• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2019년도 학술발표회
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• pp.185-185
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• 2019

Sustaining future wheat production is challenged by anthropogenically forced climate warming and drying led by increased concentration of greenhouse gases all around the globe. Warming stresses, originating from the elevated $CO_2$ concentration, are continuously reported to have negative impacts on wheat growth and yield. Yet, elevated $CO_2$ concentration, despite being disparagingly blamed for promoting warming, is also associated with a phenomenon called $CO_2$ enrichment; in which wheat yield can improve due to the enhanced photosynthesis rates and less water loss through transpiration. The conflicting nature of climate warming and $CO_2$ enrichment and their interplay can have specific implications under different environments. It is established form the field and simulation studies that the two contrasting phenomena would act severely in their own respect under arid and semi-arid environments. Wheat is a dietary staple for masses in Pakistan. The country's wheat production system is under constant stress to produce more from irrigated agricultural lands, primarily lying under arid to semi-arid environments, to meet the rapidly growing domestic needs. This work comprehensively examines the warming impacts over wheat yield and water productivity (WP), with and without the inclusion of $CO_2$ enrichment, under semi-arid environment of Punjab which is the largest agricultural province of Pakistan. Future wheat yields and WPs were simulated by FAO developed AquaCrop model v 5.0. The model was run using the bias-correction climate change projections up to 2080 under two representative concentration pathways (RCP) scenarios: 4.5 and 8.5. Wheat yield and WPs decreased without considering the $CO_2$ enrichment effects owing to the elevated irrigation demands and accelerated evapotranspiration rates. The results suggested that $CO_2$ enrichment could help maintain the current yield and WPs levels during the 2030s (2021-2050); however, it might not withhold the negative climate warming impacts during the 2060s (2051-2080). Furthermore, 10 - 20 day backward shift in sowing dates could also help ease the constraints imposed by climate warming over wheat yields and WPs. Although, $CO_2$ enrichment showed promises to counteract the adverse climate warming impacts but the interactions between climate warming and $CO_2$ concentrations were quite uncertain and required further examination.

• 한국육종학회지
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• 제41권4호
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• pp.482-487
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• 2009

사과 대목 M.26은 준왜성대목으로 뿌리의 토양 지지력이 약해 지주 재배를 해야 하는 단점이 있다. 발근력이 향상된 M.26 왜성 대목 형질전환체를 육성하기 위하여 rolC 유전자 전환을 실시하였다. 항생제가 첨가된 재분화 선발 배지에서 재분화된 M.26 신초 1개체의 genomic DNA를 추출하여 PCR과 Southern 분석을 실시한 결과 유전자의 도입을 확인할 수 있었다. 유전자 도입이 확인된 형질전환체의 기내 발근 상태에서의 식물체 특성을 조사한 결과 대조구에 비해 신초 길이가 감소되었고 발근력이 증가된 것을 확인할 수 있었다. 격리 온실에서 생육시켰을 때 rolC 유전자 고유 특성 중 하나인 분지가 발생되었고, 실생 대목에 접목한 후 묻어떼기를 통한 발근력을 조사한 결과 발근이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있었다. 이상에서 확인된 rolC 유전자의 도입에 의한 M.26 사과 대목의 발근력 향상과 동시에 왜화 효과를 검정하기 위해서는 실제 품종과의 접목을 통해서 기존 대목과의 왜화도 차이를 비교할 필요가 있다고 판단되었다.

• The Plant Pathology Journal
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• 제34권6호
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• pp.555-566
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• 2018

Two rhizobacteria Bacillus aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were evaluated whether they are involved in stress tolerance against drought and high temperature as well as fungal infections in Chinese cabbage plants. Chinese cabbage seedlings cv. Ryeokgwang (spring cultivar) has shown better growth compared to cv. Buram-3-ho (autumn cultivar) under high temperature conditions in a greenhouse, whilst there was no difference in drought stress tolerance of the two cultivars. In vitro growth of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 were differentially regulated under PEG 6000-induced drought stress at different growing temperatures (30, 40 and $50^{\circ}C$). Pretreatment with B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 enhanced the tolerance of Chinese cabbage seedlings to high temperature, but not to drought stress. It turns out that only B. siamensis H30-3 showed in vitro antifungal activities and in planta crop protection against two fungal pathogens Alternaria brassicicola and Colletotrichum higginsianum causing black spots and anthracnose on Chinese cabbage plants cv. Ryeokgwang, respectively. B. siamensis H30-3 brings several genes involved in production of cyclic lipopeptides in its genome and secreted hydrolytic enzymes like chitinase, protease and cellulase. B. siamensis H30-3 was found to produce siderophore, a high affinity iron-chelating compound. Expressions of BrChi1 and BrGST1 genes were up-regulated in Chinese cabbage leaves by B. siamensis H30-3. These findings suggest that integration of B. aryabhattai H26-2 and B. siamensis H30-3 in Chinese cabbage production system may increase productivity through improved plant growth under high temperature and crop protection against fungal pathogens.

• 한국가스학회지
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• 제23권1호
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• pp.27-35
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• 2019

지구 온난화 문제 해결과 온실가스 감축을 위해 순산소 연소를 통한 $CO_2$ 포집기술이 개발되었으나, 산소 생산비용이 높아 경제성이 떨어지는 문제를 가지고 있다. 순산소 연소에 필요한 대량의 산소 생산은 초저온 공기분리장치(ASU: Air Separation Unit)가 가장 적합한 방법으로 산소 생산 비용 절감을 위해 ASU의 효율을 높이는 것이 필요하다. ASU의 효율 향상을 위해서는 현재 공정의 효율 평가 및 에너지 소비 형태를 확인해야 하며, 이를 위해 엑서지 분석이 사용될 수 있다. 엑서지 분석은 공정에서 사용된 에너지의 정보, 에너지 손실의 위치, 크기 등을 확인 시켜주며, 에너지 손실을 최소화 할 수 있는 공정 최적화를 가능하게 해준다. 본 연구에서는 초대형 규모의 ASU 공정개발 및 최적화를 위해 엑서지 분석을 이용하였다. ASU의 공정모사를 수행하고 그 결과를 바탕으로 엑서지 값을 계산하였다. 그 결과 ASU의 cold box에서 엑서지 손실을 줄이기 위해 운전압력을 낮추는 방법을 제안하였고, cold box의 열침입 및 열손실 감소의 필요성을 확인하였다. 또한 ASU의 단위 공정 중 다른 공정과 열통합이 필요한 위치를 확인 하였다.

• 한국기계기술학회지
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• 제20권6호
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• pp.763-769
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• 2018

In this research, in order to improve the heat retention of greenhouse, comparative analysis of the heat flux of the marketed multi-later insulating curtain was carried out. Experiments is conducted by fabricating a test apparatus for investigating the heat flux characteristics. The multi-later insulating curtain used for the experiment was compared using the P, N, S, U and T company, which are commercially available, and the heat flux due to temperature difference between the experimental apparatus and the outside was compared and analyzed. When the internal temperature of the experimental result is the maximum temperature $60^{\circ}C$, the heat flux of multi-later insulating curtain is T Co.($73.1W/m^2$) > S Co.($119.5W/m^2$) > U Co.($155W/m^2$) > N Co.($163.1W/m^2$) > P Co.($177.7W/m^2$). The heat flux means the quantity of heat passing through the unit time per unit area, and the higher the numerical value, the higher the quantity of heat passing through the multi-layer insulating curtain. This can be determined that high heat fluxes produce low heat resistance. Further, it has been found that the weight of the insulating curtain is largely unrelated to the heat insulating property, and the heat insulating curtain having a thickness containing a high internal air layer is excellent in the heat insulating property. In the future when manufacturing a heat insulating curtain, It is judged that it is desirable to manufacture a combination of heat insulating materials that contain a high internal air layer content and that can maintain the air layer even for long-term use while minimizing the volume.

• 유기물자원화
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• 제30권4호
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• pp.141-150
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• 2022

가축분뇨의 대량 발생에 따른 환경적 부담을 완화하기 위해 가축분뇨의 열분해를 가축분뇨 처리 방법 중 하나로 제시하였다. 탄소 활용 측면에서, 열분해는 분뇨로부터 유용한 탄소 기반 물질을 생산할 수 있다는 장점이 있다. 본 연구는 우분 열분해 과정에서 이산화탄소 적용에 따른 합성가스 발생 특성을 연구하기 위해 수행되었다. 실험결과, 이산화탄소 조건에서 600 ℃이상에서 일산화탄소 가스 발생량이 증가하는 것으로 나타났는데, 이는 이산화탄소와 우분 유래 휘발성물질의 균질반응에 기인한다. 우분 열분해 시 합성가스 증대를 위해, Co/SiO₂를 활용하여 촉매 열분해 실험을 추진하였다. 촉매를 이용한 우분 열분해 시 합성가스인 수소와 일산화탄소가 모든 온도 영역에서 크게 증가하는 것으로 나타났으며, 이를 통해 이산화탄소가 가축분뇨 열분해를 통한 합성가스 생산에 활용 가능함을 알 수 있었다.

• 생물환경조절학회지
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• 제31권2호
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• pp.125-132
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• 2022

본 연구는 유럽계 장과형과 중과형 오이 품종을 고온·다습 조건에서 재배하여 품종별 생육과 수량 특성 및 수분소모량을 비교 분석하여 중과형 오이 품종에 대해 사막기후 적용 가능성을 검토하고자 수행되었다. 유럽형 장과종 오이 2품종(Cucumis sativus 'Gulfstream', 'Imea')과 중과종 오이 2품종(C. sativus 'Nagene', 'Sausan')을 연동형 플라스틱온실에서 2020년 3월 2일부터 6월 20일까지 코이어 수경재배로 재배하였다. 개체당 생산한 상품과수는 장과종 'Gulfstream'이 31.3개, 'Imea'가 30.7개, 중과종 'Nagene'이 57.8개, 'Sausan'이 56개로 마디수가 더 많았던 중과종이 상품과수가 더 많았으며 개체당 생산된 총상품과중은 유의차가 없었다. 과실 200g을 생산하기 위해 소요된 물량은 'Nagene'이 2.39L로 가장 적었으며, 수분이용이용효율(WUE)은 'Nagene' 품종이 가장 높았다. 따라서, 상품과수와 물소비량을 고려할때 장과종보다는 중과종인 'Nagene'이 사막 고온 적응성이 더높을 것으로 판단되고 앞으로 더 많은 중과종 품종에 대한 검증이 필요할 것으로 보인다.

• 청정기술
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• 제28권2호
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• pp.174-181
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• 2022

바이오매스는 현재 석유, 천연가스, 석탄 등 화석 연료에서 얻을 수 있는 액체 연료와 유기 화합물을 생산할 수 있는 지속 가능한 대체 자원이다. 화석 연료를 사용하면 온실가스를 배출하기 때문에 바이오매스와 같은 탄소중립적 원료를 사용하는 것은 기후 변화 대응에 기여할 수 있다. 바이오매스 원료로부터 석유 대체 화학 제품과 연료를 생산하기 위한 생물학적 및 화학적 공정이 제안되었지만, 바이오매스에 포함된 높은 산소 함량때문에 화석 연료를 완전히 대체하기 어렵다. 석유와 유사한 연료와 화학 물질을 생산하려면 바이오매스 파생물에 존재하는 산소 원자를 제거하거나 산소 기능기를 전환해야 하며, 이는 촉매 화학적 수첨탈산소화에 의해 달성될 수 있다. 바이오매스 열분해 오일, 리그노셀룰로오스 유래 화학물질, 지질과 같은 원료를 탈산소 연료 및 화학물질로 전환하기 위해 수첨탈산소화가 진행되었다. 높은 표면적의 금속 산화물 또는 탄소에 지지된 귀금속 및 전이 금속으로 구성된 다기능성 촉매는 효율적인 수첨탈산소 촉매로 사용되었다. 본 총설에서는 문헌에서 제안된 촉매를 확인하고 이러한 촉매를 이용한 수첨탈산소 반응 시스템이 논의하였다. 문헌에 보고된 수첨탈산소화 방법을 기반으로, 실현 가능한 수첨탈산소화 공정 개발 방향이 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.175-188
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• 2023

화석연료를 대체할 수 있는 친환경 미래 에너지로 수소에너지에 대한 전세계적 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 미생물, 원자력 등을 이용한 차세대 수소 생산 기술이 개발되고 있으나, 화석연료 기반의 수소 생산 비용을 뛰어 넘기에는 아직 많은 시간과 노력이 필요한 상황이다. 화석연료 기반의 수소 생산 과정에서 온실가스의 배출량을 최소화 할 수 있는 방안으로 메탄 직접분해 반응 기술이 최근 관심을 모으고 있다. 공정의 경제성 향상을 위해서 수소 생산과 동시에 생산된 탄소물질의 고부가화 대한 연구가 필수적이며, 고부가 탄소 물질 중 하나인 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)의 품질 및 수율 등과 관련한 촉매반응 연구가 지속되어 왔다. 또한 공정기술 측면에서, 연속적인 생산이 가능하며 기체-고체 접촉 효율이 좋은 유동층 공정을 적용시켜 생산성과 경제성을 확보하고자 하는 연구가 시도되었다. 최근 유동층을 이용한 메탄 직접분해 반응기술은 수소 270 kg/day, 탄소 1000 kg/day의 생산이 가능한 정도의 기술 개발이 진행되었으며, 향후 촉매 재활성화, 분리 및 재순환 기술 등이 개발되면 공정의 효율이 크게 제고될 것이다. 이에 본 총설에서는 메탄 직접 분해에 활용되는 촉매 및 유동층 메탄 열분해 기술의 최근 연구들을 고찰하였다.

• 해양환경안전학회지
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• 제29권7호
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• pp.971-979
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• 2023

소형 선박(<499 GT)이 전체 선박의 46%를 지배하고 있어 상대적으로 많은 CO₂ 배출가스를 가지고 있다고 결론지을 수 있다. 최적의 Trim 조건에서 운전하면 선박의 저항을 감소시킬 수 있어 온실가스가 적게 발생할 수 있다. Trim을 최적화하는 가장 저렴한 방법 중 하나는 최적의 Longitudal Center of Gravity(LCG)를 얻기 위해 무게 분포를 조정하는 것이다. 따라서 본 연구에서는 소형 선박의 저항에 대한 LCG 변화의 영향을 경험적 및 수치적 해석을 통해 연구하고자 한다. 선체를 설계하는 Savitsky 경험식은 Maxsurf Resistance의 방법으로 사용된다. 수치해석에는 STAR-CCM+ 상용 CFD(Computational Fluid Dynamics) 소프트웨어가 사용되지만 최종적으로 선박 설계 과정 이후 최적의 LCG를 얻기 위해 전체 저항을 비교한다. 결론적으로 Froude Number 0.56에서는 수치해석에 의해 전체 길이(LoA) 46.2%에서 최적의 LCG를 달성하고 Froude Number 0.63에서는 43.4% LoA를 달성하여 29.2% LoA에서 기준점에 비해 최대 41.12% - 45.16%의 상당한 저항 감소를 얻을 수 있다.