녹비작물은 토양에 환원하여 이용하면 화학비료 절감, 토양의 물리화학적 특성 개량, 토양유실방지, 경관조성 등 다양한 역할을 수행한다. 녹비작물을 농경지에 환원하는 과정에서 발생될 수 있는 탄소 변화를 알아보고자 논토양에 녹비보리, 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 화학비료구를 처리하였다. 겨울동안 녹비작물을 통하여 흡수된 탄소량은 헤어리베치는 1.22 ton $ha^{-1}$, 녹비보리는 1.24 ton $ha^{-1}$이었으며 헤어리베치/보리 혼파구는 1.54 ton $ha^{-1}$ 이었다. 토양 탄소함량은 벼 이앙 7일전에 가장 높았으며 이후부터 점차 낮아져 수확기까지 비슷한 경향이었다. 녹비종류별로는 헤어리베치와 녹비보리구에서 헤어리베치/보리 혼파구보다 높았다. 메탄 발생량은 모든 처리에서 이앙 후 7일에 가장 높았으며, 녹비 환원구에서 화학비료구보다 약 17 ~ 25배 더 많았다. 녹비종류별 메탄 발생량은 헤어리베치, 헤어리베치/보리, 녹비보리 순이었다. 벼 식물체의 탄소 흡수량은 벼 재배기간 동안 계속 증가하였으며 녹비종류별로는 차이를 보이지 않았다. 수확기의 정조와 볏짚 생산량은 녹비환원구에서 화학비료구보다 5 ~ 13% 많았으며 특히 헤어리베치/보리 혼파구에서는 14.07 ton $ha^{-1}$으로 가장 많이 생산되었다.
일반적으로 천연가스는 대부분의 $^{12}C$로 구성되어 있고 탄소 동위원소 $^{13}C$ 성분이 약 1.1%가 분포되어 있다. $^{13}C$은 안정한 동위원소로써 의학, 약리학, 농학 등 많은 분야에 트레이서 물질로 사용되는 중요한 원소이다. 따라서 가스 성분의 탄소로부터 $^{13}C$를 분리 및 농축하는 기술 개발은 고부가가치 제품을 생산할 수 있으며, 새로운 탄소 소재 산업의 개발 가능성을 부여할 것이다. 안정적인 $^{13}C$ 동위원소를 극저온 증류로 분리하는 일반적인 두가지 방법이 있는데 첫번째는 천연가스로부터 $^{13}CH_4$ 동위원소를 농축하는 방법이고 또 다른 방법은 $CH_4$와 $H_2O$의 화학 반응을 통하여 얻어진 $^{13}CO$를 증류를 통해 농축하는 방법이다. 본 연구에서는 LNG 또는 NG로부터 $^{13}C$ 동위원소를 분리 농축하기 위하여 상용 공정모사기를 사용하여 Rigorous한 극저온 증류 공정모사를 수행하고 검토하였다. $^{13}CH_4$와 $^{12}CH_4$간의 상대 휘발도나 분리도의 값이 매우 작아 공정 설계 및 $^{13}C$의 효과적인 분리 및 농축 작업은 특수한 전략 및 Feasibility Study가 필요하다. SRK 상태방정식의 Acentric factor를 증기압 데이터에 부합하는 Acentric factor 값을 구하여 농축 전략 및 Feasibility Study에 따른 최적화된 공정 조건으로 극저온 증류를 통한 $^{13}C$의 분리 효율 및 농축 경향을 예측할 수 있었다. 회분식 및 연속식 극저온 증류공정의 여러 가지 운전 전략을 연구하고 공정의 기본 설계를 제안하였다. 본 연구에서는 $^{13}C$의 극저온 분리의 효과적인 설계 및 운전 방법을 제시할 수 있었다.
고분자 전해질 연료전지 운전에 필요한 수소 공급 장치로서 플라즈마 개질 방법을 이용한 개질기와 일산화탄소 산화반응을 위한 전이 반응기를 설계 및 제작하였다. GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기는 Ni 촉매를 동시에 사용하여 $CH_4$ 개질함으로서 $H_2$ 선택도를 증대하였다. 개질기의 변수별 연구로서 촉매 온도, 가스 조성비, 전체 가스유량, 전압변화 그리고 개질 특성 및 최적 수소 생산조건을 연구하였으며, 전이반응기의 변수별 연구로서 선택적 산화반응기(PrOx)에 주입되는 공기량, 전이 반응기에 주입되는 수증기량 그리고 온도에 대하여 연구하였다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소 생산 조건은 $O_2/C$ 비가 0.64, 가스유량은 14.2 l/min, 촉매 반응기 온도 $672^{\circ}C$ 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때의 $CH_4$ 전환율, $H_2$ 수율 그리고 개질기 에너지 밀도는 각각 88.7%, 54%, 35.2%를 나타냈다. 전이 반응기에서 모사된 개질 가스로부터 최대 CO 전환율을 보이는 조건은 2단으로 구성된 PrOx에 주입되는 $O_2/C$ 비가 0.3, HTS에서 주입되는 수증기 주입량 비가 2.8 그리고 HTS, LTS, PrOx I, PrOx II 반응기 온도가 475, 314, 260, $235^{\circ}C$ 일때 가장 높은 CO 전환율을 나타냈다. 플라즈마를 이용한 반응기는 예열 시간은 30분이 소요되었으며, 전이 반응기에서 나오는 최종 개질 가스의 조성은 $H_2$ 38%, CO<10 ppm, $N_2$ 36%, $CO_2$ 21% 그리고 $CH_4$ 4%로 나타냈다.
'하이아미'는 필수 아미노산 함량 및 조성이 우수한 신소재를 육성할 목적으로 1998년 하계에 EMS를 처리한 진미벼에 5-methyltryptophan (5MT)을 처리하여 단백질 내성 후대 계통을 육성하고 줄무늬잎마름병에 저항성이고 다수성인 계화벼를 인공교배하여 SR24568을 부여하였다. 1999년 $F_1$ 18개체를 양성하여 꽃가루 배양을 실시하여 2001년 $AC_1$ 75개체를 육성하였다. $AC_2$ 세대부터 계통 선발법에 의해 주요 병해충 및 미질검정을 병행하여 필수 아미노산 함량 및 조성이 우수한 계통을 선발하였다. 선발 계통에 대해 2005년 생산력검정을 실시결과 중생이며 필수 아미노산 함량 및 조성이 일반벼보다 우수한 SR24568-HB2310-72 계통을 수원511호로 계통명을 부여하여, 2006년부터 2008년까지 3년간 지역적응시험 실시결과 그 우수성이 인정되어 2008년 12월 직무육성 신품종 선정위원회에서 국가목록등재 품종으로 선정됨과 동시에 '하이아미'로 명명되었는바, 그 주요 특성을 요약하면 다음과 같다. 1. '하이아미'의 출수기는 보통기 보비재배에서 평균 8월 15일로 화성벼보다 3일 늦은 중생종이다. 간장은 83 cm, 이삭길이는 22 cm, 수수는 13개, 수당립수는 119개, 등숙률은 82.9%이었으며, 현미천립중은 20.7 g으로 중립종이다. 2. '하이아미'는 줄무늬잎마름병에는 저항성이나, 도열병, 흰잎마름병, 충해에는 약하다. 3. 내냉성 관련 형질 검정에서 '하이아미는 출수지연일수 15일, 임실률 74%로 내냉성에 강한 편이었고, 등숙기 수발아율은 19.1%이었다. 4. '하이아미'는 현미 장폭비가 1.87인 중단원립이고 쌀 외관은 투명하고 심복백이 없다. 단백질 함량은 6.0%, 아밀로스함량은 18.2%이었고, 식미 관능검정의 총평이 0.39로 밥맛이 매우 우수하였다. 5. '하이아미'는 필수아미노산 총량이 화성벼 대비 31%가 많았으며, 특히 히스티딘, 메치오닌, 라이신의 조성이 우수하였다. 6. 2006-2008 3년간 실시한 지역적응시험 보통기 보비재배에서 '하아아미'의 평균쌀 수량은 5.38 MT/ha로 화성벼와 비슷하였다. 7. 재배적지는 중부평야지이다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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