• 한국수정란이식학회지
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• 제30권1호
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• pp.7-15
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• 2015

The objective of this study was to investigate the efficiency of nicotinic acid on sperm cryosurvival and fertilization ability in frozen-thawed boar semen. Boar semen was collected by glove-hand method and was frozen using freezing solution treated to 0, 5, 10 and 20 mM of nicotinic acid. The frozen sperm for sperm characteristic analysis was thawed such as viability, acrosome reaction, and mitochondrial integrity. The frozen-thawed sperm was estimated by SYBR14/PI double staining for viability, FITC-PNA/PI double staining for acrosome reaction and Rhodamine123/PI double staining for mitochondrial integrity using a flow cytometry. The embryo was estimated in vitro development and DCFDA staining for reactive oxygen species assessment. As results, frozen-thawed sperm viability was significantly higher in 5 and 10 mM ($61.1{\pm}1.5%$,$64.7{\pm}2.0%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $52.1{\pm}2.3%$; 20 mM, $47.8{\pm}5.1%$, P<0.05). The live sperm with acrosome reaction was significantly higher in 5 and 10 mM of nicotinic acid ($26.1{\pm}1.8%$, $24.9{\pm}1.5%$) than other groups (0 mM, $35.3{\pm}0.8%$; 20 mM, $36.5{\pm}1.9%$, P<0.05). The live sperm with mitochondrial integrity was significantly higher in 5 and 10 mM ($84.2{\pm}3.6%$, $88.4{\pm}2.3%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $77.3{\pm}4.4%$; 20 mM, $73.3{\pm}3.6%$, P<0.05). Blastocyst rate of in vitro development was significantly higher in 10 mM ($17.0{\pm}1.3%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $9.4{\pm}0.5%$; 5mM, $12.6{\pm}0.8%$; 20 mM, $5.0{\pm}1.0%$, P<0.05). Moreover, total cell number was higher in 5 and 10 mM ($53.6{\pm}2.9%$, $57.9{\pm}2.8%$) of nicotinic acid than other groups (0 mM, $41.0{\pm}1.4%$; 20 mM, $23.2{\pm}2.8%$, P<0.05). Hydrogen peroxide in embryos was lower in 5 mM nicotinic acid ($0.7{\pm}0.1%$) than other groups (0 mM, $1.0{\pm}0.1%$; 10mM, $0.9{\pm}0.0%$; 20 mM, $1.4{\pm}1.0%$, P<0.05). In conclusion, nicotinic acid-treated semen improves cryosurvival and quality of spermatozoa. Also, the fertilized oocytes with nicotinic acid improve quality of embryo and blastocyst formation.

• 한국수정란이식학회지
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• 제29권3호
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• pp.265-271
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• 2014

본 연구에서 한우를 공란우로 사용하여 OPU 방법으로 가장 더운 계절의 hot season과 선선한 cool season의 두 계절의 차이에 따른 생성된 난포의 수, 난자 회수율, 난자 등급율, 수정율 및 배반포 발달 능력을 분석하여, 두 계절이 공란우의 번식 능력에 미치는 영향에 관하여 조사하였다. 1. 계절의 영향이 OPU 공란우의 난포 생성 수에 미치는 결과는 난포 생성 개수는 1154개($18.32{\pm}2.26$), 971개($15.41{\pm}3.34$)로 hot season 그룹이 유의적으로 높은 것을 알 수 있었다(p<0.05). 2. 계절에 따른 난자 수 및 난자 회수율은 hot season 그룹의 475개($7.54{\pm}3.14$), 41.16%로 cool season 그룹 448개($7.11{\pm}3.42$), 46.14%와 비교하여 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 3. OPU를 통하여 회수된 두 계절별 난자 등급은 Grade A는 Hot season 그룹 110개($1.75{\pm}1.86$), Cool season 그룹 63개($1.00{\pm}1.46$)로 hot season 그룹이 cool season 그룹과 비교하여 유의적으로 높았다(p<0.05). 하지만 다른 등급인 Grade B는 87개($1.38{\pm}1.60$) vs. 97개($1.54{\pm}1.39$), Grade C는 166개($2.63{\pm}2.43$) vs. 170개($2.70{\pm}2.04$), Grade D는 112개($1.78{\pm}2.65$) vs. 118개($1.87{\pm}1.86$)로 hot season과 cool season 간의 유의적인 차이를 보이지 않았다(p<0.05). 4. 계절에 따른 체외 수정 후의 수정률은 hot season과 cool season 각각 242(66.67%)와 209(63.3%), 배반포 발달율 214(58.95%) vs. 188(56.97%)로 수정률과 배반포 발달율은 유의적인 차이가 없었다(p<0.05). 본 연구의 결과로 계절에 따른 영향에 의해 공란우의 난포생성수와 A등급의 난자 출현율에서 유의적인 차이를 보였다. 하지만 나머지 등급의 난자 출현율, 수정률 및 배반포 발달율은 차이가 없는 것으로 보아, 계절의 차이로 인한 한우 공란우의 번식 능력에 미치는 영향은 미비하다고 판단된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제29권3호
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• pp.241-248
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• 2014

본 연구에서 생쥐 초기 배아를 이용하여 동결 보존된 배아의 생존율 또는 발달율에 영향을 미치는 요인들의 상관관계를 알아본 결과, 배아의 발달 단계에 따른 동결 - 해동 후 생존율에 있어서는 2세포기 배아가 4~8세포기 배아보다 유의하게 높았으나(p<0.01), 배 발달율에 있어서는 4~8세포기 배아가 유의하게(p<0.01), 높아 생존율과 배 발달율과는 상관관계가 없는 것으로 사료된다. 또한, 동결 보호제에 따른 배아의 생존율에 있어서는 2, 4~8세포기 배아 모두 DMSO에서 유의하게 높았으나(p<0.01), 배 발달율에 있어서는 EG가 DMSO에 비해 더 유의하게 높은 성적을 나타내어(p<0.01, p<0.05) 동해로 인한 상해가 적은 것으로 생각되어 2, 4~8세포기 배아에서 EG가 더 효과적인 동결 보호제로 사료되며, 동결 프로그램으로는 완만 동결 - 급속 해동법이 더 우수한 프로그램으로 보인다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제29권3호
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• pp.313-319
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• 2014

2013년 11월부터 2014년 7월까지 가축유전자원시험장 장내에서 사육 중인 한우 및 칡소 206두(한우 187두, 칡소 19두)를 대상으로 연령별, 종별 그리고 성별로 각각 분류하고, 이들에 대한 혈액학적 수치를 확인하였다. 혈액학적 검사 결과에서 1년 이하에서 5년 이상으로 연령이 증가됨에 따라 RBC($12.0{\sim}9.5{\times}10^6/{\mu}l$로)와 PLT치($717{\sim}432{\times}10^3/{\mu}l$로)에서 각각 유의성 있는 감소(P<0.05)가 인정되었다. 동일 연령(2~3년)의 한우군과 칡소군 간에서의 비교에서는 RBC($10.1{\sim}10.4{\times}10^6/{\mu}l$)와 HCT(44.8~42.1%), MCV(49.4~44.9 fl) 및 MCHC (28.9~31.1 g/dl)에서 두 품종 간의 차이점이 인정되었으며, MCV와 MCHC에서도 통계적 유의성이 인정되었다(P<0.05). 또한, 백혈구계 검사 결과에서도 연령이 증가함에 따라 WBC 수치(1년 이하의 13.8에서 5년 이상의 $9.5{\times}10^3/{\mu}l$로)가 감소하는 경향이 인정되었으며, 백혈구 분포의 백분율에서는 전반적으로 림프구가 46.2%를, 분엽형 호중구가 35.6%로 나타났다. 한우군과 칡소군 간의 백혈구계 비교에서는 칡소군의 분엽형 호중구치가 $2.7{\times}10^3/{\mu}l$로서 한우군에 비하여 유의성 있는 저하(P<0.05)가 인정되었으며, 림프구치는 $5.2{\times}10^3/{\mu}l$로 $4.7{\times}10^3/{\mu}l$ 한우군에 비하여 높게 나타났다. 임신우군과 비임신우군 간의 비교 분석에서는 Hg(9.9 g/dl)과 HCT(40.5%)이 비임신군에 비하여 통계적 유의성이 있는 저하(P<0.05)가 인정되었으며, 총 백혈구수와 분엽형 호중구수, 림프구수 모두 비임신우군에 비하여 높게 나타났지만, 통계적 유의성은 인정되지 않았다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권1호
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• pp.1-8
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• 2017

유전자원을 동결 보존하는 것은 유전적인 개량과 우수한 종축의 재생산 및 멸종 위기종의 유전자 집단을 보존하는데 있어 중요한 방법으로 알려져 있다. 그러나 동결 유전자원의 대표적인 정액은 살아 있는 종축에서 채취하여 보존하고 있는데 동결자원은 그 수가 제한되어 있어 이용에 한계가 존재하고 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여 본 연구에서는 동결정액을 2가지 방법으로 융해하고 재 동결을 실시하여 그 정자의 특성을 CASA로 분석하고 생존성을 비교하였다. 일반적으로 사람의 정액은 재동결 과정을 극복하여 반복적인 동결 및 융해가 가능하다고 보고되었으나 한우 정액에 관한 재 동결 성적에 관한 연구는 자료는 찾아보기 힘들다. 본 연구에서는 칡소 2두, 흑우 1두, 백한우 2두 및 보증씨수소 1두의 동결정액을 이용하여 재 동결에 관한 연구를 실시하였으며 개체에 따라 29.7%에서 46.6%의 생존율을 얻었다. 2차 동결 방법에 있어서 생존율은 $5^{\circ}C$에서 융해하는 방법이 $37^{\circ}C$ 융해방법보다 더 높으며 변이가 낮은 것으로 관찰되었다. 그럼에도 불구하고 2가지 방법에 의한 재동결 기법은 체외 수정이나 OPU 유래 수정란 생산을 위하여 한우의 증식에 적용할 수 있을 것으로 보이며 추후 수정란 생산에 관한 연구에 도움이 될 것으로 판단된다.

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권3호
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• pp.227-233
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• 2017

Pig has been known to be one of the most feasible animals as a bioreactor to produce pharmaceuticals in milk and as a mediator in xenotransplantation research. Previously, we generated transgenic pigs for both purposes, which were expressing Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO in milk, along with expression of MCP at GalT gene locus ($GalT^{-MCP/-MCP}$) as well as expressing MCP at GalT gene loci with CD73 expression ($GalT^{-MCP/+}/CD73$). In this study, we performed comparative analyses of sperm parameters between wild type male (WT) pig and those transgenic males to examine the effects of transgenes integrated into the pigs on motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa. Our results showed that the rates of actively motile spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 85.0%, 83.3%, 82.5%, 83.3%, 82.5%, 77.5%, and 78.7%, respectively. Whereas, the rates of morphologically normal spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 90.0%, 80.0%, 80.0%, 83.3%, 85.0%, 91.8%, and 80.8%, respectively. In addition, the viability in spermatozoa of WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 93.9%, 82.4%, 89.9%, 83.9%, 87.4%, 92.8%, and 83.6%, respectively. The rates of spermatozoa with normal acrosome integrity in WT, Factor 8, vWF, hTPA, hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs were 98.1%, 98.6%, 98.6%, 98.7%, 98.1%, 99.5%, and 95.1%, respectively. There were no significant differences in motility, morphology, viability, and acrosome integrity of the spermatozoa among WT, Factor 8, vWF, hTPA, and hEPO, $GalT^{-MCP/+}/CD73$, and $GalT^{-MCP/-MCP}$ pigs. These mean that neither random integration nor targeted integration of the transgene into chromosome of pig effect on characteristics of spermatozoa. Ultimately, the transgenic male pigs subjected in this study could apply to propagate their progenies for production of human therapeutic proteins and advancing the xenotransplantation research.

• 한국수정란이식학회지
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• 제32권3호
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• pp.131-138
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• 2017

본 연구에서는 체외성숙 배양액 내 caffeine 첨가가 돼지 난자의 성숙과 단위발생 및 체세포 핵이식 후 배 발육에 미치는 영향을 조사하였다. 난세포질 및 난구세포 부착정도의 형태학적 특징에 따라 MGCOCs와 MPCOCs로 구분된 미성숙난자를 각각 무처리군(대조군)과 2.5 mM caffeine이 첨가된 배양액에서 체외성숙 22-42(20시간), 34-42(8시간), 38-42(4시간)동안 처리하는 군으로 나누어 체외성숙을 유도하였다. 또한 체외성숙 난자를 단위발생 및 체세포 핵이식에 공여하여 배아를 생산한 후 7일 동안 체외배양하여 체외성숙 동안 caffeine 처리가 분할률, 배반포 형성률 및 배반포의 세포수에 미치는 영향을 조사하였다. 연구 결과, 분할률 및 배반포 세포 수는 caffeine의 처리 시간에 따라 유의적인 영향을 받지 않았다. 그러나 MPCOCs 유래 난자에서 체외성숙 후기 4시간 동안 caffeine 처리는 체세포 핵이식 배아의 배반포 형성률을 유의적으로 증가시켰다. 이 결과는 caffeine 처리가 체외성숙 동안 난자의 MPF 수준의 감소를 억제시킴으로써 체세포 핵의 리모델링이나 리프로그래밍에 영향을 미쳐 핵이식 배아의 발육능에 영향을 미친 것으로 사료된다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2011년도 제36회 춘계학술대회논문집
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• pp.1-2
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• 2011

Hybrid rockets have lately attracted attention as a strong candidate of small, low cost, safe and reliable launch vehicles. A significant topic is that the first commercially sponsored space ship, SpaceShipOne vehicle chose a hybrid rocket. The main factors for the choice were safety of operation, system cost, quick turnaround, and thrust termination. In Japan, five universities including Hokkaido University and three private companies organized "Hybrid Rocket Research Group" from 1998 to 2002. Their main purpose was to downsize the cost and scale of rocket experiments. In 2002, UNISEC (University Space Engineering Consortium) and HASTIC (Hokkaido Aerospace Science and Technology Incubation Center) took over the educational and R&D rocket activities respectively and the research group dissolved. In 2008, JAXA/ISAS and eleven universities formed "Hybrid Rocket Research Working Group" as a subcommittee of the Steering Committee for Space Engineering in ISAS. Their goal is to demonstrate technical feasibility of lowcost and high frequency launches of nano/micro satellites into sun-synchronous orbits. Hybrid rockets use a combination of solid and liquid propellants. Usually the fuel is in a solid phase. A serious problem of hybrid rockets is the low regression rate of the solid fuel. In single port hybrids the low regression rate below 1 mm/s causes large L/D exceeding a hundred and small fuel loading ratio falling below 0.3. Multi-port hybrids are a typical solution to solve this problem. However, this solution is not the mainstream in Japan. Another approach is to use high regression rate fuels. For example, a fuel regression rate of 4 mm/s decreases L/D to around 10 and increases the loading ratio to around 0.75. Liquefying fuels such as paraffins are strong candidates for high regression fuels and subject of active research in Japan too. Nakagawa et al. in Tokai University employed EVA (Ethylene Vinyl Acetate) to modify viscosity of paraffin based fuels and investigated the effect of viscosity on regression rates. Wada et al. in Akita University employed LTP (Low melting ThermoPlastic) as another candidate of liquefying fuels and demonstrated high regression rates comparable to paraffin fuels. Hori et al. in JAXA/ISAS employed glycidylazide-poly(ethylene glycol) (GAP-PEG) copolymers as high regression rate fuels and modified the combustion characteristics by changing the PEG mixing ratio. Regression rate improvement by changing internal ballistics is another stream of research. The author proposed a new fuel configuration named "CAMUI" in 1998. CAMUI comes from an abbreviation of "cascaded multistage impinging-jet" meaning the distinctive flow field. A CAMUI type fuel grain consists of several cylindrical fuel blocks with two ports in axial direction. The port alignment shifts 90 degrees with each other to make jets out of ports impinge on the upstream end face of the downstream fuel block, resulting in intense heat transfer to the fuel. Yuasa et al. in Tokyo Metropolitan University employed swirling injection method and improved regression rates more than three times higher. However, regression rate distribution along the axis is not uniform due to the decay of the swirl strength. Aso et al. in Kyushu University employed multi-swirl injection to solve this problem. Combinations of swirling injection and paraffin based fuel have been tried and some results show very high regression rates exceeding ten times of conventional one. High fuel regression rates by new fuel, new internal ballistics, or combination of them require faster fuel-oxidizer mixing to maintain combustion efficiency. Nakagawa et al. succeeded to improve combustion efficiency of a paraffin-based fuel from 77% to 96% by a baffle plate. Another effective approach some researchers are trying is to use an aft-chamber to increase residence time. Better understanding of the new flow fields is necessary to reveal basic mechanisms of regression enhancement. Yuasa et al. visualized the combustion field in a swirling injection type motor. Nakagawa et al. observed boundary layer combustion of wax-based fuels. To understand detailed flow structures in swirling flow type hybrids, Sawada et al. (Tohoku Univ.), Teramoto et al. (Univ. of Tokyo), Shimada et al. (ISAS), and Tsuboi et al. (Kyushu Inst. Tech.) are trying to simulate the flow field numerically. Main challenges are turbulent reaction, stiffness due to low Mach number flow, fuel regression model, and other non-steady phenomena. Oshima et al. in Hokkaido University simulated CAMUI type flow fields and discussed correspondence relation between regression distribution of a burning surface and the vortex structure over the surface.

• 설비공학논문집
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• 제28권6호
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• pp.256-268
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• 2016

This article reviews the papers published in the Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering during 2015. It is intended to understand the status of current research in the areas of heating, cooling, ventilation, sanitation, and indoor environments of buildings and plant facilities. Conclusions are as follows. (1) The research works on the thermal and fluid engineering were carried out in the areas of flow, heat and mass transfer, cooling and heating, and air-conditioning, the renewable energy system and the flow inside building rooms. Research issues dealing with air-conditioning machines and fire and exhausting smoke were reduced. CFD seems to be spreading to more research areas. (2) Research works on heat transfer area were carried out in the categories of heat transfer characteristics, pool boiling and condensing heat transfer and industrial heat exchangers. Researches on heat transfer characteristics included the economic analysis of GHG emission, micro channel heat exchanger, effect of rib angle on thermal performance, the airside performance of fin-and-tube heat exchangers, theoretical analysis of a rotary heat exchanger, heat exchanger in a cryogenic environment, the performance of a cross-flow-type, indirect evaporative cooler made of paper/plastic film. In the area of pool boiling and condensing, the bubble jet loop heat pipe was studied. In the area of industrial heat exchangers, researches were performed on fin-tube heat exchanger, KSTAR PFC and vacuum vessel at baking phase, the performance of small-sized dehumidification rotor, design of gas-injection port of an asymmetric scroll compressor, effect of slot discharge-angle change on exhaust efficiency of range hood system with air curtain. (3) In the field of refrigeration, various studies were carried in the categories of refrigeration cycle, alternative refrigeration/energy system, system control. In the refrigeration cycle category, a cold-climate heat pump system, $CO_2$ cascade systems, ejector cycles and a PCM-based continuous heating system were investigated. In the alternative refrigeration/energy system category, a polymer adsorption heat pump, an alcohol absorption heat pump and a desiccant-based hybrid refrigeration system were investigated. In the system control category, turbo-refrigerator capacity controls and an absorption chiller fault diagnostics were investigated. (4) In building mechanical system research fields, eighteen studies were reported for achieving effective design of the mechanical systems, and also for maximizing the energy efficiency of buildings. The topics of the studies included energy performance, HVAC system, ventilation, and renewable energies, piping in the buildings. Proposed designs, performance tests using numerical methods and experiments provide useful information and key data which can improve the energy efficiency of the buildings. (5) The field of architectural environment was mostly focused on indoor environment and building energy. The main researches of indoor environment were related to the user and location awareness technology applied dimming lighting control system, the lighting performance evaluation for light-shelves, the improvement evaluation of air quality through analysis of ventilation efficiency and the evaluation of airtightness of sliding and LS window systems. The subjects of building energy were worked on the energy saving estimation of existing buildings, the developing model to predict heating energy usage in domestic city area and the performance evaluation of cooling applied with economizer control. The studies were also performed related to the experimental measurement of weight variation and thermal conductivity in polyurethane foam, the development of flame spread prevention system for sandwich panels, the utilization of heat from waste-incineration facility in large-scale horticultural facilities.

• 청정기술
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• 제27권4호
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• pp.332-340
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• 2021

최근 사업장 질소산화물(NOx) 배출허용기준 강화(2019년 1월 적용)에 따라 다량 배출사업장에서 배출되는 질소산화물을 배출허용기준 이하로 만족하기 위한 노력이 필요하다. 대표적인 질소산화물 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 일반적으로 세라믹 허니컴(ceramic honeycomb) 촉매를 사용하고 있다. 본 연구에서는 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가지는 금속지지체 탈질 코팅촉매를 적용하여 제철소에서 배출되는 질소산화물를 저감하기 위한 연구를 수행하였다. 금속지지체 코팅촉매는 최적화된 촉매슬러리(catalyst slurry) 코팅방법을 통해 제조하였고, 내마모 시험과 굽힙 시험을 통해 코팅된 촉매가 균일하고 강건하게 부착되어 있음을 확인하였다. 금속지지체가 가지는 우수한 열전도 특성으로 인해 저온영역(200 ~ 250 ℃)에서 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 탈질효율을 보였다. 또한 경제적인 촉매 설계를 위해 금속지지체 표면 상에 코팅되는 촉매의 최적 코팅량을 확인하였다. 이러한 연구결과를 바탕으로 제철소 배기가스 모사환경에서 상용급 금속지지체 코팅촉매에 대한 준파일럿 탈질 성능평가를 수행하였고, 저온영역(220 ℃)에서도 배출허용기준치(60 ppm 이하)을 만족하는 우수한 성능을 나타내었다. 따라서 물리화학적 특성이 우수한 금속지지체 코팅촉매가 최소량의 촉매 사용으로도 우수한 탈질 성능을 나타내었으며, 넓은 비표면적을 가지는 고밀도 금속지지체 적용을 통해 배연 탈질 촉매 반응기의 콤팩트화 및 소형화가 가능하였다. 이러한 결과를 바탕으로, 본 연구에서 사용된 금속지지체 코팅촉매는 제철소뿐만 아니라 화력발전, 소각장, 선박, 건설기계 등 다양한 산업 분야에 적용할 수 있는 새로운 형태의 촉매가 될 것이다.