한 작업용량과 $CO_2/CO$ 선택계수를 현저하게 향상시키기 위하여 서로 다른 전하와 이온반경을 갖는 $Na^+$, $N^+$, $Ca^{2+}$와 $Cu^{2+}$로 이온교환된 Y 제올라이트들이 연구되었다. 매우 소량인 0.012% $Ca^{2+}$로 이온교환된 NaY는 7회의 반복적인 $CO_2$ 흡착/탈착 싸이클 동안에도 완전히 가역적이었으므로 기존에 보고된 것들과는 달리 표면에 카보네이트는 생성되지 않는 것으로 생각된다. 4 bar 이상에서 2.00% CaY, 1.60% CuY와 1.87% LiY 모두 NaY와 매우 유사한 $CO_2$ 흡착성능을 보였다할지라도 그보다 낮은 압력에서는 이들의 흡착능은 감소하였고 그 정도는 금속이온들의 종류에 의존하였다. 0.5 ~ 2.5 bar에서 $CO_2$ 흡착성능은 NaY > 1.60% CuY > 2.00% CaY > 1.87% LiY의 순으로 나타났는데, 이들 모두 동일한 faujasite 골격과 약 2.6의 Si/Al 비율을 가지므로 골격, 골격조성, 유효세공크기와 채널구조에 있어서 차이는 없기 때문에 약한 루이스산의 특성을 갖는 $CO_2$의 구별되는 흡착거동은 이온교환에 따른 국부염기도와 흡착 포텐셜 에너지의 변화 때문일 것이다. $CO_2$ 흡착과는 다른 경향성이 CO 흡착에서 나타났고 이는 보다 약한 사극자 상호작용 때문이다. 0.012 ~ 5.23% Ca 함량을 갖는 Y 제올라이트에 $CO_2$와 CO 흡착 시 Ca 함량에 따른 현저한 의존성이 존재하였는데 0.05% 이하에서 $CO_2$ 흡착능은 증가한 반면에 그 이상에서는 감소하였다. 이러한 경향에도 불구하고 Ca 함량의 증가와 함께 작업용량과 $CO_2/CO$ 선택계수는 현저히 증가하였고, 5.23% CaY의 경우 작업용량은 $2.37mmol\;g^{-1}$, 선택계수는 4.37이었는데 본 연구에서 얻어진 작업용량은 문헌에 보고된 벤치마크와 유사한 수준이었다.