• 한국환경농학회지
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• 제34권3호
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• pp.155-160
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• 2015

왕겨 바이오차의 $N_2O$의 배출을 감소하기 위한 $NH_4-N$의 흡착제로서 가능성을 연구하기 위해 $NH_4-N$ 용액을 이용하여 왕겨 바이오차의 흡착 특성을 조사하였다. $NH_4-N$ 제거율은 왕겨 바이오차를 많이 첨가할수록 $NH_4-N$ 제거율이 증가하는 경향을 보이는 반면에, 바이오차 무게(g) 당 $NH_4-N$ 흡착량은 감소하는 경향을 보였다. 왕겨 바이오차를 이용한 흡착실험 결과를 Langmuir 흡착등온식에 적용하여 최대 단분자층 흡착량($q_m$), 흡착 친화도(b), 무차원 상수 $R_L$를 산출하였다. 그 결과 무차원 상수 $R_L$값이 0-1사이에 있어 Langmuir 흡착등온식을 잘 표현하였다. 따라서 왕겨를 소재로 제조한 바이오차는 흡착에 용이한 것으로 나타났다. 향후 이를 바탕으로 온실가스를 제어하기 위해 왕겨를 소재로 한 바이오차를 토양에 시용하였을 시 $N_2O$ 배출 감소를 위한 $NH_4-N$ 흡착 특성에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.428-434
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• 2022

본 연구에서는 바이오차를 혼입한 친환경 콘크리트 패널을 개발하고자 한다. 단열성능과 탄소 포집이 가능한 바이오차를 혼입시킨 다공성 콘크리트의 물리적 특성, 역학적 특성 및 열적 특성 실험을 수행하였다. 다공성 콘크리트 배합은 바이오차 혼입율 0, 5, 10 및 15 %와 물-시멘트 비를 0.35로 고정하여 배합조건을 구성하였다. 기본 역학적 특성을 평가하기 위해 단위중량, 총 공극률 및 투수계수를 측정하였다. 바이오차 혼입율이 증가함에 따라 총 공극률과 투수계수는 증가하지만 단위중량은 감소하였다. 콘크리트 압축강도는 바이오차 혼입율이 증가할수록 감소하지만 설계기준 압축강도 이상을 확보하였다. 열전도율은 바이오차 혼입율이 증가할수록 감소하는 경향을 나타내어 단열성능에 뛰어난 재료임을 증명하였다. 또한 회귀분석을 통해 다공성 콘크리트의 단위중량, 총 공극률, 콘크리트 압축강도 및 열전도율과 상관관계를 제시하였다. 상관관계 분석을 통해 바이오차의 적용 범위를 확대하기 위한 주요 변수를 제시하였다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제11권4호
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• pp.425-432
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• 2023

본 연구에서는 바이오차를 혼입한 탄소 저감형 콘크리트 기술을 개발하고자 한다. 주요 인프라 분야인 건축과 터널에 단열성능과 탄소 포집이 가능한 바이오차를 혼입시킨 콘크리트의 성능 평가 실험을 수행하였다. 콘크리트 배합은 바이오차 혼입률 0, 5, 10, 15 및 20 %와 물-바인더 비를 0.25, 0.30, 0.35 및 0.40으로 선정하여 배합조건을 구성하였다. 각 배합별 물리적 특성을 평가하기 위해 단위중량, 총 공극률 및 투수계수를 측정하였고, 역학적 특성을 파악하기 위해 콘크리트 압축강도, 휨강도를 측정하였다. 바이오차를 혼입한 탄소 저감형 콘크리트의 단열 효과를 향상 시키기 위한 주요 인자는 회귀분석을 통해 바이오차 혼입률, 단위중량, 콘크리트 강도 및 열전도율은 서로 밀접한 상관관계를 갖는 것으로 나타났다. 향후 혹한기후 특성을 갖는 북방지역에 단열성능을 높이기 위한 단열재료로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국토양비료학회지
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• 제49권3호
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• pp.259-264
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• 2016

The effect of biochar application on soil physics and nitrous oxide ($N_2O$) emission from upland soil for broccoli cultivation was investigated. Sesame straw biochar (SB) was applied at amounts 0 (IF), 50 (SB50), 100 (SB100), 200 (SB200) kg $10a^{-1}$, respectively. SB addition to the upland soil decreased bulk density, and increased porosity and soil respiration. The $N_2O$ emission rates in all treatments were higher in the order of IF $${\geq_-}$$ SB50 > SB100 $${\geq_-}$$ SB200 treatments. Global warming potential in SB200 treatment decreased by 15.1% compared to IF treatment. Therefore, SB application in upland soil can improve soil physics and reduce $N_2O$ emission.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권2호
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• pp.354-361
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• 2019

Renewable energy from biomass and biodegradable wastes can significantly supplement the global energy demand if properly harnessed. Pyrolysis is the most profound modern technique that has proved effective and efficient in the energy conversion of biomass to yield various products like bio-oil, biochar, and syngas. This study focuses on optimization of slow pyrolysis of banana peels waste to yield banana peels vinegar, tar and biochar as bio-infrastructure products. Response surface methodology using central composite design was used to determine the optimum conditions for the banana wastes using a batch reactor pyrolysis system. Three factors namely heating temperature ($350-550^{\circ}C$), sample mass (200-800 g) and residence time (45-90 min) were varied with a total of 20 individual experiments. The optimal conditions for wood vinegar yield (48.01%) were $362.6^{\circ}C$, 989.9 g and 104.2 min for peels and biochar yield (30.10%) were $585.9^{\circ}C$, 989.9 g and 104.2 min. The slow pyrolysis showed significant energy conversion efficiencies of about 90% at p-value ${\leq}0.05$. These research findings are of primary importance to Uganda considering the abundant banana wastes amounting to 17.5 million tonnes generated annually, thus using them as pyrolysis feedstock can boost the country's energy status.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2022년도 가을 학술논문 발표대회
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• pp.169-170
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• 2022

Due to the higher use of nonrenewable fossil fuel energy, environment friendly sustainable energy from waste materials is attracting attention of the researchers. Considering that, jute stick (JS) biochar has been considered for this study for ecofriendly and sustainable thermal energy storage application. Waste jute sticks (JS), which are being mainly used as a fuel for cooking purpose, have been pyrolyzed to produce porous biochar and have been used for shape stabilization of stearic acid (SA) as phase change material (PCM). SA at 1:1 ratio has been incorporated into the activated JS biochar to concoct shape-stabilized phase change composite (SAJS). The SAJS has been evaluated by different techniques such as Fourier transform-infrared spectroscope (FT-IR), scanning electron microscopy (SEM), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis (TGA). The obtained composite PCM has shown excellent shape stability with a high latent heat storage, suggesting its suitability for thermal energy storage applications.

• 한국연소학회:학술대회논문집
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• 한국연소학회 2013년도 제46회 KOSCO SYMPOSIUM 초록집
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• pp.61-64
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• 2013

Biomass is well known for organic resources photosynthesized by carbon dioxide water in the air and thus it can be widely used in the form of energy and production for various kinds of materials. Through pyrolysis, biomass can be transformed into solid(biochar), liquid(bio-oil), and combustible gas on the different condition of temperature and heating rate. That's why biomass can be practically used to preprocess and produce a variety of elements. This work is to analyze the characteristics of slow pyrolysis of three different kinds of biomass extracted from Indonesia. They showed similar moisture content and combinations of combustible matters and had quite a large discrepancy in the ash among them like 2.1 & of Bagasse, 91% of PKS, and 20.9% of Paddy Straw, respectively. yield of biochar, solid form of the biomass, steadily decreased when the temperature went up and that of bio-oil the highest at the temperature of 500 degrees Celsius. At the same temperature range, PKS bio-oil showed 51.4 % of yield and Bagasse had 55.1% while it turned out that Paddy straw showed the lowest yield of 37.2%. The apparent density was also measured to figure out the density of each product from the pyrolysis experiments at the temperature of 500 degrees Celsius. The result was like these; the density of biochar was 0.17, the lowest, and that of Tree stem was 1.3 when mixed by an equal amount of biochar and bio-oil.

• 한국환경농학회지
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• 제41권1호
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• pp.24-31
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• 2022

BACKGROUND: The most common litter materials used in South Korea are sawdust, rice husk, etc. Recently, the cost of litter has been steadily rising, and the maturity test has been strengthened. For this reason, new litter materials are needed for better water control ability to solve the problems. The object of this study was to evaluate the water absorption properties for litter materials. METHODS AND RESULTS: The volumetric water capacity according to the addition of cow manure was investigated to calculate the water absorption speed of litter materials (sawdust, peatmoss, cocopeat, and biochar). The water absorption speed constant (-K) in the first stage was high in the order of cocopeat (0.1190), sawdust (0.0961), biochar (0.0762), and peatmoss (0.0523). The optimal period of the litter use was in the following order: peatmoss (48d), biochar (42d), sawdust (30d), and cocopeat (24d). The water absorption rate (%) of the used litters was high in the order of biochar ≈ cocopeat, sawdust, and peatmoss, which was significantly correlated with the water absorption speed of the first stage. CONCLUSION(S): Considering the water absorption speed and water absorption rate, biochar and peatmoss were found to be the best and optimal litter materials among the tested materials. These litter materials can be used as water control agents in livestock facilities.

• 한국환경농학회지
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• 제42권4호
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• pp.353-357
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• 2023

This study evaluated the effect of lignin biochar on Kimchi cabbage cultivation in an upland field. Each of the inorganic fertilizers (IF, applied at 32-7.8-19.8 kg/10a=N-P-K), lignin biochar (LBC, applied at 1,000 kg/10a), improved LBC (LBC+N, applied at 1,000 kg/10a), and LBC+IF treatments areas were separated by a control (Cn) treatment area. The fresh weight of Kimchi cabbage increased in the order LBC+N > IF > LBC+IF > Cn > LBC treatments, and the length and width of the leaf were ranged from 20.8-25.7 and 13.7-15.8 cm/plant in all treatments. After Kimchi cabbage harvesting in the LBC+N treatment, soil quality improved bulk density, pH, OM, TN, and Av-P₂O₅ than those other treatments. In addition, the total N₂O flux in LBC+N LBC+N was lower than in IF treatments. Therefore, improved lignin biochar application effectively improves Kimchi cabbage cultivation and can benefit the agricultural environment.

• 유기물자원화
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• 제31권3호
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• pp.55-64
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• 2023

본 연구의 목적은 바이오차를 미생물 담체로 활용하기 위해 pH 조절제로서 구연산과 목초액을 각각 처리한 왕겨 바이오차와 어분을 혼합한 토양 침출수의 양분 용출 패턴을 구명하기 위해 수행하였다. 왕겨 바이오차 pH 6.0~7.0와 어분을 혼합비(4:6)로 조제하였다. 본 실험의 처리는 산도를 조절하지 않은 바이오차 처리한 토양을 대조구(RB+DF), 목초액으로 산도 조절한 왕겨 바이오차와 어분의 혼합물(RBP+DF)을 처리한 토양, 구연산으로 산도 조절한 왕겨 바이오차와 어분의 혼합물(RBC+DF)을 처리한 토양 3 수준으로 구성되어 있다. 왕겨 바이오차와 어분을 혼합한 토양 침출수 중에 NH₄-N, NO₃-N, PO₄-P, K의 농도를 분광계를 이용하여 분석하였다. 실험 결과로서 RBC+DF 처리한 토양의 침출수 중에 NH₄-N와 PO₄-P 누적함량은 가장 높았고, 또한 RBP+DF를 처리한 토양의 침출수에서 NO₃-N와 K의 누적함량은 가장 높게 나타났다. 대조구에 비해 NH₄-N와 PO₄-P는 구연산으로 산도를 조절한 왕겨 바이오차를 처리한 토양의 침출수에서, NO₃-N와 K는 목초액으로 조절한 왕겨 바이오차 처리한 토양의 침출수에서 각각 흡착능이 낮아 더 많이 용출되는 것으로 관측되었다. 따라서, 미생물 담체로서 산도를 조절한 왕겨 바이오차의 시용에 따른 작물 생육 반응에 관한 연구가 필요하다고 판단된다.