• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권5호
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• pp.536-544
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• 2017

The effects of catalysts addition on the pyrolysis reaction of biomass have been studied in a thermogravimetric analyzer (TGA). The sample biomasses were Bamboo, Pine and Hinoki. The catalysts tested were K, Zn, Cu metal compounds. The pyrolysis reactions were tested in the nonisothermal condition from the room temperature to $550^{\circ}C$ at a heating rate $50^{\circ}C/min$ on the flowing of $N_2$ purge gases. Cellulose contents of Bamboo was higher than that of Pine and Hinoki. As the results, the pyrolysis reaction of volatile matter was finished near the temperature $450^{\circ}C$. The initial decomposition temperatures of the volatile matters ($T_i$) were $165^{\circ}C$ for Bamboo, $190^{\circ}C$ for Pine, and $193^{\circ}C$ for Hinoki. $T_i$ decreased with increasing the catalyst amounts in the sample biomasses. The temperature of maximum reaction rate ($T_{max}$) were $338^{\circ}C$ for Bamboo, $378^{\circ}C$ for Pine, and $377^{\circ}C$ for Hinoki. The effects of catalysts addition on the $T_{max}$ were to decreased it. The reducing effects about $T_{max}$ was the most effective for K metal compounds catalyst. The char amounts remained after pyrolysis at $550^{\circ}C$ were 26.2% for Bamboo, 20.7% for Pine, and 20.9% for Hinoki. The char amounts increased with the catalyst amounts.

• 농촌계획
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• 제5권1호
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• pp.95-103
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• 1999

본 연구에서는 남부 지방 농촌 소하천 제방 지역에 분포하는 죽림의 제방 보강역할을 파악하기 위해서 경남 진주시에 위치한 소하천 제방에 분포하는 죽림(분죽)과 잔디의 지중 뿌리 밀도 및 각 제방 토양의 관입 저항을 측정하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 1. 대나무의 경우 토양 깊이가 깊어질수록 뿌리 분포량이 증가하는 경향을 보이는 반면 잔디는 감소하는 경향을 보여 지중 20-30cm 구간에서 가장 높고 지표면(0-l0cm)에서 가장 낮게 나타났다. 반면에, 잔디는 지표면(0-l0cm)에서 가장 높은 뿌리 밀도를 보였으며, 지중 20-30cm 구간에서 가장 낮은 뿌리 밀도를 보였다. 또한, 지중 30cm까지의 전체뿌리 분포량은 대나무가 잔디의 약 2.5배에 이른다. 죽근의 경우 지중 50cm 이상까지 분포함을 고려할 때, 실제로는 이보다 차이가 많을 것으로 예상된다. 2. 시료채취를 위한 관 삽입 시 소요되는 타격수는 지중 뿌리의 밀도에 따라서 현격하게 차이가 나는데 죽근의 관입 저항치(평균 21회)가 잔디(평균 8회)의 3배 정도인 것으로 나타났다. 3. 콘 관입시험 결과 죽근의 경우는 지중 뿌리 분포와 비슷한 경향으로 저항치가 증가하며, 잔디류의 경우 지표면(0-l0cm)가장 높았으며(평균 46kgf), 20-30cm 깊이에서 가장 낮게(24kgf) 나타났다. 이상의 결과를 종합할 때, 토양 중 뿌리의 분포 형태 및 밀도는 식물에 따라서 다양하게 나타나며, 하천제방의 안정성도 분포하는 식물이 가지는 뿌리 특성에 영향을 받는 것으로 보인다. 그러나, 토양중 근계 분포에 따른 토양 안정성 변화를 분석할 수 있는 표준적인 방법이 마련되어 있지 않은 상태이기 때문에 이상의 결과는 하나의 실험적 시도에 불과하며, 식물뿌리의 구조역학적 역할을 규명하기 위해서는 앞으로 보다 다양한 방법의 연구를 통해서 가장 합리적이고 객관적인 측정법이 향후 우선적으로 마련되어야 할 것으로 생각된다.

• 한국산림과학회지
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• 제101권1호
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• pp.138-147
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• 2012

본 연구는 맹종죽 임분의 현존량을 추정하기 위하여 적절한 줄기 절단부위를 파악하고, 죽령에 따른 지상부 및 지하부의 각 기관별 현존량을 비교분석하였다. 5개 죽령급 별 총 9개의 조사구(각 0.04 ha)에서 표준죽에 대한 상대수고에 의한 결정간별 건중비를 군집분석한 0~55% 구간)과 제 6~8 결정간(수고의 55~100% 구간)으로 두 개의 큰 집단으로 구분되었다. 일반적인 임목에서 매 2m 단위의 결정간을 각각 측정하는 조사 방법에 비하여 대나무의 경우 수고의 55~70% 구간을 기준으로 상단부와 하단부의 2개 결정간에 대한 각 1 kg 시료의 현존량을 조사하는 것이 더욱 효율적이라고 분석되었다. 결정계수가 가장 높은 맹종죽의 생체량 추정식은 $W=aD+bD^2$ 이었으며, 각 수령별 지상부 추정치를 합산한 총량과 수령별 구분 없이 추정한 총량 간에 유의적인 차이가 없었다. 맹종죽의 지상부 바이오메스는 총 57.77 ton/ha로서 줄기 40.47 ton/ha, 가지 9.29 ton/ha, 잎 8.01 ton/ha으로서 줄기부위가 가장 높게 나타났다. 지하부의 생체량은 53.35 ton/ha으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권4호
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• pp.388-396
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• 2017

본 연구는 약 40년 전 식재된 왕대와 솜대를 대상으로 지상부 바이오매스의 기관별 양분 분포를 조사하기 위하여 실시하였다. 대나무 줄기, 가지, 잎에 양분 분포 비교를 위해 왕대 및 솜대 각 14본(당년생과 다년생 각 7본)을 선정하여 벌채하고 양분 분석을 실시하였다. 대나무 줄기, 가지, 잎에 양분 농도(concentration) 중 마그네슘은 솜대에 비해 왕대가 높았으며, 질소, 인, 칼륨은 당년생 대나무가 다년생 대나무에 비해 유의적으로 높은 농도를 보였다. 양분 농도의 크기는 잎에 경우 탄소 > 칼륨 >= 질소 > 인 >= 칼슘 >= 마그네슘 순이었다. 줄기, 가지, 잎에 저장된 총 양분 함량(content)의 경우 왕대가 솜대에 비해 높아, 왕대가 솜대에 비해 양분 요구량이 크게 나타났다. 지상부 바이오매스의 양분 함량 크기는 왕대와 솜대 모두 탄소 > 칼륨 > 질소 > 인 > 칼슘 >= 마그네슘 순으로 두 대나무가 같은 경향을 보였다. 본 연구 결과에 따르면, 유사한 입지에 생육하는 왕대와 솜대의 경우 양분 함량에 차이를 보였으며, 양분 요구량은 왕대가 솜대에 비해 높게 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제106권4호
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• pp.380-387
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• 2017

본 연구는 경상남도 진주시 남부산림자원연구소 가좌시험림 내 맹종죽 임분을 대상으로 죽순 생산을 위해 약 30년 동안 시비가 실시된 시비구와 인접한 무시비구의 바이오매스 추정을 위한 상대생장식과 바이오매스 생산량을 비교하기 위해 수행하였다. 총 20본(시비구 10본, 무시비구 10본)의 맹종죽을 벌채 한 후, 각 기관별 바이오매스(Y)를 종속변수로 하고 근원부 20 cm 직경($D_{20}$), 흉고직경(DBH), 수고(H: culm height), 흉고직경과 수고($DBH^2{\cdot}H$)를 독립변수(X)로 하는 모든 상대생장식의 유의성이 인정(P < 0.05)되었으며, DBH를 이용한 시비구와 무시비구 상대생장식의 상대생장계수(b)는 유의적인 차이가 없었다. 상대생장식 중 흉고직경을 독립변수로 추정된 대나무 줄기, 가지, 잎의 바이오매스는 무시비구가 시비구에 비해 유의적으로 높았으며, 지상부 총 바이오매스의 경우 무시비구가 $106.38Mg\;ha^{-1}$(임분 밀도 6,833본/ha)로, 시비구의 $57.68Mg\;ha^{-1}$(임분 밀도 4,633본/ha)에 비해 약 2배 정도 높았다. 지상부 바이오매스 분포 비율은 시비구의 경우 줄기(79%) > 가지(14%) > 잎(7%), 무시비구 경우 줄기(81%) > 가지(13%) > 잎(6%) 순으로 시비 처리에 따른 바이오매스 분포 비율에 큰 차이는 없었다. 본 연구결과에 따르면 임분 밀도 차로 인하여 시비는 맹종죽 임분의 지상부 바이오매스 축적량에 미치는 영향은 크지 않았다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.131-136
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• 2020

기존의 석유계부산물 기반 음극재의 대체물질을 개발하고자, 친환경적이며 가격이 저렴한 대나무 기반 1차 탄화숯을 저온 흑연화 공정을 통해 흑연으로 전환 후 음극재로 활용하였다. 저온 흑연화 공정을 위해 탄화철을 촉매로 사용하였으며, 첨가된 탄화철의 양에 따라 흑연화 정도를 X선 회절기(x-ray diffraction, XRD), 라만 분광기(raman spectroscopy), TEM (transmission electron microscopy)을 사용하여 분석 한 후 탄화철의 최적 양을 결정하였다. 가스흡착법(brunauer-emmett-teller, BET)를 사용하여 흑연화 숯의 기공특성도 분석하였다. 분석 결과 촉매 표면을 중심으로 비정질의 탄소가 흑연으로 전환되었으며, 흑연화 공정 후 촉매를 제거하기 위해 산 처리를 하는 동안 기존의 1차 탄화숯보다 크기가 큰 기공이 형성되어 상대적으로 표면적이 줄어들었다. 최적 양의 촉매를 사용하여 제조된 흑연화 숯을 음극재로 활용하여 전지성능을 분석한 결과 1차 탄화숯과 비교하여 방전용량과 충방전 효율이 증가하였다. 이는 흑연화 공정으로 비정질의 탄소가 흑연으로 전환되었기 때문으로 추정되며, 전지성능을 더욱 향상시키기 위해서는 탄화철 촉매의 크기를 최대한 작게 조절하고, 흑연화 숯의 입자크기를 균일화 하는 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• 한국산림과학회지
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• 제110권1호
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• pp.35-42
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• 2021

본 연구는 대나무 확산에 있어서 토양 성질이 미치는 영향을 조사하기 위해 매년 시비가 실시된 솜대 조림지와 미시비 확산지를 대상으로 바이오매스 부위별 양분 농도와 임상 및 토양 30 cm 깊이의 양분 특성을 비교하였다. 솜대 조림지의 잎, 가지, 줄기 내 질소와 인 농도는 확산지에 비해 유의적으로(P < 0.05) 높았으나, 임상의 양분 농도는 조림지와 확산지 사이에 유의적인 차이가 없었다. 토양 0~30 cm 깊이의 평균 유기탄소는 조림지가 30.80 mg g-1으로 확산지 15.64 mg g-1에 비해 유의적으로 높았다. 평균 전질소 농도의 경우 조림지 2.47 mg g-1, 확산지 1.24 mg g-1, 인은 조림지 10.27 mg kg-1, 확산지 5.61 mg kg-1, 포타슘은 조림지 0.27 cmolc kg-1, 확산지 0.16 cmolc kg-1로 조림지가 확산지에 비해 유의적으로 높았다. 본 연구 결과에 따르면 토양 양분 상태는 솜대의 인접 산림지역으로 확산에 큰 영향을 끼치지 않는 것으로 나타났다.

• 한국산림과학회지
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• 제56권1호
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• pp.51-65
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• 1982

참대를 재료(材料)로 하여 개화후(開花後) 회복도상(回復途上)에 있는 죽림(竹林)의 생장특성(生長特性)과 합리적(合理的)인 비배에 관(關) 해석하였다. 시험지(試驗地) 죽림(竹林) 토양(土壤)은 부식질이 풍부한 사양토였으나 시비구(施肥區)에서는 무비구(無肥區)에 비하여 질소질 비료(肥料)의 흡수가 현저하게 왕성하였으며, 가리질 비료(肥料)의 계속저인 시비(施肥)가 필요(必要)한 상태였다. 개화후(開花後) 회복(回復)이 촉진됨에 따라 죽림(竹林)의 온도와 상대조도(相對照度)는 낮아지는 반면(反面) 온도(溫度)는 높아졌다. 참대의 목통직경(D)와 간장(幹長)(H)과는 $H=2.5538D^{0.5031}$인 관계식(關係式)으로 나타낼 수 있으며 죽림(竹林)의 엽면적(葉面積)은 죽림(竹林)의 생산력(生産力)을 규제하는 요인(要人)이 되고 있으므로 비개화죽의 가지치기나 벌채는 지양하여야 할 것이다. 정규분 포곡선식에서 유도한 마디길이 분포곡선식(分布曲線式)으로 각(各) 마디의 위치별 길이의 이론적(理論的)인 분포상태(分布狀態)를 얻을 수 있다. 시비(施肥) 2구(區)와 4구(區)는 비교적 길고 고른 마디길이를 가진 대나무가 많았다. 참대의 $D^2H$와 줄기의 건물중, 그리고 $D^2H$와 지상부(地上部) 건물중과의 관계(關係)는 대수그래프상에서 직선회귀를 나타냈으나 이들 사이에 비례관계는 성립되지 않았다. 상대성장법(相對成長法) 의(依)하여 추정(推定)된 대나무 지상부(地上部)의 현존량(現存量) 시비(施肥) 2, 5, 6구(區)에서 높은 치를 보였다. 최대건물량(最大乾物量)을 얻을 수 있는 N, P, K요소의 적정 시비량(施肥量)은 각각(各各) 24.20, 15.51, 8.63kg/10a였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권4호
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• pp.547-554
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• 2018

Torrefaction is the promising process of pretreating biomass materials to increase the quality of their energy, especially to upgrade the materials' grindability so that it is suitable for a commercial pulverizer machine. In this study, torrefaction of oak, bamboo, oil palm trunk, and rice husk was carried out under different torrefaction temperatures ($300^{\circ}C$, $330^{\circ}C$, and $350^{\circ}C$) and different torrefaction residence times (30, 45, and 60 minutes). Complete characterization of the torrefied biomass, including proximate analysis, calorific value, thermogravimetric analysis, mass yield, energy yield, and grindability properties (Hardgrove Grindability Index) was carried out. Increasing the torrefaction temperature and residence time significantly improved the calorific value, energy density (by reducing the product mass), and grindability of the product. Furthermore, for commercial purposes, the torrefaction conditions that produced the desired grindability properties of the torrefied product were $330^{\circ}C-30minutes$ and $300^{\circ}-45minutes$, and the latter condition produced a higher energy yield for bamboo, oil palm trunk, and rice husk; however, torrefaction of oak did not achieve the targeted grindability property values.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제46권1호
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• pp.29-37
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• 2018

본 연구에서는 주요 바이오매스 자원의 하나인 대나무의 효율적 활용을 위한 기초자료를 수집하기 위하여, 국내산 대나무 3종(맹종죽, 솜대 및 왕대)의 해부학적 특성을 광학현미경 및 주사전자현미경으로 비교 분석하였다. 또한 X선 회절법에 의해 셀룰로오스의 결정특성을 분석하였다. 횡단면 관찰 결과, 3종 모두 유관속 I형으로 종간 동일한 형태를 보였다. 또한 횡단면의 내측부에서 외측부로 갈수록 유관속의 출현빈도가 더 높았고, 유관속을 둘러싸고 있는 유관속초의 비율도 커졌다. 구성세포 치수 측정 결과, 섬유길이는 모든 종에서 외측부의 값이 내측부의 값보다 컸으며, 내측부와 외측부 모두 왕대의 섬유길이가 가장 길었다. 섬유길이의 유의성 검정 결과 3종 모두 내측부와 외측부간에 유의성이 나타났다. 횡단면에서 측정한 도관 직경 및 유세포 직경은 맹종죽의 값이 가장 컸으며, 방사 및 접선단면에서 측정한 유세포 길이 및 폭은 맹종죽과 왕대가 유사한 값을 나타냈고, 솜대가 가장 작았다. 셀룰로오스의 결정특성 분석 결과 상대결정화도 및 결정 폭은 외측부가 내측부에 비해 다소 높았으며, 왕대의 상대결정화도 및 결정 폭이 다른 2종에 비해 다소 높았다.