• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.961-972
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• 2008

2004년 기준, 온실가스(GHG; Greenhouse Gas) 총 배출량 약 5억9,060만톤(t)$CO_2$로 배출량 세계 10위권인 우리나라는 국제 환경의 변화를 볼 때 향후 반드시 GHG를 감축해야한다. 2004년 국내 에너지 부문 중, 전력 발전 및 산업 부분에서 배출된 이산화탄소(CO$_2$)량은 총 2억9,685만t으로 우리나라 GHG 전체 발생량의 53.3%를 차지하여 이 두 분야에서 CO$_2$ 배출을 감축시키는 것이 가장 시급하고 중요한 문제이다. 또한 이 두 분야는 산업의 특성상 CCS(Carbon Capture and Storage) 기술을 적용하여 효율적으로 CO$_2$를 저감할 수 있는 가장 잠재력이 높은 분야이다. 두 분야에서 효율적으로 적용될 수 있는 CCS 기술로 단기적으로는 amine을 이용한 화합흡수법이, 중, 장기적으로는 ATR(Autothermal reforming), 또는 MSR-H2(Methane steam reformer with hydrogen separation membrane reactor)가 장착된 연소 전 기술과, SOFC+GT(Solid oxide fuel cell-Gas turbine) 같은 순산소 연소 기술이 가장 유리 할 것으로 예상된다. 이와 같은 최신 연소 전 및 순산소 연소 기술을 이용하면 향후 CO$_2$ 포집 비용을 $US 8.5-43.5/tCO$_2$로 줄일 수 있으며 이를 이용하여 전력 발전 및 산업 부분에서 발생하는 CO$_2$의 10%만을 감축하더라도 약 3,000만t의 CO$_2$를 저감할 수 있겠다.

• 한국작물학회:학술대회논문집
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• 한국작물학회 2017년도 9th Asian Crop Science Association conference
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• pp.8-9
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• 2017

Soybean yield has been low and unstable in Japan and other areas in East Asia, despite long history of cultivation. This is contrasting with consistent increase of yield in North and South America. This presentation tries to describe perspective of breaking stagnation of soybean yield in East Asia, considering the factors of the different yields between regions. Large amount of rainfall with occasional dry-spell in the summer is a nature of monsoon climate and as frequently stated excess water is the factor of low and unstable soybean yield. For example, there exists a great deal of field-to-field variation in yield of 'Tanbaguro' soybean, which is reputed for high market value and thus cultivated intensively and this results in low average yield. According to our field survey, a major portion of yield variation occurs in early growth period. Soybean production on drained paddy fields is also vulnerable to drought stress after flowering. An analysis at the above study site demonstrated a substantial field-to-field variation of canopy transpiration activity in the mid-summer, but the variation of pod-set was not as large as that of early growth. As frequently mentioned by the contest winners of good practice farming, avoidance of excess water problem in the early growth period is of greatest importance. A series of technological development took place in Japan in crop management for stable crop establishment and growth, that includes seed-bed preparation with ridge and/or chisel ploughing, adjustment of seed moisture content, seed treatment with mancozeb+metalaxyl and the water table control system, FOEAS. A unique success is seen in the tidal swamp area in South Sumatra with the Saturated Soil Culture (SSC), which is for managing acidity problem of pyrite soils. In 2016, an average yield of $2.4tha^{-1}$ was recorded for a 450 ha area with SSC (Ghulamahdi 2017, personal communication). This is a sort of raised bed culture and thus the moisture condition is kept markedly stable during growth period. For genetic control, too, many attempts are on-going for better emergence and plant growth after emergence under excess water. There seems to exist two aspects of excess water resistance, one related to phytophthora resistance and the other with better growth under excess water. The improvement for the latter is particularly challenging and genomic approach is expected to be effectively utilized. The crop model simulation would estimate/evaluate the impact of environmental and genetic factors. But comprehensive crop models for soybean are mainly for cultivations on upland fields and crop response to excess water is not fully accounted for. A soybean model for production on drained paddy fields under monsoon climate is demanded to coordinate technological development under changing climate. We recently recognized that the yield potential of recent US cultivars is greater than that of Japanese cultivars and this also may be responsible for different yield trends. Cultivar comparisons proved that higher yields are associated with greater biomass production specifically during early seed filling, in which high and well sustained activity of leaf gas exchange is related. In fact, the leaf stomatal conductance is considered to have been improved during last a couple of decades in the USA through selections for high yield in several crop species. It is suspected that priority to product quality of soybean as food crop, especially large seed size in Japan, did not allow efficient improvement of productivity. We also recently found a substantial variation of yielding performance under an environment of Indonesia among divergent cultivars from tropical and temperate regions through in a part biomass productivity. Gas exchange activity again seems to be involved. Unlike in North America where transpiration adjustment is considered necessary to avoid terminal drought, under the monsoon climate with wet summer plants with higher activity of gas exchange than current level might be advantageous. In order to explore higher or better-adjusted canopy function, the methodological development is demanded for canopy-level evaluation of transpiration activity. The stagnation of soybean yield would be broken through controlling variable water environment and breeding efforts to improve the quality-oriented cultivars for stable and high yield.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제18권2호
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• pp.279-309
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• 2009

산업에서 발생되는 온실가스를 줄이기 위해서는 각 산업별 온실가스 발생량을 정확히 예측해야 한다. 이에 본 연구에서는 2003년 산업연관표와 에너지 사용량 통계자료를 기초로 401개 산업별 직 간접 $CO_2$ 원단위를 산출하고 이를 활용하는 방안을 검토하였다. 본 연구는 국내에 없는 일부 데이터 대신 해외 데이터 사용, 석유정제부문에 대한 분배 문제, 카본뉴트럴 측면에서 재검토 필요성, 폐기물처리 부문 과정의 일부 미고려 등에 따른 결과의 한계를 가지고 있다. 그럼에도 불구하고 부산물로 얻어지는 코크스로가스나 철강계 가스, 자원순환 관점에서 주목받고 있는 폐기물 영향까지를 고려한 401개 상세 산업별 직 간접 $CO_2$ 원단위를 산출했다는 측면에서 의미가 있다. 산업별 $CO_2$ 배출 원단위 분석 결과를 살펴보면, 간접 $CO_2$ 원단위가 크게 나타난 대표적인 산업으로는 조강, 레미콘, 선재 및 궤조, 주철물, 철근 및 봉강 산업이다. 이들 산업은 직접 $CO_2$ 원단위가 큰 산업에서 생산된 원료물질을 이용하여 제품을 생산하고 있다. 직접 $CO_2$ 배출 원단위가 크게 나타난 대표적인 산업으로는 시멘트, 선철, 석회 및 석고 제품, 석탄화합물 등 자연으로부터 채취한 원광석 등을 이용하여 다른 산업에 유용한 원료물질로 정제하는 산업이었다. 본 연구 결과는 산업별 특성이 반영된 저감 목표치 산정, $CO_2$ 저감정책별 감축 잠재량 산정, 기업의 $CO_2$ 배출량 수준 파악 및 저감 목표량을 설정할 때 유용하게 활용될 수 있다. 그 밖에도 국내에서 활발히 연구되고 있는 환경경제통합계정, 산업별 물질흐름분석 분야에서 널리 응용될 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.871-877
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• 2018

전 세계적으로 재생에너지의 비율이 증가함에 따라, 재생에너지로부터 생산되는 불연속적이고 간헐적인 에너지 저장 문제가 주목을 받고 있다. 다양한 에너지 저장 시스템(ESS) 중에서 $CO_2$ 메탄화 기술은 타 시스템에 비해 높은 저장 용량과 저장 기간으로 각광 받고 있다. $CO_2$ 메탄화 반응은 발열반응이며, 촉매가 낮은 온도 범위($250-500^{\circ}C$)에서 높은 활성 및 메탄 선택도를 갖는다. 기존의 고정층 방식에 비하여 유동층 반응기는 높은 열전달 특성으로 인해 발열반응에 적합하며, 열전달과 물질 전달이 유리한 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, 촉매 특성 평가를 위해 기포유동층 반응기(Diameter: 0.025 m, Height: 0.35 m)와 $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ (Ni 70% and ${\gamma}-Al_2O_3$ 30%) 촉매를 사용하였다. 반응 조건은 $H_2/CO_2$ mole ratio: 4.0-6.0, 조업온도 $300-420^{\circ}C$, 조업 압력 1-9 bar 및 $U_o/U_{mf}$ 1-5이었다. 생성 가스의 조성은 NDIR를 통해 분석하였으며, $CO_2$ 전환율은 $H_2/CO_2$ ratio, 압력, 온도가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보였다. 이에 반해 가스유속이 빨라질수록 $CO_2$ 전환율은 떨어졌다. 최적의 운전 조건은 $H_2/CO_2$ ratio: 5, 조업온도 $400^{\circ}C$, 조업 압력 9 bar 및 $1.4-3U_{mf}$이었으며 이 때 $CO_2$ 전환율은 99.6%로 나타났다. 본 실험 촉매의 경우 장기 운전 시 촉매 성능 저하가 없이 $CO_2$ 전환율이 일정하게 유지하는 것을 확인하였다.

• 광물과 암석
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• 제35권3호
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• pp.313-331
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• 2022

무기 자연 수소(H₂)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe²⁺)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe²⁺이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기-제3기 동안 능동적 대륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석-유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

• Journal of Animal Science and Technology
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• 제55권1호
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• pp.25-32
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• 2013

본 연구는 allyl isothiocyanate를 함유한 겨자종자와 겨자분을 이용하여 반추위 발효성상과 메탄 배출에 미치는 영향을 알아보고자 실시하였다. 완충용액과 혼합한 반추위액 30 ml에 겨자종자와 겨자분을 첨가하여 $39^{\circ}C$에서 6, 12, 그리고 24시간 동안 배양하였다. 겨자종자와 겨자분은 각각 0, 3.33, 5.00, 6.67 및 8.34 g/L 첨가하였다. 총 가스 생성량은 모든 처리구에서 유의적으로 증가하였다(P<0.01). 메탄 배출량은 겨자종자를 6.67 g/L 및 8.34 g/L 첨가하였을 때 각각 4.77% 및 11.54% 감소하였다(P<0.05). 겨자분에서는 배양 6시간에 8.34 g/L를 첨가하였을 때를 제외하고 효과가 나타나지 않았다. 반추위 발효성상에 있어, pH는 대조구와 비교하여 모든 처리구에서 낮게 나타났다(P<0.01). 암모니아의 농도는 첨가량이 증가할수록 유의적으로 증가하였다(P<0.01). 총 휘발성 지방산 농도는 모든 처리구가 대조구보다 높았다(P<0.05). 대조구와 비교하여 acetate의 농도는 감소하였고, propionate의 농도는 증가하였다(P<0.05). Acetate와 propionate 변화로 인해 A:P ratio 역시 감소하였다(P<0.05). 본 시험 결과로 보아, allyl isothiocyanate를 함유한 겨자종자를 첨가하였을 때 반추위 발효성상에 영향을 미치지 않고 메탄 생성량을 감소시킬 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국유가공학회:학술대회논문집
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• 한국유가공기술과학회 2002년도 제54회 춘계심포지움 - 우유와 국민건강
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• pp.59-60
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• 2002

Edible films such as wax coatings, sugar and chocolate covers, and sausage casings, have been used in food applications for years$^{(1)}$ However, interest in edible films and biodegradable polymers has been renewed due to concerns about the environment, a need to reduce the quantity of disposable packaging, and demand by the consumer for higher quality food products. Edible films can function as secondary packaging materials to enhance food quality and reduce the amount of traditional packaging needed. For example, edible films can serve to enhance food quality by acting as moisture and gas barriers, thus, providing protection to a food product after the primary packaging is opened. Edible films are not meant to replace synthetic packaging materials; instead, they provide the potential as food packagings where traditional synthetic or biodegradable plastics cannot function. For instance, edible films can be used as convenient soluble pouches containing single-servings for products such as instant noodles and soup/seasoning combination. In the food industry, they can be used as ingredient delivery systems for delivering pre-measured ingredients during processing. Edible films also can provide the food processors with a variety of new opportunities for product development and processing. Depends on materials of edible films, they also can be sources of nutritional supplements. Especially, whey proteins have excellent amino acid balance while some edible films resources lack adequate amount of certain amino acids, for example, soy protein is low in methionine and wheat flour is low in lysine$^{(2)}$. Whey proteins have a surplus of the essential amino acid lysine, threonine, methionine and isoleucine. Thus, the idea of using whey protein-based films to individually pack cereal products, which often deficient in these amino acids, become very attractive$^{(3)}$. Whey is a by-product of cheese manufacturing and much of annual production is not utilized$^{(4)}$. Development of edible films from whey protein is one of the ways to recover whey from dairy industry waste. Whey proteins as raw materials of film production can be obtained at inexpensive cost. I hypothesize that it is possible to make whey protein-based edible films with improved moisture barrier properties without significantly altering other properties by producing whey protein/lipid emulsion films and these films will be suitable far food applications. The fellowing are the specific otjectives of this research: 1. Develop whey protein/lipid emulsion edible films and determine their microstructures, barrier (moisture and oxygen) and mechanical (tensile strength and elongation) properties. 2. Study the nature of interactions involved in the formation and stability of the films. 3. Investigate thermal properties, heat sealability, and sealing properties of the films. 4. Demonstrate suitability of their application in foods as packaging materials. Methodologies were developed to produce edible films from whey protein isolate (WPI) and concentrate (WPC), and film-forming procedure was optimized. Lipids, butter fat (BF) and candelilla wax (CW), were added into film-forming solutions to produce whey protein/lipid emulsion edible films. Significant reduction in water vapor and oxygen permeabilities of the films could be achieved upon addition of BF and CW. Mechanical properties were also influenced by the lipid type. Microstructures of the films accounted for the differences in their barrier and mechanical properties. Studies with bond-dissociating agents indicated that disulfide and hydrogen bonds, cooperatively, were the primary forces involved in the formation and stability of whey protein/lipid emulsion films. Contribution of hydrophobic interactions was secondary. Thermal properties of the films were studied using differential scanning calorimetry, and the results were used to optimize heat-sealing conditions for the films. Electron spectroscopy for chemical analysis (ESCA) was used to study the nature of the interfacial interaction of sealed films. All films were heat sealable and showed good seal strengths while the plasticizer type influenced optimum heat-sealing temperatures of the films, 130$^{\circ}$C for sorbitol-plasticized WPI films and 110$^{\circ}$C for glycerol-plasticized WPI films. ESCA spectra showed that the main interactions responsible for the heat-sealed joint of whey protein-based edible films were hydrogen bonds and covalent bonds involving C-0-H and N-C components. Finally, solubility in water, moisture contents, moisture sorption isotherms and sensory attributes (using a trained sensory panel) of the films were determined. Solubility was influenced primarily by the plasticizer in the films, and the higher the plasticizer content, the greater was the solubility of the films in water. Moisture contents of the films showed a strong relationship with moisture sorption isotherm properties of the films. Lower moisture content of the films resulted in lower equilibrium moisture contents at all aw levels. Sensory evaluation of the films revealed that no distinctive odor existed in WPI films. All films tested showed slight sweetness and adhesiveness. Films with lipids were scored as being opaque while films without lipids were scored to be clear. Whey protein/lipid emulsion edible films may be suitable for packaging of powder mix and should be suitable for packaging of non-hygroscopic foods$^{(5,6,7,8,)}$.

• 한국토양비료학회지
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• 제32권4호
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• pp.383-397
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• 1999

오염토양을 효과적으로 진단하고 경제적인 복원을 위해서는 오염토양의 오염원인, 오염정도, 주변 환경이나 인축에 대한 피해발생 유무, 오염물의 이동경로 등을 올바르게 평가하는 것이 대단히 중요하다. 이를 위해서는 오염토양과 토양내 가스, 주변 지하수 및 지표수, 침전물 등의 효율적 시료채취와 정확한 분석이 필수적이라 할 수 있다. 오염지역 토양의 오염도평가를 표준화하고 처리효율성을 높이기 위해서는 전문처리요원이 토양의 오염도와 위험성을 정확하게 판단 할 수 있도록 단순하면서도 경제적인 연속시험법을 필요로 한다. 이것은 오염토양의 조사와 복원시간 및 전치적일 기술의 진보를 가져오는데 상당한 시간절약을 꾀할 수 있다. 특히 효과적인 현장평가를 위해서는 오염특성을 포함한 많은 관련 요인들에 대한 표준화된 기준하에서 오염의 형태와 정도를 결정하는 것이 중요하다. 현장평가를 위한 일반적인 절차는 작업계획과 토양조사수준에 따라 Phase I, II, III의 단계적 방법으로 구성되어 있다. Phase I은 토양의 과거용도 및 오염물의 유입경로를 기초로 하여 현장의 환경여건을 파악하는 단계이다. Phase I에서 잠재적 오염물질에 의해 오염된 것이 확인되면 Phase II에서는 오염물의 존재여부와 존재정도를 파악하는 단계로 시료의 채취 및 분석과정이 여기에 포함된다. Phase III는 Phase I과 II의 결과를 바탕으로 오염토양을 복원하는 단계이다. 여기서 평가기준이 지역 특이적인 것인지 적당한 것인지를 결정하는 중요한 요인은 (1) 시료채취의 공간분포도와 지역의 크기, (2) 취해진 시료의 수, (3) 시료채취 방법, 그리고 (4) 자료를 분석요령 등이다. 선택된 분석방법이 추천할만한 것일지라도 정량방법의 선택여부는 현장조사방법에 대한 훈련이나 조사경험을 가진 사용자에 의해 결정되는 것이 바람직할 것이다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권5호
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• pp.231-235
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• 2011

라돈($^{222}Rn$)은 지각의 암석이나 토양 또는 건축자재 중에 들어 있는 우라늄($^{238}U$)과 토륨($^{232}Th$)이 몇 단계의 방사성붕괴과정을 거친 후 생성되는 무색무취의 불활성기체로 광산이나 지하같이 밀폐된 공간에 잘 축적된다. 호흡기를 통하여 폐로 유입되고 라돈의 딸핵종이 폐나 기관지에 침적되어 폐암을 일으키는 원인이 된다. 사람의 생명을 다루는 의료기관에서의 라돈피폭은 평상시 방사선피폭량이 많은 방사선관계종사자와 면역력이 약한 환자에게 큰 위험이 될 수 있다는 판단에 이 실험을 실시하였다. 실험에 쓰인 계측기는 실시간 라돈측정기인 Professional Continuous Radon monitor이며 계측장소는 두 개의 병원 지하1층에서 지상2층까지 층별로 오전 10시부터 오후 3시까지 측정 하였다. Professional Continuous Radon monitor계측결과는 최소 14.8 Bq/$m^3$에서 최대 70.3 Bq/$m^3$로 국내기준치인 148 Bq/$m^3$이하로 나타났으며 유효선량은 최소 0.296 mSv에서 최대 1.406 mSv로 일년간 자연방사선으로부터 피폭되는 방사선량인 2.4 mSv의 10~58.3% 수준으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.42.2-42.2
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• 2010

Transparent conducting oxides (TCOs) are of significant importance for their applications in various devices, such as light-emitting diodes, thin-film solar cells, organic light-emitting diodes, liquid crystal displays, and so on. In order for TCOs to contribute to the performance improvement of these devices, TCOs should have high transmittance and good electrical properties simultaneously. Sn-doped $In_2O_3$ (ITO) is the most commonly used TCO. However, indium is toxic and scarce in nature. Thus, ZnO has attracted a lot of attention because of the possibility for replacing ITO. In particular, group III impurity-doped ZnO showed the optoelectronic properties comparable to those of ITO electrodes. Al-doped ZnO exhibited the best performance among various doped ZnO films because of the high substitutional doping efficiency. However, in order for the Al-doped ZnO to replace ITO in electronic devices, their electrical and optical properties should further significantly be improved. In this connection, different ways such as a variation of deposition conditions, different deposition techniques, and post-deposition annealing processes have been investigated so far. Among the deposition methods, RF magnetron sputtering has been extensively used because of the easiness in controlling deposition parameters and its fast deposition rate. In addition, when combined with post-deposition annealing in a reducing ambient, the optoelectronic properties of Al-doped ZnO films were found to be further improved. In this presentation, we deposited Al-doped ZnO (ZnO:$Al_2O_3$ = 98:2 wt%) thin films on the glass and sapphire substrates using RF magnetron sputtering as a function of substrate temperature. In addition, the ZnO samples were annealed in different conditions, e.g., rapid thermal annealing (RTA) at $900^{\circ}C$ in $N_2$ ambient for 1 min, tube-furnace annealing at $500^{\circ}C$ in $N_2:H_2$=9:1 gas flow for 1 hour, or RTA combined with tube-furnace annealing. It is found that the mobilities and carrier concentrations of the samples are dependent on growth temperature followed by one of three subsequent post-deposition annealing conditions.