• 한국결정성장학회지
• /
• 제34권1호
• /
• pp.30-35
• /
• 2024

수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응(HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물들은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 니켈폼(Ni foam)을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 Fe-doped β-Ni(OH)₂ 마이크로결정을 합성하였다. 또한 OER 특성을 향상시키기 위하여 Mo을 동시도핑하여 합성된 Fe-Mo co-doped β-Ni(OH)₂ 마이크로결정의 형상, 결정구조 및 수전해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국해양학회지:바다
• /
• 제20권3호
• /
• pp.131-140
• /
• 2015

광생물학적 수소생산 잠재력을 가진 한국산 단세포성 남세균 단종배양체를 확립하기 위하여, 2005부터 4년 동안 우리나라 연근해역의 68개 정점에서 반복적으로 시료를 채집하였다. 확보된 77개 종주의 단종배양체 가운데 6개 종주(KNU CB-MAL002, 026, 031, 054, 055, 058)는 일반적인 수소생산 조건에서 0.15 mL $H_2\;mL^{-1}$ 이상의 수소 누적량을 나타내었고, 60시간 이상의 수소 지속생산을 기록하였다. 6개 실험 종주의 수소생산을 더욱 높여주는 최적의 공정을 규명하기 위한 연구의 일환으로, 각 종주의 수온 및 염분 등급 별 성장도를 측정하여, 종주 간의 차이(interstrain difference)를 비교 하였다. 실험 종주 6개의 일일 최대 성장률은 1.78~2.08 범위로 높았고, 모든 실험 종주가 질소고정능을 나타내어, 광생물학적 수소생산 잠재력이 높은 것으로 예상되었다. 16S rRNA 분석결과, 실험 종주 들은 Cyanothece sp. ATCC51142와 높은 유사도(99%)를 보였으나, 6개의 종주 모두가 분자계통도에서는 ATCC51142와 서로 다른 clade에 별도로 나뉘어져, 본 실험 종주의 일부는 신종일 가능성이 있다. 엽록소-a는 건중량 대비 함유량이 3.4~7.8%의 범위로 나타났으며, 보조색소인 홍조소와 남조소의 함유량은 대서양산 남세균 Synechococcus sp. Miami BG03511의 절반 수준이었다. 최적 성장온도로 확인된 $30{\sim}35^{\circ}C$ 구간 밖의 온도에서는 성장이 크게 제한되었으며, $40^{\circ}C$의 고온에서는 모든 실험종주의 성장이 거의 정지됨을 확인하였다. 실험 종주들은 30 psu의 염분에서 성장이 우세하였다. 이 가운데 CB055 종주는 15 psu까지의 상대적 저염 구간에서도 높은 성장을 유지하여, 염분의 변동에 대한 내성이 높은 종주로 확인되었다. 이와 같은 광염 특성의 종주는 연안수의 계절적인 염분변화가 상대적으로 큰 온대 연안역에서 이 종주를 생물공학적으로 응용하게 될 경우, 기반해수의 계절적인 염분 변화에도 불구하고 배양 공정상의 높은 유연성을 나타내게 될 것이다. 본 연구 결과 규명된 각 종주 별 생리적 특성 자료는 향후 광생물학적 수소생산 최적공정을 확립하기 위한 모델연구에 긴요할 것이다.

• Journal of Animal Science and Technology
• /
• 제45권6호
• /
• pp.1061-1066
• /
• 2003

본 연구는 자돈사의 오존 처리가 돈사내 공기의 질과 자돈의 성장 효율에 미치는 영향을 구명하고자 수행되었다. 오존 0.03ppm 처리하거나 처리하지 않은 각 처리별 40두의 21일령 이유자돈을 암수 같은 수로 하여 2개의 돈방에 배치하고 3주 동안 사양하였으며, 3회 반복하여 실시하였다. 오존은 상업용 장치를 이용하여 자돈사 밖에서 발생시켜 관을 통하여 자돈사 건물 안으로 0.03ppm 수준으로 유입시켰다. 돈사내 유해가스 농도는 3주 사양시험 중 24시간 동안 2 시간 간격으로 측정하였다. 오존 처리에 의해 황화수소 농도는 변하지 않았으나, 오존 처리했을 때 암모니아와 이산화탄소 농도는 처리하지 않았을 때의 농도에 비해 각각 21%와 7% 감소하였다(P〈0.01). 반면 자돈의 일당증체량, 사료섭취량 및 사료요구율은 오존 처리에 의해 변하지 않았다. 이상의 결과는 자돈사내 오존 처리가 자돈의 생산 효율에는 영향을 미치지 않으나 돈사내 공기의 질을 개선시킬 수 있음을 시사한다.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제17권3호
• /
• pp.181-188
• /
• 2011

돈분뇨 슬러리 2차 처리수를 대상으로 하여 오존과 과산화수소 등을 적용한 시험결과를 요약한 주요결과는 다음과 같다. 1. 동일한 시료에 동일한 처리시간 동안 처리하였을 경우, 주입한 오존 농도에 따라 처리수의 색도변화가 육안적으로 쉽게 확인할 정도의 차이를 나타냈다. 2. BOD와 COD 그리고 색도는 처리시간이 경과함에 따라 8.4 g/hr 오존 주입 수준에서의 제거효과가 다른 처리구에 비해 크게 나타났다. 반면에 SS는 오존 적용농도에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났고, 질소와 인도 오존처리 효율이 높지 않은 것으로 나타났다. 3. 돈분뇨 슬러리 2차 처리수에 오존을 적용할 경우 색도 등 오염성 물질 제거효과와 더불어 생물학적 안정성 확보도 가능한 것으로 판단된다. 4. 돈분뇨 슬러리 3차 처리수에 과산화수소수를 첨가할 경우 2차 오염에 의한 잔존세균의 감소효과 및 암모니아 발산감소로 인해 돈분뇨 2차 및 3차 처리수의 중수도 개념으로서의 재활용 가능성에 대한 긍정적 요인으로 작용할 수 있는 것으로 판단된다.

• 한국축산시설환경학회지
• /
• 제15권3호
• /
• pp.217-224
• /
• 2009

1. 여재순환장치는 사각프레임 형태로 설계 제작하였으며, 고액분리장치, 여재순환구 동축 및 날개, 압축공기 분사장치와 여재 및 액비배출장치로 구성되었다. 2. 고액분리한 돈슬러리를 장치에 투입하여 가동을 한 결과, 톱밥을 여재로 이용했을 때 $BOD_5$는 52.8, $COD_{Mn}$ 57.3, SS 26.9, T-N 71.0, T-P 30.9% 수준으로 감소하는 것으로 나타났으며, 왕겨를 이용한 경우에도 톱밥과 비슷한 경향을 나타내었다. 3. 5회까지 순환시켜 침출된 액비의 비료 성분은 질소의 경우, 원슬러리에 비해 2/3 수준, 인산은 1/3 수준으로 줄어드는 경향을 나타냈으나, 칼리는 거의 변하지 않는 것으로 나타났다. 4. 침출액비의 악취 (암모니아, 황화수소)는 초기에 비해 상당한 수준으로 저감되었으며, 톱밥이 왕겨에 비해 비교적 효과가 높은 것으로 나타났다. 5. 여재순환장치 가동 전후의 돈슬러리내 미생물을 조사한 결과, 총세균과 부숙에 관여하는 것으로 추정되는 바실러스균은 증가하는 경향이었으며, 살모네라균은 급격하게 감소하는 경향을 보였다. 6. 이상과 같은 결과로 볼 때, 악취저감 균질액비 생산장치를 이용하여 액비를 생산할 경우, 오염물질, 악취물질, 병원성세균 등이 감소하고, 부숙관여 유용미생물이 증가한 악취저감 균질액비 생산이 가능한 것으로 판단된다.

• Journal of Applied Biological Chemistry
• /
• 제52권2호
• /
• pp.77-83
• /
• 2009

본 연구에서는 과채 발효시 생성되는 유산균의 종류를 확인하고 유기산 농도, 내산성과 항균 효과를 확인하고 산란계의 사료에 첨가하여 공급하였을 때 계란의 품질에 미치는 영향을 조사하였다. 과채류의 유산균 발효액에는 8종 이상의 Lactobacillus균들이 있었으며 이들은 pH가 2.9${\pm}$0.4인 과채발효액에 존재하므로 대부분 내산성을 띄고 있었다. 과채발효액에 존재하는 유산균들 중에서도 L. hilgardii, L. reuteri, L. nagelii, L. plantarum, Zygosaccharomyces bisporus들은 pH 2.0에서도 생존하였다. 과채발효액이 산성을 나타내는 것은 유기산인 초산, 사과산, 젖산, 푸마릭산, 시트르산이 함유되어 있는 것과 관련이 있다. 과채발효액애는 초산과 젖산이 E. coli와 Salmonella sp.의 MIC보다 높게 함유되어 있었고, 사과산, 푸마릭산, 시트르산등은 MIC 보다 낮게 함유되어 있었지만 전체적으로 보았을 때 유기산의 함량은 두 위해균의 성장을 억제하기에 충분한 것으로 사료된다. 이렇게 과채발효액에 함유된 유기산이 위해균의 성장을 억제할 뿐 아니라 유산균들 중에서 위해균인 E. coli, S. typhimurium, Staphylococcus aureus, S. gallinarium에 대해 L. nagelii과 L. plantarum이 가장 항균 효과가 높았고, 그다음으로 Staphylococcus aureus, S. gallinarium에 대해서 효과적인 항균 효과를 나타내였다. 유기산과 유산균이 모두 함유된 과채 발효액은 산의 농도가 높아질수록 위해균에 대한 항균 효과가 향상되었다. 희석한 과채발효액을 암모니아와 황화수소의 제거 능력이 탁월하여 과채발효액을 처리한 후 초기 30분 동안 50% 이상이 제거되었다. 사료의 0.1% 수준으로 과채발효액(산함량 3.0%)을 혼합하여 산란계에게 공급하였을 때 대조군에 비해 산란율, 계란 질량, 사료 효율이 현저하게 증가하였다. 또한 과채 발효액 첨가군에서 계란의 신선도가 향상되었고, 난각 두께와 난각 강도가 높아져서 파각율이 낮을 것으로 사료되며 난황의 콜레스테롤 농도도 낮아졌다. 결론적으로 과채발효액은 양계의 항생제 대체 사료첨가제로의 가능성이 충분한 것으로 사료된다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
• /
• 한국에너지공학회 2002년도 추계 학술발표회 논문집
• /
• pp.171-184
• /
• 2002

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue) 량은 약 200,000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD)둥에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG, Caltex에서 435-500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도 : 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력 : 1~6kg/$ extrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio : 0.8~0.9 and steam/V.R ratio : 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량 : 50~110Nm$^3$/hr., 발열량 : 2,300~3,000 ㎉/Nm$^3$, 탄소전환율 : 65~92 및 냉가스효율 = 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화 하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 에너지공학
• /
• 제12권1호
• /
• pp.49-57
• /
• 2003

우리나라 5개 정유사에서 일간 생산되는 중질잔사유 (Vacuum Residue)량은 약 200.000 B/d이며, 일부는 Asphalt 또는 Sulfur fuel oil, 기타 탈황공정(RHD) 등에서 upgrading 되고 있다. 중질잔사유는 유황 및 중금속 물질의 함유량이 높아 가스화를 통한 효율적인 이용이 요구되고 있으며, 최근들어 효율적인 중질잔사유의 사용을 위하여 SK정유와 LG Caltex에서 435~500 MWe IGCC 발전소 및 수소 제조공정을 위한 타당성 조사를 한 바 있다. 현재 한국에너지기술연구원에서는 습식분류상 가스화장치를 이용하여 중질잔사유가스화 특성에 관한 연구를 수행하고 있다. 실험은 반응온도: 1,100~1,25$0^{\circ}C$, 반응압력: 1~6 kg/$\textrm{cm}^2$G, oxygen/V.R ratio: 0.8~0.9 and steam/V.R ratio: 0.4~0.5를 유지하며 수행되었으며, 실험을 통해 합성가스(CO+H$_2$) 조성 : 85~93%, 생성가스 유량: 50~110 Nm$^3$/hr. 발열량: 2,300~3,000 k㎈/Nm$^3$, 탄소전환율: 65~92 및 냉가스효율: 60~70%를 얻을 수 있었다. 아울러, 평형모델을 이용하여 중질잔사유가스화 공정을 모형화하였으며 계산결과를 실험결과와 비교하여 모델의 타당성을 검토하였다.

• 공업화학
• /
• 제8권3호
• /
• pp.430-437
• /
• 1997

핵연료 분말제조 공정에서 발생하는 여액중의 미량 우라늄과 과산화수소 용액을 반응시켜 uranyl-peroxide 화합물을 제조하였다. 여액에 $CO_3{^{2-}}$가 공존할 경우에는 용해되어 있는 $UO_2{^{2+}}$가 침전되지 않기 때문에, 여액을 $98^{\circ}C$로 가열하여 $CO_3{^{2-}}$를 우선 제거하였다. Uranyl-peroxide 화합물 제조시 최적조건으로는 암모니아 가스로 여액의 pH를 9.5로 조절한 후 과량의 과산화수소 용액을 10ml/lit.-filtrate로 첨가하여 1시간 ageing시킬 때이며, 처리후 여액중의 우라늄농도는 3ppm 이하로 나타났다. 제조된 uranyl-peroxide 화합물을 FT-IR, X-ray, TG 및 화학분석 등을 통해 분석한 결과 화합물의 조성은 $UO_4{\cdot}2NH_4F$로 나타났으며, 초기 생성된 $1{\sim}2{\mu}m$의 $UO_4{\cdot}2NH_4F$ 입자들은 반응온도 $60^{\circ}C$ 및 pH 9.5에서 약 $4{{\mu}m}$로 성장하였다. 최적조건에서 제조된 입자들의 고/액 분리효율은 pH의 증가 및 반응온도의 상승에 따라 증가하는 경향으로 나타났다. 한편, 제조된 입자들의 결정형태는 SEM 및 XRD에 의한 분석결과 octahedral 형태로 나타났으며, 이 분말을 공기분위기에서 $650^{\circ}C$까지 열분해한 결과 $U_3O_8$으로 판명되어 핵연료 분말제조 공정으로 재순환이 가능하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제22권1호
• /
• pp.26-36
• /
• 2018

기존 건식 개질 반응에 사용되는 니켈 기반 촉매 공정은 활성화 온도가 높고, 촉매 표면의 활성점에 탄소 침착 및 금속 소결 현상 등의 문제점이 있다. 이에 본 연구에서는 촉매공정에 DBD 플라즈마 공정이 결합된 촉매+플라즈마 공정을 이용하여 뷰테인 건식 개질 반응 특성을 조사하고 기존 촉매 공정과 비교 분석하였다. 촉매의 특성을 파악하기 위해 비표면적 분석기, XRD, SEM 및 TEM 등을 사용하여 물리 화학적 특성을 조사 하였다. $580^{\circ}C$에서 $10%Ni/{\gamma}-Al_2O_3$촉매를 사용한 경우 촉매+플라즈마 공정의 경우 촉매 단독 공정에 비해 이산화탄소와 뷰테인 전환율이 각각 27%, 39%향상되었다. 촉매+플라즈마 공정의 경우 플라즈마에 의해 생성된 다양한 활성종의 영향으로 이산화탄소와 뷰테인 전환율 및 생성되는 수소 농도가 증가하였으며, 뷰테인 건식 개질 반응 과정에서 플라즈마에 의해 니켈 촉매의 크기가 감소하고 분산도가 증가하여 반응 효율이 향상되는 것으로 판단되었다.