• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제17권5호
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• pp.173-179
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• 2017

축산 선진국에서는 축산 폐기물을 바이오 에너지 및 퇴비, 액비로 자원화 이용하고 있다. 우리나라에서도 축산분뇨를 더 이상 페기물이 아닌 자원화 할 수 있도록 관련 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 그러나 좁은 국토면적과 부족한 농지면적으로 가축분뇨 자원의 전량 자원화에는 어려운 상황이다. 특히 지역적으로 과잉되는 양분은 제2의 환경오염을 유발할 수 있어 지역적으로 잉여되는 양분의 관리기법이 매우 시급한 상황이다. 본 논문에서는 지역적으로 발생되는 가축분뇨 중 함유된 양분량을 정확하게 예측하기 위해서 사육단계별로 돼지 두수를 입력하면 자동으로 분뇨발생량 및 함유양분을 계산하도록 하였다. 또한 이를 통해 발생된 분뇨의 농지환원 시 시비량을 100평당 NPK 비료 3요소로 자동 계산토록 하여 시비량을 산출하는 모의실험을 수행하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.554-561
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• 2016

Depending on the Bio-gas sources, main component gases of $CH_4$ and $CO_2$ are shown to be variously present in amounts. For the anaerobic digester, The concentration of $CH_4$ and $CO_2$ in the gases are 60~70 and 30~35 vol%. For the landfill gas, $CH_4$ and $CO_2$ are 40~60 and 40~60 vol%. For the food wastes, $CH_4$ and $CO_2$ are 60~80 and 20~40 vol%, respectively. In this study, maximum conversion rates of $CO_2$ were obtained from the variety of concentrations of $CH_4$ and $CO_2$ by the catalysts of reforming reactions. Moreover, in order to get maximum producing amount of synthetic gas, experimental studies were performed to optimize the reaction variables. On the basis of $CH_4$, 243 ml, R [$CH_4/(O2+CO_2)$] value were varied from 0.8 to 1.35, in the study of $CH_4$ and $CO_2$ reforming reactions. It was shown that the optimal results were obtained for 1.35 of R value. And also, at $850^{\circ}C$ and 1 atm, the production rate of synthetic gas was 90% and the conversion rates of $CH_4$ and $CO_2$ were higher than 99% and 90%, respectively.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.840-846
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• 2012

현재 이산화탄소에 의한 지구기후변화는 세계적으로 논의되고 있다. 화석연료를 대신할 수 있는 청정 연료를 찾고 있다. 에너지 생산을 위한 지속가능한 바이오가스 사용은 이산화탄소 배출에 기여하지 않아 온난화가스를 줄이는데 높은 잠재력을 가지고 있다. 모사 바이오가스(메탄 : 이산화탄소 = 60% : 40%)를 이용한 높은 수소 합성가스 생산을 위한 촉매 수증기 개질연구를 하였다. 표면연소의 3D 적외선 매트릭스 버너에 바이오가스를 적용하였다. 개질기에는 Ru 촉매를 이용하였다. 변수별 연구로 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도를 진행하였다. 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도가 각각 3.25, 60% : 40%, $14.7L/g{\cdot}hr$, $550^{\circ}C$일 때, 수소 농도, 메탄 전환율이 최대값을 나타내었다. 위 조건에서 수소 수율, 수소/일산화탄소 비, 일산화탄소 선택도, 에너지 효율은 0.65, 2.14, 0.59, 51.29%를 나타내었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제11권6호
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• pp.673-679
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• 1998

The experiment was conducted to determine in situ rumen degradability of soybean meal (SM), fish meal (FM), sesame cake (SC) and Italian ryegrass hay (IRGH) and the effect of supplementing the above protein meals to IRGH on digestibility and balance of nutrients in three Saanen goats. For measuring the degradability, nylon bags containing each meal were incubated in the rumen of one fistulated dry cow for 3, 6, 12, 24, 36, and 48 hrs. Degradability revealed that SM protein was highly degradable in the rumen (99.1%), while FM protein was less degradable (76.8%) with SC protein being intermediate (91.2%) at 48 hrs of incubation (p < 0.01). Degradation rate of the potentially degradable fraction was estimated to be 12.12, 5.88 and 5.88%/hr for SM, FM and SC, respectively. In the metabolism trial, all goats were offered daily 900 g IRGH and one of the supplements, SM (100 g), FM (75 g) or SC (100 g). Intake of DM, OM, CP and GE was similar among diets. However, digestibility of OM for SC diet was significantly lower than that for diets supplemented with FM and SM (p < 0.10). Nitrogen (N) excreted in faeces (p < 0.05) and in urine (p < 0.10) was, respectively, higher and lower for SC diet than that for the other two diets. The same tendency was observed in energy losses in faeces (p < 0.10) and in urine (p < 0.05). There was no difference in energy loss in methane or in heat production among diets. Consequently, no significant difference was observed in N retention (2.13, 0.42 and -0.11 g/day for FM, SC and SM diet, respectively) or in energy retention (-1.49, -2.14 and -2.70 MJ/day for FM, SM and SC diet, respectively). These results showed that protein supplements affected the digestion of diets based on grass hay with 7.45% CP in DM in goats, although there was no significant influence on N or energy retention.

• 에너지공학
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• 제16권4호
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• pp.170-180
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• 2007

본 연구에서는 증기개질 방식으로 천연가스와 납사를 연료로 하여 수소를 생산하는 국내 분산형 수소충전소의 규모의 경제성 문제를 다루었다. 분산형 수소충전소의 수소 생산규모는 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등을 분석대상으로 하였다. 분산형 수소충전소의 초기투자비 및 연간운영비, 수소 판매가격 등을 주요변수로 하는 전통적인 경제성 분석모형을 수립하였으며 수소 판매가격과 할인율을 대상으로 민감도 분석을 수행하였다. 천연가스를 원료로 하는 수소충전소의 수소가격은 $30\;Nm^3/hr,\;100\;Nm^3/hr,\;300\;Nm^3/hr$ 등의 생산규모에 대하여 각기 18,472원/kg, 10,686원/kg, 7,758원/kg이며, 천연가스 대신에 납사를 사용하여도 거의 비슷한 수소 가격을 갖는 것으로 추정되었다. 현 시점에서 $300\;Nm^3/hr$ 이하의 수소충전소는 경제성이 부족한 것으로 나타났으며, 이러한 경제성 분석결과는 향후에 분산형 수소충전소를 건설할 때 중대형 생산규모 이상의 수소충전소를 중심으로 보급하는 것이 바람직한 방안인 것을 시사하고 있다.

• 유기물자원화
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• 제9권4호
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• pp.111-116
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• 2001

남은 음식물에 대한 재활용 방안으로 이용되고 있는 혐기발효공법을 통해 음식물은 가스와 발효액로 분해된다. 본 연구는 발효액을 이용할 목적으로 질소기준으로 시용량과 추비의 분시를 달리하여 작물의 생육과 토양변화를 조사하기 수행되었다. 0.52%를 함유하고 있는 발효액은 처리구의 시용량에 적합하게 처리되었고 처리구는 화학비료를 시비한 대조구, 추비과정에서 발효액을 질소기준으로 추천시비량의 50, 100(4일 간격, 6회), 100%(8일 간격, 3회)를 시용한 발효액 처리구를 두었다. 발효액에는 염류 성분과 수용성 유기물질이 많이 함유되어 있어 높은 EC값을 보였다. 시험 전 후 토양의 화학성 변화는 크지 않았으나 EC와 치환성 Ca 함량이 높아졌다. 8차 까지 수확한 결과 발효액 처리구의 수확량이 대조구보다 우세하였으나 발효액 처리구간에 차이는 거의 없었다. 이는 현재 사용하고 있는 질소의 시비량을 발효액으로 대치할 경우 50% 감소가 가능할 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
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• 제9권3호
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• pp.104-110
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• 2001

본 연구에서는 음식물 쓰레기의 혐기성 소화 슬러지의 탈수 효율을 증대시키기 위하여 응집제 및 응집보조제의 선정 및 탈수 특성을 규명하고자 하였다. 본 연구에서 사용한 혐기성 슬러지는 음식물 쓰레기를 $55^{\circ}C$에서 15일간 소화시켜 얻었으며 이 때의 평균 가스 발생량 및 메탄 함량은 각각 $1.1m^3/kg$ VS 및 63%였으며 소화액의 성상은 각각 pH 7.8, 총고형물 1.5%, CODcr 18,500mg/L이었다. 또한, TKN과 TP는 각각 2,800mg/L과 582mg/L이었으며 암모늄 이온과 인산이온은 2,077mg/L과 415mg/L이었다. 이러한 혐기성 소화액에 각종 응집제를 투입하여 응집 실험 결과, $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집제만이 응집 효과가 있었으며 $FeCl_3$와 강양이온계 고분자 응집자의 적정 투입 농도는 각각 500mg/L과 50 - 100mg/L였다. 또한, $FeCl_3$ 500mg/L을 첨가하여 1차 얻은 혐기성 슬러지에 고분자 응집제의 농도를 달리하면서 CST(Capillary Suction Time)를 측정한 결과, 강양이온계 고분자 응집제 80mg/L을 혼합하였을 때 최적의 탈수 조건이 형성됨을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제17권11호
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• pp.1555-1561
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• 2007

본 연구는 무기물성 및 식물성 유래 생리활성물질로서 scoria, germanium, charcoal, 생강, stevia 및 CLA(conjugated linoleic acid)가 병원성 미생물 및 반추위 미생물에 대한 작용을 조사하기 위하여 수행되었다. 병원성 균으로서 Escherichia coli O157, Salmonella paratyphi, Listeria monocytogenes 및 Staphylococcus aureus에 적용하여 항균활성을 측정하고, in vitro 발효 시 반추위 미생물 성장률, 가스 생성량, 암모니아 농도, CMCase 활성 및 미생물의 수를 측정하였다. 병원성 미생물 배양액에 생강을 0.1% 첨가한 구에서만 항균활성이 나타났으나, paper disc법에 의한 항균활성 시험에서는 stevia 10%첨가구와 CLA 10% 첨가구에서 E. coli에 대해서 항생제 첨가구인 positive control 구와 비슷한 크기의 clear zone을 형성하였다. in vitro 반추위 미생물 발효시험에서는 생강, stevia 및 CLA가 반추위 박테리아와 프로토조아의 증식을 억제하는 것으로 나타났는데, 특히 생강 첨가구의 경우 메탄 생성균의 서식지로 알려져 있는 프로토조아를 크게 억제함으로써 메탄생성 억제제로서 개발 가능성이 있는 것으로 사료된다.

• 한국환경농학회지
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• 제30권3호
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• pp.243-251
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• 2011

간척지 논 토양에서 석고의 처리는 염의 농도에 관계없이 고염도와 저염도 전체 토양에서 무처리 대비 71.3~98.9%까지 메탄 발생을 저감 할 수 있었다. 석고 처리에 따른 황산염을 증가는 전자수용체, 즉 황산염이온의 양 증대에 따른 전자의 활성저하와 황환원균의 활성증가가 메탄 발생을 저감시키는 가장 큰 요인인 것으로 판단된다. 간척지 논에 석고를 시용할 경우 부족한 칼슘의 공급효과를 통하여 토양의 물리성 및 배수 개선을 통하여 메탄 발생 감소에 영향을 줄 수 있었다. 또한 석고의 시용은 간척지 토양의 높은 pH와 높은 나트륨 이온을 효과적으로 저감할 수 있어 식물 생육 및 수량에 긍정적인 영향을 주었으며, 물리성 개선을 통하여 메탄 발생을 저감 시킬 수 있었다. 간척지 토양에서 석고의 시용은 벼 수량을 13.2~39.1%까지 증수 효과가 있었으나, 과량 처리시 오히려 생산성을 감소시켰다. 결론적으로 간척지에서 토양 개량을 위해 사용되어 지는 석고는 토양의 물리 화학성을 개선할 뿐만 아니라 메탄 발생을 효과적으로 저감할 수 있는 우수한 토양 개량제로서 평가되었다.

• 청정기술
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• 제29권4호
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• pp.327-332
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• 2023

본 연구에서는 바이오가스 수증기 개질을 통한 합성가스 생산에 관해 연구했다. Ni-Al₂O₃ 및 Ni-CeO₂ 촉매는 공침법으로 제조되었으며 침전제 주입 속도가 조절되었다. 온도에 따른 촉매 성능 테스트는 CH₄:CO₂:H₂O = 1:0.67:3의 가스 조성비와 647,000 mL h^-1 gcat^-1의 공간속도에서 진행하였다. 침전제 주입 속도는 촉매 특성에 영향을 미쳤으며, 지지체 종류에 따라 결과를 보였다. 온도가 증가함에 따라 이산화탄소 개질 반응과 reverse water gas shift 반응이 일어났다. 수증기가 충분히 공급되는 조건에서는 침전제를 한 번에 투입하여 제조된 Ni-Al₂O₃ 촉매가 높은 Ni 분산도에 기인하여 가장 우수한 성능을 보였다.