• 센서학회지
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• 제27권3호
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• pp.199-203
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• 2018

In this study, we develop a methane sensor module that can detect low concentrations below 5,000 ppm and measure up to the detection limit of 50 ppm with the NDIR method, with a long lifetime and high accuracy. Methane ($CH_4$) is one of a representative greenhouse gas, which is very explosive. Thus, it is important to quickly and accurately measure methane concentration in the air. To adjust the methane sensor for industrial field applications, a NDIR-based small sensor was implemented and characterized, where its volume was $4cm{\times}4cm{\times}2cm$ and its response time ($T_{90}$) was less than 30 sec. These results demonstrate that the proposed sensor is commercially available for low-concentration measurement, low volume, and fast response application, such as IoT sensor nodes and portable devices.

• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.586-591
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• 2013

정제 질소가스 생산용 기체 분리막을 매립가스의 $CH_4$ 순도를 높이는데 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 1단과 2단 분리막 모듈의 면적비는 1:6인 경우가 $CH_4$ 회수를 위해서 적절하였다. 분리막 장치 설치 후 총 249회에 걸쳐 실험을 하였으며, 투과율은 평균 $CH_4$ 28.4%, $CO_2$ 94.3%로서, 매립가스로부터 $CH_4$를 회수하는데 $N_2$ 분리막의 사용 가능성을 확인할 수 있었다. 다만, $N_2$ 투과율 역시 16.5%에 불과하였으며, 이에 따라 최종 정제된 LFG의 농도는 $CH_4$ 69.7%, $CO_2$ 4.3%, $N_2$ 26.0%이었다. 따라서 $CH_4$의 순도를 높이기 위해서는 매립장내 외기유입 억제를 통해 $N_2$ 농도를 적어도 2.0% 이내로 제한할 필요가 있었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제9권3호
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• pp.154-159
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• 2006

본 연구에서는 생선폐기물의 혐기성 소화처리를 위한 생선폐기물의 혐기성 생분해 특성을 평가하기 위해 serum bottle을 이용한 BMP(Biochemical Methane Potential) test를 수행하였다. 어판장에서 배출되는 생선폐기물 중 고등어 손질 시 발생되는 폐기물 중 내장을 제외한 부분과 갈치손질 시 발생되는 폐기물 중 내장을 제외한 부분, 생선손질 시 발생되는 내장류 3개 군을 실험대상 기질로 선정하여 사용하였다. 각각의 생선폐기물들을 분쇄 후 serum bottle에 11 50 ml, 100 ml, 150 ml씩 혐기적으로 넣은 다음 BMP test를 실시하였으며 실험의 정확도를 위하여 동일 시료에 대하여 3개씩 중복으로 조제하여 실험하였다. 배양시간에 따른 누적 메탄가스 생성량과 메탄생성속도를 평가하였다. 이들 값들은 기질의 특성에 따라 다르기는 하나 통상 휘발성 고형물 (Volatiles Solids: VS) 1 kg당 420-470 ml의 메탄가스를 생성하는 것으로 나타났다. 기질 종류별로 볼 경우 갈치와 고등어군에 비하여 내장 군이 고형물 단위 중량당 메탄발생량과 분해속도 측면에서 모두 높은 것으로 나타났다. 대상 시료에 대해 원소분석을 실시한 결과, C/N비는 5.2로 나타났다. 원소분석 자료를 근거로 계산한 이론적인 최종 메탄생성량은 $522ml{\cdot}CH_4/g{\cdot}VS$로 나타났다. 이를 본 실험에서 구한 실제 최종 메탄생성량과 비교해 볼 때 생분해도는 0.847로 평가되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제28권3호
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• pp.95-120
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• 2023

메탄은 아주 중요한 온실기체로, 최근 20년간 같은 양의 이산화탄소에 비해 약 85배 높은 온실효과를 갖고 있다. 천연가스 사용 증가와 온난화에 따른 빙권의 해동으로 대기 중 메탄 농도는 빠르게 상승하고 있다. 또한, 현재 진행 중인 해수 온도 상승으로 가스-하이드레이트(얼음-기체 복합체) 붕괴가 전 지구적으로 발생할 것으로 예상되고, 궁극적으로 막대한 양의 메탄이 해수 및 대기로 누출될 것으로 예상된다. 또한, 연안 해양 저산소층 또한 온실기체 생성 대기로 유출시킬 수 있다. 특히, 현재 진행 중인 지구 온난화와 연안 해역 부영양화로 인해, 해저 저산소층은 전 세계적으로 그 크기와 기간이 급격히 늘어나고 있다. 이러한 해저 저산소층은, 산화-환원 대를 퇴적 표층 얕은 지역 또는 해수 내로 이동시켜, 메탄의 대기 용출을 용이하게 하고 궁국적으로 지구 온난화를 가중시킬 수 있다. 하지만, 해저 저산소층과 메탄 발생을 포함한, 메탄 연구는 한국뿐만 아니라, 전 세계적으로 아주 미미한 수준이다. 따라서, 이 리뷰논문은 자연환경 내 메탄의 복잡한 상호작용 이해를 통해, 연안 해저 저산소층 발달과 메탄의 관계를 파악, 나아가 한국 내 메탄 연구 활성화에 기여하는데 목적이 있다.

• 한국토양비료학회지
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• 제28권3호
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• pp.261-265
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• 1995

논토양에서 물관리 및 볏짚시용이 메탄배출에 미치는 영향을 알기 위하여 물관리로는 상시담수와 간단관개의 2처리로 하고 각각에 삼요소를 대조로 하여 볏짚의 시용효과를 조사하였다. 메탄배출량은 $0.066g\;CH_4m^{-2}d^{-1}{\sim}0.455g\;CH_4 m^{-2}d^{-1}$의 범위였다. 상시담수보다 간단관개의 NPK구에서는 70%, NPK+볏짚시용구에서는 47%의 메탄 배출저감효과가 인정되었다. 간단관개조건에서 볏짚을 전량 작토에 환원한다고 가정할 때 우리나라 메탄 총배출량은 399,590톤/년으로 추정된다. 이 양은 OECD의 참고값 대비 56%, Neue와는 51%, Matthew와는 62%로 낮고 Taylor와는 118%로 높다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.569-572
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• 2007

천연가스의 주요 구성성분은 메탄, 에탄, 프로판으로 99%이상 차지하고 있으며 천연가스 하이드레이트(NGH)는 압축천연가스(CNG)에 비해 체적당 질량이 크고 액화천연가스(LNG) 보다 상대적으로 유리한 온도 및 압력조건으로 인해 천연가스의 경제적인 저장 및 수송 수단으로 주목 받고 있다. $CH_4$ - $C_2H_6$, $CH_4$ - $C_3H_8$ 혼합가스 하이드레이트의 제조시 반응시간에 따른 하이드레이트의 거동을 관찰하였으며 생성조건의 변화에 따른 하이드레이트의 생성속도를 비교하였다. 하이드레이트의 생성이 진행될 때 기상에서의 $C_2H_6$, $C_3H_8$의 몰 비는 감소함을 보여주었고 이러한 변화는 $CH_4$ - $C_3H_8$가 $CH_4$ - $C_2H_6$보다 더욱 빠르게 진행되었다. 또한 생성된 하이드레이트의 해리과정이 진행될 때 역시 서로 다른 해리속도에 의해 조성의 변화를 관찰 할 수 있었다.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제24권2호
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• pp.295-302
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• 2011

Almost half of New Zealand's greenhouse gas emissions arise from agriculture and enteric methane ($CH_4 $) emissions arising from ruminant animals constitute 30% of total $CO_2$-e emissions. Enteric $CH_4$ emissions have increased by 9% since 1990. Extensive research has been undertaken to develop reliable methods for measuring enteric $CH_4$ emissions. New Zealand studies using the SF6 tracer technique suggest that on average this technique yields similar values to the 'gold' standard of calorimetry, but with a larger variance. National inventory estimates based on results obtained using the $SF_6$ technique will therefore overestimate the uncertainty. Mitigating emissions can be achieved by changing feed type but there are practical and cost barriers to the use of alternative feeds. Forages containing condensed tannins do reduce emissions but are agronomically inferior to the forages currently used. Rumen additives have shown some success in-vitro but results from in-vivo trials with both monensin and fumaric acid have been disappointing. The development of methods for directly manipulating rumen microorganisms are at an early stage and work to develop vaccines that can inhibit methanogenesis has yielded mixed results. The successful identification of sheep with contrasting $CH_4$ yields raises the possibility that, in the long term, a breeding approach to $CH_4$ mitigation is feasible.

• 한국환경농학회지
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• 제26권2호
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• pp.131-140
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• 2007

Phospho-gypsum a primary waste by-product in phosphate fertilizer manufacturing industry and a potential source of electron acceptors, such as mainly of sulfate and a trace amount of iron and manganese oxides, was selected as soil amendment for reducing methane $(CH_4)$ emissions during rice cultivation. The selected amendment was added into potted soils at the rate of 0, 2, 10, and 20 Mg $ha^{-1}$ before rice transplanting. $CH_4$ flux from the potted soil with rice plant was measured along with soil Eh and floodwater pH during the rice cultivation period. $CH_4$ emission rates measured by closed chamber method decreased with increasing levels of phospho-gypsum application, but rice yield markedly increased up to 10 Mg $ha^{-1}$ of the amendment. At this amendment level, total $CH_4$ emissions were reduced by 24% along with 15% rice grain yield increment over the control. The decrease in total $CH_4$ emission may be attributed due to shifting of electron flow from methanogenesis to sulfate reduction under anaerobic soil conditions.

• 한국연소학회지
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• 제13권2호
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• pp.14-22
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• 2008

The CH* chemiluminescence of premixed flames and their dependency on fuel types has been experimentally investigated on laminar methane and propane premixed flames. The measured chemiluminescence intensities are observed linearly proportional to the fuel flow rate, which could be interpreted as the CH* chemiluminescence signal is linearly proportional to the heat release rate under fuel lean conditions. The effect of equivalence ratio could be expressed by an exponential function as ${I_{CH*}}^{\propto}\;a_1\;{\exp}(b_1{\Phi})$, where $a_1\;=\;0.00054$ and $b_1\;=\;4.60$ for methane and $a_1\;=\;0.0056$ and $b_1\;=\;5.02$ for propane. Oscillating flames showed the temporal fluctuation of chemiluminescence intensity: however, the time averaged values are virtually identical to those of quiescent flames under the same fuel flow rate and equivalence ratio conditions. This observation suggests that there is no significant flame stretch effect on chemiluminescence intensity, in average values.

• 한국연소학회지
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• 제11권2호
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• pp.15-21
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• 2006

Characteristics of a plasma reactor for partial oxidation of methane, especially focused on the role and effectiveness of plasma chemistry, are investigated. Partial oxidation of methane is investigated using a rotating arc which is a three dimensional version of a typical gliding arc. Three different modes of operation were found. Each mode shows different reforming performance. The reason for the difference is due to the difference in relative role of thermal and plasma chemistry in overall process. A mode with high temperature results higher methane conversion and hydrogen selectivity in contrast to the mode with lower temperature where poor methane conversion and higher selectivity of $C_2$ species are observed. In this way, we can confirm that by controlling characteristic of process or controlling relative strength of plasma chemistry and thermal chemistry, it is possible to map an optimal condition of reforming process by rotating arc.