• 제목/요약/키워드: chemical balance study

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유청단백질로 만들어진 식품포장재에 관한 연구

  • 김성주
    • 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$^{(5,6,7,8,)}$.

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미국 위스콘신 남부지방의 소규모 저습지에 나타나는 이쇄반층(Fragipan)의 형성과정에 관한 연구 (Fragipan Formation within Closed Depressions in Southern Wisconsin, United States)

  • 박수진;피터 알몬드;케빈 맥스위니;벌 라우리
    • 대한지리학회지
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    • 제41권2호
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    • pp.150-167
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    • 2006
  • 이 연구는 미국 위스콘신 남부지방의 뢰스(loess)로 덮여있는 빙퇴석평야상의 소규모 저습지와 산록부에서 관찰되는 치밀차표층(dense subsurface horizons)의 형성원인과 형성과정을 설명하기 위한 것이다. 연구대상이 된 치밀차표층은 Bd 혹은 Bx층으로 명명될 수 있는 토양층이다. 일부 치밀차표층은 형태적으로 이쇄반층(fragipan, Bx)과 매우 유사한 특징을 보이지만, 아직까지 주변지역에서 이쇄반층의 존재가 보고된 바는 없다. 이 연구에서는 치밀차표층과 이쇄반층의 상대적인 분포의 차이를 지형기복과의 관계를 통해 관찰하였으며, 그 형성원인을 파악하기 위해 물리 화학적 분석과 더불어 토양구조의 현미경 관찰을 실시하였다. 그 결과 이쇄반층의 형성은 토양구조의 물리적인 숙성과정(physical ripening)과 그에 이은 콜로이드물질의 집적과정을 거치면서 형성된 것으로 결론을 내렸다. 치밀차표층에서 관찰되는 높은 밀도의 토양매질은 빙하가 물러나면서 형성된 소규모 빙하호수와 범람원에 퇴적된 뢰스물질들이 물리적인 숙성과정(physical ripening)을 거치면서 형성된 것으로 보이며, 그 결과 대규모의 주상구조(prismatic structure)가 형성되었다. 이후 지속적인 토양화과정을 거치면서 Si를 포함하는 콜로이드 물질의 집적에 의해 토양매질이 더욱 단단해지는 과정을 거치게 되면서 이쇄반층으로 발전하게 되었다. Si의 집적정도는 지형적인 특성과 물의 흐름에 의해 결정되게 된다. 물과 물질의 집적이 주로 나타나는 소규모의 저습지에서는 Si의 집적으로 인해 잘 발달된 이쇄반층(Bx)이 발달하게 된다. 반면, Si의 제거가 비교적 활발하게 이루어지는 산록부에서는 이쇄반층의 단계로 발전하지 못하고 치밀층(Bd)에 머물고 있는 것으로 판단된다. 이쇄반층이 만들어진 경우에는 그 상부에 불투수층이 형성되어, 물리적 숙성과정으로 형성된 주상구조의 상부가 서서히 파괴되는 현상을 보기에 된다. 이 경우에는 이쇄반층 상부에 용탈이쇄반층 (eluvial fragic horizon, Ex)이 나타나게 된다.

답토양(沓土壤)의 가리(加里) Activity ratio와 수도(水稻)의 가리(加里) 흡수(吸收) 특성(特性)에 관(關)한 연구 (Study on the relationship between the potassium activity ratio of paddy soils and potassium uptake by rice plant)

  • 김태순
    • 한국토양비료학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.223-233
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    • 1976
  • 7종(種)의 답(畓) 토양(土壤)에 대한 가리(加里) 평형(平衡) activity ratio와 exchange energy를 측정(測定)하고 이들 값은 치환성(置換性) 가리(加里), 수도체(水稻體)의 가리(加里) 흡수량(吸收量)과 어떤 관계(關係)가 있는지 구명(究明)해 보았다. 그 결과(結果) 1. 토양(土壤)의 배수(排水), 투수성(透水性)이 양호(良好)한 본실험(本實驗) 조건하(條件下)에서 최고(最高) 분얼기(分蘖期), 출수기(出穗期), 수확기(收穫期) 토양(土壤)의 가리(加里) 평형(平衡) activity ratio는 그때 수도체(水稻體)가 흡수(吸收)한 가리(加里)와 또 최고(最高) 분얼기(分蘖期) 토양(土壤)의 치환성(置換性) 가리(加里)와 유의차(有意差) 1% 수준(水準)에서 고도(高度)의 상관(相關)이 있다. 가리(加里) 평형(平衡) activity ratio가 크면 가리(加里) 흡수(吸收)도 많아지고 그것이 작으면 흡수(吸收)되는 가리(加里)도 적다. 따라서 수도체(水稻體)의 가리(加里) 흡수(吸收)는 가리(加里) 평형(平衡) activity ratio 또는 가리(加里) 치환(置換) 방출(放出)에 관여(關與)한 exchange energy의 다소(多少)에 의(依)해서 다스려 진다고 본다. 2. 수도체(水稻體)의 가리(加里) 흡수량(吸收量)과 수도(水稻) 수량(收量)을 토양(土壤)의 가리(加里) exchange energy 관점(觀點)에서 보면 -2500~-3000cal/equiv. 범위(範圍)에서 가리(加里) 흡수(吸收)와 수량(收量)이 많은 것으로 보아 토양(土壤) 중의 가리(加里)와 석회(石灰) 고토(苦土)가 서로 평균상태(均衡狀態)에 있기 때문이라고 본다. 3. exchange energy는 최고(最高) 분얼기(分蘖期) 토양(土壤)의 치환성(置換性) 가리(加里)와 1%수준(水準)에서 고도(高度)의 상관(相關) 관계(關係)가 있다. 토양(土壤) 가리(加里)와 석회(石灰) 고토(苦土)가 평형(均衡) 상태(狀態)에 있다고 보는 -2500~-3000cal/equiv. 에 상당(相當)하는 치환성(置換性) 가리(加里)를 회귀식(回歸式)(표(表)10)으로 부터 구(求)해 본 결과(結果)는 0.375~0.458m.e./100g건토(乾土)이다(산성(酸性) 토양(土壤)). 그런데 석회암(石灰岩) 토양(土壤)인 장성통(長城統)은 치환성(置換性) 가리(加里)가 0.3~0.5m.e./100g 건토(乾土)나 되는데도 이에 상당(相當)하는 exchange energy는 -3214~-3893cal/equiv이다. woodruff에 의(依)하면 이 energy 범위(範圍)의 토양(土壤)에서는 석회(石灰)는 과다(過多)하고 가리(加里)는 부족(不足)하다고 한다. 이것은 석회(石灰), 고토(苦土)가 산성(酸性) 토양(土壤)의 그것보다 3~5배가 더 많아서 가리(加里)와 불균형(不均衡) 상태(狀態)에 있기 때문이다. 따라서 토양(土壤)의 가리(加里) 방출(放出)은 가리량(加里量) 뿐만 아니라 석회(石灰), 고토량(苦土量)도 함께 비(比)를 취(取)해서 평가(評價)하는 가리평형(加里平衡) activity ratio 또는 exchange energy를 아는 것이 타당(妥當)하다고 본다. 4. 우리나라 답(畓) 토양(土壤)의 치환성(置換性) 가리(加里) 평균치(平均値)는 0.19m.e./100g로 알려져 있는데 이 값에 상당(相當)하는 exchange energy는 -4116cal/equiv. 이다. exchange energy가 -4000cal/equiv. 이하(以下)에서는 가리(加里) 흡수량(吸收量)이 훨씬 적다. 따라서 산성(酸性) 토양(土壤)에서 치환성(置換性) 가리(加里)는 0.37~0.45m.e./100g 건토(乾土)는 유지(維持)되어야 한다고 본다. 5. 토양(土壤)에의 가리(加里) 흡착(吸着) zeolite 시용(施用)은 가리(加里) 평형(平衡) activity ratio를 높여 준다. 수도체(水稻體)의 가리(加里) 흡수량(吸收量)과 수량(收量)을 보아도 대조구(對照區)의 그것들 보다 증가(增加)한다. 이것은 zeolite가 가리방출(加里放出)을 조절(調節)하기 때문이다. 토양(土壤)의 치환성(置換性) 가리(加里)를 0.37m.e./100g 건토(乾土) 이상(以上)을 유지(維持)시키는데는 가리흡착(加里吸着) zeolite(6.0% $K_2O$)를 167kg/10a 시용(施用)하니까 그 효과가 컸다.

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새만금간척지 사료작물 재배시 질소증비 효과 (Effects of Nitrogen Fertilization Increment on Forage Crops Cultivation in Saemangum Reclaimed Land)

  • 양창휴;김선;이장희;백남현;김택겸;최원영;정재혁;이상복;이경보
    • 한국토양비료학회지
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    • 제45권2호
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    • pp.235-240
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    • 2012
  • 본 연구는 새만금간척지 (광활지구) 신간척지에서 조사료의 안정생산을 위하여 사료작물 재배시 질소 증비효과, 생육 및 수량성을 검토코자 2008년 10월부터 2009년 10월까지 수행하였다. 동계 사료작물로 청보리 (영양), 하계 사료작물로 옥수수(광평옥), 수수${\times}$수단그라스 (G7)를 재배하여 토양화학성, 양분흡수량, 생육 및 수량성을 검토하였다. 공시토양은 유기물, 유효인산 및 치환성칼슘 함량이 매우 적었고 치환성 마그네슘 나트륨 함량이 많은 강알칼리성 염류토양 이었다. 재배기간 동안 토양염농도 변화는 0.1%이하를 나타냈고 염피해는 없었다. 동 하계작물 경엽 및 곡실 중 무기양분 함량은 질소증비로 증가하는 경향을 나타냈으며 옥수수에서 높았다. 특히 청보리 무기성분 중 T-N, CaO, MgO 함량은 일반농경지에서 재배된 것에 비하여 2배정도 낮은 반면에 $P_2O_5$, $Na_2O$ 함량은 2배정도 높았다. 청보리는 질소증비로 초장이 길고 경수 확보가 많았으며 $10,740{\sim}13,170kg\;ha^{-1}$ 건물수량을 나타냈다. 또한 하계작물은 질소증비로 초장이 길고 경직경이 굵었으며 옥수수 $13,120{\sim}15,050kg\;ha^{-1}$, 수수${\times}$수단그라스 $14,400{\sim}19,440kg\;ha^{-1}$ 건물수량을 나타냈다. 결론적으로 간척지토양은 생산성을 향상시키고 양분균형을 이루기 위하여 종합적인 토양관리가 선행되어야 할 것으로 생각된다.

입지조건이 다른 시설재배지에서 담수처리에 따른 양분 용탈량 평가 (Evaluation of Nutrient Discharges from Greenhouses with Flooding Soil Surface at Two Different Locations)

  • 김민경;노기안;고병구;박성진;정구복;이덕배;김철수
    • 한국토양비료학회지
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    • 제43권3호
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    • pp.315-321
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    • 2010
  • 시설재배는 폐쇄된 환경에서 제한적인 물관리로 인하여 작기 중에는 외부에 영향을 미치지 않으나, 작물 생산 이후 토양 중 집적된 염류를 제거하기 위해 담수처리를 하게 되는데, 이 때 토양 중 염류가 지표유출 및 용탈을 통하여 주변 수질에 영향을 직접 미치고 있어서 이에 대한 정량적인 평가를 하였다. 입지조건이 다른 두 시설재배지인 경북 상주시 서곡동에 위치한 시설하우스에서 2008년 7월 중순부터 9월 중순까지 시험 전 후의 토양 화학성, 관개량 및 관개수질, 침투수량 및 침투수질, 표면수질, 그리고 조사기간 동안 주변 하천 수질을 조사하였다. 하성평탄지에서는 담수직후의 제염률은 60.4%로 곡간지에 비해 훨씬 높았으며 76.6%까지 높아졌다가 담수 20일 후에는 66.7%이었다. 담수초기부터 곡간지의 표면수중 $NH_4$-N과 $PO_4$-P 농도가 하성평탄지보다 높았으며, 곡간지에서 담수직후와 담수종료 후의 토양깊이별 $Cl^-$${SO_4}^{2-}$ 농도는 큰 차이가 있었으나, 하성평탄지에서는 토양깊이별 ${SO_4}^{2-}$ 농도만 차이가 있었다. 침투수중 $NO_3$-N 농도 변화는 곡간지에 비해 하성평탄지에서 변화의 폭이 컸으며, 시간이 경과할수록 그리고 토양이 깊어질수록 그 농도도 높았다. 또한, 곡간지와 하성평탄지에 있는 시설재배지에서 담수제염에 의한 질소와 인수지를 비교 평가해 본 결과 곡간지와 하성평탄지 모두 유입 부하량보다 유출 부하량이 많아 외부 수계의 영향을 주는 것으로 평가되었다. 특히, 곡간지에 비해 하성평탄지에서의 양분 부하량이 더 많은 것으로 평가되었는데, 곡간지에서는 지하용탈만으로 제염을 하여 지하수의 수질에 영향을 주고 하성평탄지에서는 지하용탈뿐만 아니라 지표용탈에 의한 제염으로 인해 하천수의 수질에 영향을 주는 것으로 평가되었다.

동물성 유기질 개량재가 들잔디 및 캔터키 블루그래스 잔디생육에 미치는 효과 (Effect of Animal Organic Soil Amendment on Growth of Korean Lawngrass and Kentucky Bluegrass)

  • 고석구;태현숙;류창현
    • 아시안잔디학회지
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    • 제20권1호
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    • pp.33-40
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    • 2006
  • 지금까지 잔디밭 토양의 물리성과 화학성을 개선하여 잔디의 생육을 향상시키기 위해 많은 토양 개량재들이 사용되어 왔다. 본 연구는 돈분 60%를 주성분으로 한 새로운 유기질 개량재가 들잔디와 한지형 잔디의 생육에 어떤 영향을 미치는지 알아보고자 온실에서 수행되었다. 먼저 모래에 동물성 유기질 토양 개량재(Animal Organic Soil Amendment, AOSA)를 10%, 20% 그리고 30% 혼합한 토양의 물리성과 화학성을 분석하였으며, 각 처리구에서 들잔디와 켄터키 블루그래스의 가시적 품질과 뿌리길이를 조사하였다. 모래에 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합할 경우 토양의 화학성이 크게 개선되며 특히 20% 혼합 처리구의 유기물은 0.7%로 이는 USGA(미국골프협회)의 그린 기준에 적합한 수준이다. 또한, AOSA 30% 혼합 처리구의 유기질함량은 1.1%로 이는 들잔디 지반에 적합한 수준으로 볼 수 있다. 토양 물리성에서는, 모래에 AOSA를 혼합한 경우 투수계수가 감소하였는데 모래의 경우 높은 투수계수를 가지고 있으므로 잔디밭 토양의 투수계수를 적정 수준으로 유지하기 위해서는 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합하는 것이 바람직한 것으로 나타났다. 잔디 생육은 AOSA를 $10{\sim}30%$ 혼합한 경우 90일까지 들잔디와 켄터키블루그래스의 시각적 품질이 모두 크게 상승하였으며 들잔디에서는 20%와 30%처리구의 뿌리길이가 좋았으며 켄터키블루그래스에서는 20% 처리구의 뿌리길이가 크게 향상된 것으로 나타났다. 결론적으로 가시적 품질 외에 잔디의 뿌리생육, 유기물 함량 그리고 경제성 등을 종합적으로 고려한다면 들잔디에는 모래에 유기질 개량재를 $20{\sim}30%$ 혼합하는 것이 좋고, 한지형인 켄터키블루그래스 상토에는 20% 혼합하는 것이 적정한 혼합비율이라고 판단되었다. 많은 한지형과 난지형 잔디에서 분리된 병원균들을 이용하여 유전적 다양성을 밝히는 연구가 진행되어야 할 것이다.는 잔디 관련 특허기술의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 또한 국내 특허 출원의 목적은 판매나 계약의 수단, 벤처기업 확인, 정부의 정책적 금융적 중소기업 지원 혜택을 기대하면서 출원하는 경우가 많았다. 따라서 기술의 진보성, 독창성 및 사업성이 높은 특허기술의 개발이 필요할 것으로 판단된다. 이용한 지각속도 구조에 대한 연구가 극히 제한적으로 이루어질 수밖에 없었다. 그러나 최근에 국내의 여러 지친관측망에서 축적된 지진기록과 반사 및 굴절 탄성파 탐사를 수행하여 종합적으로 지각 속도구조를 규명하기 시작하였다. 이와 같은 인공발파를 이용한 지각속도구조를 규명하기 위해서는 많은 인원과 예산을 필요로 하므로 관련분야의 전문가들의 적극적인 참여가 필요한 상황이다.[청소년과 소비 생활]이 4.22로 가장 높은 특성을 나타냈다. 6. 3학년 가정교과 내용의 요구도 평균은 3.65-4.16의 범위이며 평균 3.76으로 약간 높게 나타났다. 학부모 전체의 중단원 요구도는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.16으로 가장 높게 나타났으며 [실내 환경과 설비] 3.89, [생활 공간의 활용] 3.72, [상차림과 식사 예절] 3.71 순으로 나타났으며, [식사 준비와 평가]는 3.53으로 가장 낮았다. 이 중 여학생 학부모는 [진로의 선택과 직업윤리]가 4.06으로 가장 높았고, 남학생 학부모는 [진로의 선택과 직업 윤리] 4.26으로 가장 높은 특성을 나타냈다. 본 연구 결과로 가정교과의 시수를 증가시켜야 하고 실험 시설의 확충이 필요하다는 것을 알 수 있었다. 또한 교사의 연수를 확대 실시하여 교육의 질을 높이고, 교과의 전문성을 가진 기술 및 가정교사가 Team Teaching을 하는 수업 방법의 도입 및 정착이 요구되며 교과내용에서는 [가족]과, [소비 생활], [진로교육]의 내용이 강조되는

메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지의 성능 (Performance of a Molten Carbonate Fuel Cell With Direct Internal Reforming of Methanol)

  • 하명주;윤성필;한종희;임태훈;김우식;남석우
    • 청정기술
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    • 제26권4호
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    • pp.329-335
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    • 2020
  • 재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.