Ozone/high pH, Ozone/$H_2O_2$ 공정 및 OH라디칼 scavenging 조건인 알칼리도가 존재하는 공정에서의 오존처러 후 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율의 변화를 통하여 유기물의 분해 특성을 조사하였다. 부식산의 농도, 초기 pH 및 과산화수소와 알칼리도의 농도 등을 변화시키면서 생성되는 과산화수소의 농도와 $UV_{254}$ 감소율을 측정하였다. 그 결과, 수중 부식산의 오존처리시 부식산과 오존과의 반응에 의한 과산화수소의 생성과 부식산의 분해에 따른 $UV_{254}$의 감소는 서로 다를 반응경로를 거치는 것을 확인 하였다. 생성되는 과산화수소의 농도는 용존 오존분자의 안정성이 높은 산성조건에서 높게 나타났다. 반면, $UV_{254}$의 감소율은 강알칼리성 용액이나 $H_2O_2$가 투여된 경우, 즉 ${\cdot}OH$, ${\cdot}HO_2$와 같은 라디칼이 많이 형성되는 조건에서 높았다. 이러한 결과는 부식산의 오존처리 과정에서 생성되는 과산화수소의 농도가 용존 오존분자의 직접반응에 주로 의존하는 반면, $UV_{254}$의 감소율은 오존분자의 직접반응과 더불어 라디칼과의 간접반응에 영향을 받음을 나타낸다.
재래식 된장으로부터 분리된 유산균은 형태학적, 생화학적 특성과 당 발효능 및 16S rRNA 염기서열 분석을 통해 Enterococcus faecium SBP12, Pediococcus halophilus SBP20, Lactobacillus fermentum SBP33, Leuconostoc mesenteroides SBP37, Pediococcus pentosaceus SBP41, Lactobacillus brevis SBP49, Lactobacillus acidophilus SBP55 및 Enterococcus faecalis SBP58로 동정되었다. SBP20, SBP33, SBP49와 SBP55 균주는 인공 위액과 담즙액 내에서 6 log cycle 이상 생균수를 유지하였으나, SBP12와 SBP58은 낮은 pH 하에서 2시간만에 균수가 급격하게 감소되었다. 특히, SBP49와 SBP55는 HT-29 세포에 대한 부착능이 높고, 항생제에 대한 저항성이 크며, Bacillus cereus ATCC 11778과 Staphylococcus aureus ATCC 6538의 식중독균에 대한 항균활성을 나타내었으므로, 이 두 균주는 프로바이오틱 선발 기준에 적합한 것으로 추정된다. 게다가 SBP49와 SBP55를 이용하여 사워도우를 제조한 결과, 발효 직후 도우 내 pH, 산도 및 유산균수에는 유의한 차이가 없었으나, SBP49는 많은 양의 유산을 생산한 반면, SBP55는 과산화수소를 더 많이 생산하였다. SBP49와 SBP55 유산균은 유산과 과산화수소뿐만 아니라 박테리오신 등의 항균물질을 생산하므로 사워도우 내 존재하는 식중독균 저해에 효과적이었다.
치태형성을 억제하는 유산균 K1270을 김치로부터 분리한 후 배양적, 생화학적 특징 및 16S rDNA염기서열 분석에 의해 Pediococcus pentosaceus K1270으로 동정하였다. K1270 균주는 5% 자당이 함유된 배지에서 Streptococcus mutans Ingbritt에 의한 인공치태 형성을 대조군에 비해 94.6 % 억제하였으며, 비수용성 글루캔의 합성을 89.6 % 억제하였다. S. mutans Ingbritt의 증식은 대조군에 비해 100배 정도 억제하였다. K1270균주는 TMB와 peroxidase가 첨가된 MRS 한천배지에서 과산화수소를 생산하였으며, 인공치태 형성에 대한 K1270균주의 억제 효과는 catalase 첨가에 의해 일부 감소되었다. K1270 균주의 배양 상청액을 10% 자당이 함유된 $2{\times}M17$ broth에 동량 가한 경우 인공치태 형성 및 Streptococcus mutans Ingbritt의 증식이 억제되었으며, 이 억제효과는 catalase첨가에 의해 일부 감소되었고, 열처리, 또는 trypsin 처치에 의해 완전히 소실되었다. 따라서, 본 연구에서 분리, 동정된 P. pentosaceus K1270은 과산화 수소와 bacteriocin 유사물질을 분비하여 S. mutans Ingbritt의 증식을 억제함으로써 인공치태 형성을 억제하는 것으로 사료된다.
Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo2O4/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm2 and a low Tafel slope (49.06 mV dec-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.
Fuel Cell cogeneration system is a promising technology for generating electricity and heat with high efficiency of low pollutant emission. We have been developed 5kW class fuel cell cogeneration system for commercial and residential application. The fuel processor is a crucial part of producing hydrogen from the fossil fuels such as LNG and LPG. The 5kW class high efficiency fuel processor consists of steam reformer, CO shift converter, CO preferential oxidation(PrOx) reactor, burner and heat exchanger. The one-stage CO shift converter process using a metal oxide catalyst was adopted. The efficiency of 5 kW class fuel processor shows 75% based on LHV. In addition, for the purpose of continuous operation with load fluctuations in the commercial system for residential use, load change of fuel processor was tested. Efficiency of 30%, 50%, 70% and 100% load shows 75%, 75%, 73% and 72%(LHV), respectively. Also, during the load change conditions, the product gas composition was stable and the outlet CO concentration was below 5 ppm. The Fuel processor operation was carried out in residential fuel cell cogeneration system with fuel cell stack under dynamic conditions. The 5kW class fuel processor have been evaluated for long-term durability and reliability test including with improvement in optimal operation logic.
본 총설에서는 이원계 티타늄 합금 스크랩을 재활용하기 위해 수소 플라즈마 아크 용해를 이용하여 잉곳을 제조하고, 수소화-탈수소화법과 고상탈산 공정을 통해 저산소 합금 분말을 제조하는 기술에 대하여 소개하고자 한다. 이에 더해, 이원계 티타늄 합금 스크랩을 이용하여 고용상 서메트용 탄화물 분말을 제조하는 응용 분야에 대해서도 소개하고자 한다. 이원계 티타늄 합금 스크랩은 수소 플라즈마 아크 용해를 통해 건전한 잉곳의 제조가 가능함을 확인하였고, 최종적으로 제조된 티타늄 합금 분말의 산소함량은 1,000 ppm 이하였으며, 이를 고용상 서메트용 탄화물 분말의 제조에 응용이 가능함을 확인하였다.
Lim, Ahyoun;Cho, Min Kyung;Lee, So Young;Kim, Hyoung-Juhn;Yoo, Sung Jong;Sung, Yung-Eun;Jang, Jong Hyun;Park, Hyun S.
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제8권4호
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pp.265-273
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2017
Solid-state alkaline water electrolysis is a promising method for producing hydrogen using renewable energy sources such as wind and solar power. Despite active investigations of component development for anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE), understanding of the device performance remains insufficient for the commercialization of AEMWE. The study of assembled AEMWE devices is essential to validate the activity and stability of developed catalysts and electrolyte membranes, as well as the dependence of the performance on the device operating conditions. Herein, we review the development of catalysts and membranes reported by different AEMWE companies such as ACTA S.p.A. and Proton OnSite and device operating conditions that significantly affect the AEMWE performance. For example, $CuCoO_x$ and $LiCoO_2$ have been studied as oxygen evolution catalysts by Acta S.p.A and Proton OnSite, respectively. Anion exchange membranes based on polyethylene and polysulfone are also investigated for use as electrolyte membranes in AEMWE devices. In addition, operation factors, including temperature, electrolyte concentration and acidity, and solution feed methods, are reviewed in terms of their influence on the AEMWE performance. The reaction rate of water splitting generally increases with increase in operating temperature because of the facilitated kinetics and higher ion conductivity. The effect of solution feeding configuration on the AEMWE performance is explained, with a brief discussion on current AEMWE performance and device durability.
Parkinson's disease (PD) is a progressive neurodegenerative disorder affecting $1\%$ of the population above the age of 65 and is characterized by a selective loss of dopaminergic neurons in the substantia nigra pars compacta. Although the underlying cause of dopaminergic cell death or the mechanism by which these cells degenerate is still not clearly understood, oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and protein misfolding are thought to play important roles in the dopaminergic degeneration in PD. Tetrahydrobiopterin (BH4) is synthesized exclusively in the monoaminergic, including dopaminergic, cells and serves as an endogenous and obligatory cofactor for syntheses of the potential oxidative stressors dopamine and nitric oxide. In addition to its contribution toward the syntheses of these two potentially toxic molecules, BH4 itself can directly generate oxidative stress. BH4 undergoes oxidation during the hydroxylation reaction as well as nonenzymatic autooxidation to produce hydrogen peroxide and superoxide radical. We have previously suggested BH4 as an endogenous molecule responsible for the dopaminergic neurodegeneration. BH4 exerts selective toxicity to dopamine-producing cells via generation of oxidative stress, mitochondrial dysfunction, and apoptosis. BH4 also induces morphological, biochemical, and behavioral characteristics associated with PD in vivo. BH4 as well as enzyme activity and gene expression of GTP cyclohydrolase I, the rate-limiting enzyme in BH4 synthesis pathway, are readily upregulated by cellular changes such as calcium influx and by various stimuli including stress situations. This points to the possibility that cellular availability of BH4 might be increased in aberrant conditions, leading to increased extracellular BH4 subsequent degeneration. The fact that BH4 is specifically and endogenously synthesized in dopaminergic cells, Is readily upregulated, and generates oxidative stress-related cell death provides physical relevance of this molecule as an attractive candidate with which to explain the mechanism of pathogenesis of PD.
정전기 방전에 의하여 주위의 가연성 가스에 폭발을 일으킬 수 있는 가스관련시설, 석유화 학 공장, 화약공장, 필름생산공장, 반도체 공장 등과 같은 가연성 가스를 주로 취급하는 장소에서는 정전기를 제거하기 위해 제전기를 사용하고 있다. 본 연구에서는 이들 장소에서 주로 사용되고 있는 전압인가식제전기(static eliminator)의 Bar에서 발생하는 방전에 의한 가연성 가스의 폭발현상을 고찰하였다. 가연성 가스는 수소, 에틸렌, 프로판, 메탄 가스 등을 사용하였으며, 제전기의 이온발생 Bar의 길이, 이온발생 전극의 수 및 이온발생 전극에 인가되는 전압의 변화에 따른 점화 현상을 연구하였다. 연구결과 Bar의 길이가 짧을수록 폭발의 위험성이 증가됨을 확인할 수 있었으며 또한 900㎜이상의 Bar에서 전극의 수가 1개인 경우 일반적으로 사용하는 가연성 가스에서는 점화가 되지 않음을 알 수 있었다.
Polyamines (putrescine, spermidine and spermine) play pivotal roles in plant defense to different abiotic and biotic stresses. In order to understand the function of ginseng spermidine synthase gene, a key gene involved in biosynthesis of polyamines, transgenic plant was generated in Arabidopsis. The transgenic plants exhibited high levels of polyamines compared to the untransformed control plants. We investigated the tolerance capacity of transgenic plants to abiotic stresses such as salinity and copper stress. In addition, transgenic plants also showed increased resistance against one of the important fungal pathogens of ginseng, the wilt causing Fusarium oxysporum and one of important bacteria, bacterial blight causing Pseudomonas syringae. However, an activity of the polyamine catabolic enzyme, diamine oxidase (DAO) was increased significantly in F. oxysporum and P. syringae infected transgenic plant. Polyamine catabolic enzymes which may trigger the hypersensitive response (HR) by producing hydrogen peroxide ($H_2O_2$) seem act as an inducer of PR proteins, peroxidase and phenyl ammonium lyase activity. The transgenic plants also contained higher antioxidant enzyme activities, less MDA and $H_2O_2$ under salt and copper stress than the wild type, implying it suffered from less injury. These results strongly suggest an important role of spermidine as a signaling regulator in stress signaling pathways, leading to build-up of stress tolerance mechanisms.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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