• 제목/요약/키워드: biochemical conversion

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목질계 바이오연료 생산을 위한 산업화 기술 및 전망 (Current Status and Prospects on Biofuel Conversion Technologies and Facilities, Using Lignocellulosic Biomass)

  • 김영숙
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제44권5호
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    • pp.622-628
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    • 2016
  • 본 논문에서는 최근 목질계바이오매스를 원료로 한 수송용(transportation) 바이오연료의 국제적 상용화 기술의 흐름과 산업체 동향에 대하여 조사하였다. IEA, Bioenergy Task 39에서 집계한 수송용 바이오연료 관련 산업체에서 목질계 원료를 사용하는 산업체는 93개 업체였고, 그중에서 Commercial type의 산업체를 기준으로 생화학적 전환기술을 채택한 업체는 전체의 84%로 나타나 생화학적 전환공정이 목질계 바이오연료 분야의 주류 기술인 것으로 밝혀졌다. 생화학적 전환공정을 채택한 Commercial type 산업체의 주요 생산품은 바이오에탄올로서 연간 약 115만 5천 톤, 바이오오일은 약 12만 톤으로 전 세계의 수송용 연료에 혼입목표량을 대체하기에 매우 부족한 상황인 것으로 밝혀져 수송용 바이오연료 시장은 기술과 규모 면에서 기술개발과 상용화 노력이 더욱 요구됨이 시사되었다. 또한 pilot type의 산업체에서 생화학공정 및 열화학공정기술을 활용한 실험적 생산이 다수 진행되고 있어, 향후 목질계 원료에 의한 액체바이오연료 기술이 다양하게 실용화될 가능성이 큰 것으로 시사되었다.

Synthesis and Characterization of Nanostructured Titania Films for Dye-Sensitized Solar Cells

  • Hwang, Kyung-Jun;Yoo, Seung-Joon;Jung, Sung-Hoon;Park, Dong-Won;Kim, Sun-Il;Lee, Jae-Wook
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제30권1호
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    • pp.172-176
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    • 2009
  • The nature and morphology of titanium dioxide films play a significant role in determining the overall efficiency of dye-sensitized solar cell (DSSCs). In this work, the preparation of nanostructured titania particles by sol-gel method (SG-$TiO_2$) and its characterization were investigated for the application of DSSCs. The samples were characterized by XRD, XPS, FE-SEM, BET and FT-IR analysis. The energy conversion efficiency of SG-$TiO_2$ was approximately 8.3 % under illumination with AM 1.5 (100 mW/$cm^2$) simulated sunlight. DSSCs made of SG-$TiO_2$ nanocrystalline films as photoanodes achieved better energy conversion efficiency compared to those prepared using commercially available Degussa P25.

형광체 첨가에 따른 염료감응형 태양전지의 효율 변화 (Efficiency Variation of Dye-Sensitized Solar Cell Influenced by Phosphor Additives)

  • 정성훈;황경준;강성원;정형곤;김선일;이재욱
    • 공업화학
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    • 제20권2호
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    • pp.227-233
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    • 2009
  • 최근 태양전지에 대한 관심이 급증하면서 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cell, DSSC)에 관한 연구가 활발히 진행되고 있다. 염료감응형 태양전지에 관한 연구는 크게 $TiO_2$ 나노 결정 소재, 염료, 전해질 및 전도성 기판 등 4가지 분야로 나눌 수 있다. 본 연구에서는 염료를 흡착할 수 있는 나노결정성 $TiO_2$를 합성한 후, 이를 광전극용 페이스트(paste)에 다양한 형광물질(phosphor)의 종류 및 함량을 조절하여 첨가함으로써 염료감응형 태양전지의 효율에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 400 nm 입자크기의 YAG계 형광체 0.5%가 첨가된 페이스트를 사용할 경우, 에너지 변환효율이 최대 8.31%에 도달함을 확인할 수 있었다.

Fabrication of a solid catalyst using coal fly ash and its utilization for producing biodiesel

  • Go, Young Wook;Yeom, Sung Ho
    • Environmental Engineering Research
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    • 제24권2호
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    • pp.324-330
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    • 2019
  • To recycle raw fly ash (RFA), a waste from thermal power plants, it was used to prepare solid catalysts which have many advantages compared with homogenous catalysts. When biodiesel was produced from soybean oil using RFA, only 1.2% of biodiesel conversion was obtained. A metal hydroxide, NaOH, KOH or $Ca(OH)_2$, was mixed with the acid-treated fly ash (ATFA), and the mixture was calcined at $700^{\circ}C$ for 3 h to prepare the solid catalyst. The solid catalyst prepared by mixing ATFA with NaOH, designated as SC-Na, showed a better performance than those prepared by mixing ATFA with KOH or $Ca(OH)_2$, respectively. The optimal mass ratio of ATFA with NaOH was 1:3, at which the proportion of $Na_2O$ increased to 60.2% in SC-Na, and 97.8% of biodiesel conversion was achieved under optimal reaction conditions (2 w% SC-Na relative to oil and 5 mL-methanol/g-oil at $50^{\circ}C$ for 4 h). Finally, a batch operation was repeatedly carried out to test the feasibility of reusing the solid catalyst, and more than 96% biodiesel conversion was stably achieved for the third round of operations. This study shows that RFA was successfully recycled to solid catalysts through a simple preparation method, and the solid catalyst was reused for the production of biodiesel with high conversion.

Biosynthesis of Rhamnosylated Anthraquinones in Escherichia coli

  • Nguyen, Trang Thi Huyen;Shin, Hee Jeong;Pandey, Ramesh Prasad;Jung, Hye Jin;Liou, Kwangkyoung;Sohng, Jae Kyung
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제30권3호
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    • pp.398-403
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    • 2020
  • Rhamnose is a naturally occurring deoxysugar present as a glycogenic component of plant and microbial natural products. A recombinant mutant Escherichia coli strain was developed by overexpressing genes involved in the TDP-ʟ-rhamnose biosynthesis pathway of different bacterial strains and Saccharothrix espanaensis rhamnosyl transferase to conjugate intrinsic cytosolic TDP-ʟ-rhamnose with anthraquinones supplemented exogenously. Among the five anthraquinones (alizarin, emodin, chrysazin, anthrarufin, and quinizarin) tested, quinizarin was biotransformed into a rhamoside derivative with the highest conversion ratio by whole cells of engineered E. coli. The quinizarin glycoside was identified by various chromatographic and spectroscopic analyses. The anti-proliferative property of the newly synthesized rhamnoside, quinizarin-4-O-α-ʟ-rhamnoside, was assayed in various cancer cells.

Altering UDP-Glucose Donor Substrate Specificity of Bacillus licheniformis Glycosyltransferase towards TDP-Glucose

  • Cho, Kye Woon;Kim, Tae-Su;Le, Tuoi Thi;Nguyen, Hue Thi;Oh, So Yeong;Pandey, Ramesh Prasad;Sohng, Jae Kyung
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제29권2호
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    • pp.268-273
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    • 2019
  • The specificity of a Bacillus licheniformis uridine diphosphate (UDP) glycosyltransferase, YjiC, was increased towards thymidine diphosphate (TDP)-sugar by site-directed mutagenesis. The Arg-282 of YjiC was identified and investigated by substituting with Trp. Conversion rate and kinetic parameters were compared between YjiC and its variants with several acceptor substrates such as 7-hydroxyflavone (7-HF), 4',7-dihydroxyisoflavone, 7,8-dihydroxyflavone and curcumin. Molecular docking of TDP-glucose and 7-HF with YjiC model showed pi-alkyl interaction with Arg-282 and His-14, and pi-pi interaction with $His^{14}$ and thymine ring. YjiC (H14A) variant lost its glucosylation activity with TDP-glucose validating significance of His-14 in binding of TDP-sugars.

염료감응형 태양전지의 광전자 재결합 방지를 위한 Al2O3 코팅 TiO2 전극 제조 (Preparation of Al2O3-coated TiO2 Electrode for Recombination Blocking of Photoelectron in Dye-Sensitized Solar Cells)

  • 황경준;유승준;정성훈;김선일;이재욱
    • 공업화학
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    • 제21권2호
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    • pp.162-168
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    • 2010
  • 최근에 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질 속의 산화/환원되는 요오드 이온($I_3^-/I^-$)과의 재결합(recombination)을 방지하기 위하여 발생된 광전자를 효율적으로 $TiO_{2}$ 전극을 통해 이동시키는 방법에 관한 연구가 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 재결합을 방지하기 위하여, 졸-겔(sol-gel)법으로 합성한 보헤마이트(bohemite) 졸을 이용하여 $TiO_{2}$ 전극에 비해 높은 에너지 밴드갭(band-gap)을 가지고 있는 $Al_2O_3$가 코팅된 이중층의 다공질 나노 $TiO_{2}$ 전극을 제조하고 염료감응형 태양전지에 응용하였다. 특히, 다양한 입자의 크기가 조절된 보헤마이트 졸을 통해 최고의 에너지 변환 효율을 가진 $Al_2O_3$가 코팅된 $TiO_{2}$ 광전극 제조 조건을 조사하였다. 입자 크기 100 nm 보헤마이트 졸로부터 제조한 $Al_2O_3$가 코팅된 $TiO_{2}$ 전극이 순수 $TiO_{2}$로 제조한 광전극 층(7.5%)에 비해 높은 에너지 변환 효율(9.0%)을 보였다.

농·축 ·수산 폐기물의 메탄전환에 관한 기초연구 (A Fundamental Study on the Methane Conversion of Agriculture, Forestry and Fisheries Wastes)

  • 홍순석;박상전;홍종준
    • 유기물자원화
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    • 제6권1호
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    • pp.31-42
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    • 1998
  • 농 축 수산 유통집하장에서 발생하는 유기질 폐기물의 메탄 전환 기초 연구로서 실험실 규모로 수행하였다. 선발된 Run B 시료는 분석 결과 C/N Ratio는 18.41, TCOD는 168,960mg/L의 것이 얻어졌다. 생화학적 메탄 생산성 실험에서 이론 생산량은 313.6mg/L VS added이었고 실질적인 생산량은 234.2mg/L VS added로 혐기성소화에 의한 74%의 메탄 전환이 일어났으며, 반응속도론적 고찰에서 속도 상수는 $0.2476d^{-1}$이었다. 그리고 3단 여과막 충진형 반응기는 공시험 반응기보다 메탄함량은 16% 높고, TCOD 및 SCOD는 각각 44.7% 및 44.2%가 감소되었다.

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간헐적으로 첨가된 Cholesterol로부터 미생물전환에 의한 4-Androstene-3,17-dione의 생산 (Microbial Conversion of Cholesterol to 4-Androstene-3,17-dione by Intermittent Addition of Substrate)

  • Choi, S.K.;Kim, H.S.;Park, Y.H.
    • 한국미생물·생명공학회지
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    • 제16권3호
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    • pp.187-192
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    • 1988
  • Cholesterol로부터 미생물전환 방법에 의한 4-androstene-3,17-dione(AD)의 생성에 대해 연구를 수행했다. 발효액중에 cholesterol의 용해도를 증가시키기 위해 ethanol을 용매로 사용하였는데, ethanol 농도가 2%(v/v)까지는 세균성장이 크게 저해되지 않았다. 미생물전환은 pH를 7.0으로 조절하고, 초기대수 증식기에 cholesterol을 첨가했을 때 효율적으로 AD가 생성되었다. AD 생성을 높이기 위해 cholesterol 첨가방법을 여러 가지로 변환시켰다. 즉, 최종 cholesterol 농도를 0.1% 하여 ethanol에 녹여 간헐적으로 첨가했을 때 가장 높은 수율을 얻었다. Cholesterol을 세번(전체 3g/$\ell$) 첨가했을 때 최종 전환수율이 65%에 도달한 반면, 같은 양의 cholesterol (3g/$\ell$)을 한번에 넣었을 때 40%의 생성수율을 얻었다.

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