• 공업화학
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• 제22권4호
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• pp.343-347
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• 2011

온실가스로 인한 지구 온난화는 엘니뇨, 라니냐와 같은 심각한 기상이변을 초래하고 있으며, 매년 그 피해가 심각하게 증가하고 있는 실정이다. 따라서 온실가스의 80% 이상을 차지하고 있는 $CO_2$ 배출량을 감축하는 것이 매우 시급한 현안으로 부상되고 있다. 다공성 탄소는 고비표면적, 다양한 세공구조, 열 및 화학적 안정성, 재사용성과 같은 높은 유용성으로 인하여 carbon capture and storage (CCS) 기술에서 다른 여러 재료와 함께 중요한 위치를 차지하고 있는 재료이다. 본고에서는 주로 많이 연구되고 있는 CCS 기술 및 연구 동향에 대하여 살펴보았으며, 그 중 경제성과 실용성 흡착제로 각광을 받고 있는 다공성 탄소를 중심으로 배가스 중 $CO_2$ 흡착과 에너지 활용이 가능한 바이오 가스 분리에 대한 특성을 고찰하였다.

• 청정기술
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• 제30권2호
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• pp.105-112
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• 2024

전 세계적으로 기후변화에 따른 온실가스 규제로 전기자동차의 수요가 급증하고 있으며, 주요 부품인 전지의 수명 문제로 추후 폐전지의 발생으로 이어지게 된다. 이에 리튬이온전지 중 폐LFP(LiFePO₄)전지의 양극재로부터 유가금속인 리튬을 선택적으로 선침출 및 회수하고자하였다. 이때, 일반적으로 사용되는 무기산은 독성가스 배출 또는 다량의 폐수가 발생되어 환경문제를 야기시킨다. 이를 대체하기 위하여 유기산 및 기타 침출제를 이용하여 리튬을 침출하는 연구가 수행중이며, 본 연구에서는 유기산인 메탄술폰산(Methane sulfonic acid, MSA, CH₃SO₃H)을 이용하여 선택적으로 선침출하였다. 리튬을 선침출하기위한 최적의 조건을 확인하기 위하여 MSA 농도, 광액농도 그리고 과산화수소 투입량을 변수로 하여 실험을 진행하였다. 본 연구를 통해 리튬은 약 100% 그리고 철 및 인 성분은 약 1% 내외로 침출되어 분리 효율 및 변수에 따른 주요 성분의 침출률을 확인할 수 있었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제44권6호
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• pp.1185-1194
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• 2011

시설재배 상추생산체계에 대한 LCI DB를 구축하고 상추의 탄소성적산정과 전과정 영향평가를 위하여 전과정평가를 수행하였다. 상추재배에 관련된 농작업 투입물과 산출물에 대한 GTG 목록작성결과 시설상추 1 kg 생산하는데 투입되는 물질 중 유기질비료와 화학비료가 각각 $7.85E-01kg\;kg^{-1}\;lettuce$, $4.42E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$로 비료의 투입량이 가장 높았다. 비료와 에너지의 투입이 시설상추 생산에 가장 높은 비중을 차지하는 물질이었다. 영농단계에서 발생하는 직접 대기배출물 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$ 배출량의 합은 $3.23E-02kg\;kg^{-1}\;lettuce$이었다. 시설 상추 1 kg을 생산 전과정 중 발생하는 온실가스를 LCI 분석한 결과 시설상추 생산체계 전과정을 통하여 상추 1kg 생산에 발생하는 온난화 가스는 $CO_2$가 $8.65E-01kg\;CO_2\;kg^{-1}$로 가장 많았고, $CH_4$와 $N_2O$가 각각 $8.59E-03kg\;CH_4\;kg^{-1}$, $2.90E-04kg\;N_2O\;kg^{-1}$이었다. 전체적으로 온실가스 배출에 가장 크게 기여하는 공정은 비료생산으로 나타났고, 특히 아산화질소 발생에서 상추재배단계가 차지하는 비중이 높게 나타났는데 이것은 질소 비료 시용에 의한 아산화질소의 대기배출 때문으로 판단되었다. 각 온난화 가스들의 발생량을 $CO_2$-eq.로 환산하여 시설 상추 생산체계에서 발생하는 온실가스 배출량을 탄소 성적값으로 산정하였다. 시설상추 생산체계의 탄소 성적값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$였다. $CO_2$-eq.로 환산된 탄소 성적에 $CO_2$는 발생 비중이 총 온실가스 배출량에 약 76%, $CH_4$는 16%, $N_2O$는 8%를 차지하였다. LCI 분석결과 영농작업 단계에서 배출되는 온난화 가스의 주요원인은 농기계사용으로 인한 화석연료의 연소 중에 발생하는 이산화탄소, 메탄, 아산화질소와 질소비료 시용에 기인한 아산화질소의 대기 발생이었다. 전과정 영향평가 영향범주 중 포장에서 배출되는 $CO_2$, $CH_4$, $N_2O$와 직접적으로 관련된 영향범주는 지구온난화 영향범주와 광화학적 산화물 생성 범주 이며, 평가결과 지구온난화 영향범주의 특성화 값은 1.14E+00 kg $CO_2$-eq. $kg^{-1}$이었고, 광화학적 산화물 생성 범주 특성화 값은 9.45E-05 kg $C_2H_4$-eq. $kg^{-1}$이었다. 대부분 영향범주에서 비료생산에 의한 환경영향 기여도가 가장 높았고, 그다음으로 농자재생산 공정과 에너지생산 공정이 환경영향에 대한 기여도가 높았다.

• International Journal of Automotive Technology
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• 제4권1호
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• pp.9-19
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• 2003

Exhaust emissions were characterized for a fleet of 10 alternative-fuel vehicles (AFVx) including 5 compressed natural gas (CNG) vehicles. 3 liquefied petroleum gas (LPG) vehicles and 2 85% methanol/15% California Phase 2 gasoline (M85) vehicles. In addition to the standard regulated emissions and detailed speciation of organic gas compounds, Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) was used to measure ammonia (NH$_3$) and nitrous oxide ($N_2$O) emissions. NH$_3$, emissions averaged 0.124 g/mi for the vehicle fleet with a range from <0.004 to 0.540 g/mi. $N_2$O emissions averaged 0.022 g/mi over the vehicle fleet with range from <0.002 to 0.077 g/mi. Modal emissions showed that both NH$_3$, and $N_2$O emissions began during catalyst light-off and continued as the catalyst reached its operating temperature. $N_2$O emissions primarily were formed during the initial stages of catalyst light-off. Detailed speciation measurements showed that the principal component of the fuel was also the primary organic gas species found in the exhaust. In particular, methane, propane and methanol composed on average 93%, 79%, and 75% of the organic gas emissions, respectively, for the CNG, LPG. and M85 vehicles.

• Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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• 제22권12호
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• pp.1686-1692
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• 2009

Garlic oil (GAR, Allium sativum L.) has been studied as a feed additive to improve animal production performance and decrease methane emission in ruminants. The present study was designed to determine the possible effect of GAR on fatty acid composition and accumulation in animal fat tissue using a cell model. 3T3-L1 preadipocytes at $2{\times}10^{4}\;mL^{-1}$ were seeded to 24-well plates and allowed to proliferate to reach confluence. The cells were then treated with media containing 0, 2.5, 5, 10, 20 and 40 $\mu{g}$ $mL^{-1}$ of GAR during the differentiation period for 8 days. Media containing dexamethasone, methyl-isobutylxanthine and insulin was applied during the first 2 days of the early differentiation period. On day 8 sub-sets of the wells were stained with oil red-O and the remaining cells were harvested for determination of glycerol-3-phosphate dehydrogenase [EC 1.1.1.8] (GPDH) activity (n = 6) and cellular fatty acid concentration (n = 6). It was found that supplementation of GAR increased (p<0.05) the ratio of monounsaturated fatty acids/saturated fatty acids in the adipocytes and showed inhibitory effect (p<0.05) on the post-confluent proliferation. With relative low dosage, GAR (5-20 $\mu{g}$ $mL^{-1}$) increased (p<0.05) the GPDH activity without affecting the cellular fatty acid concentration, while a high dosage (40 $\mu{g}$ $mL^{-1}$) inhibited (p<0.05) fatty acid accumulation and decreased GPDH activity. Supplementation of GAR had an effect on cell post-confluent proliferation, differentiation and fatty acid accumulation. However, the effect may be diverse and depends on the dose applied.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.368-368
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• 2016

그래핀(Graphene)은 탄소 원자가 6각 구조로 이루진 2차원 알려진 물질 중 가장 얇은(0.34 nm) 두께의 물질이며 그 밴드구로조 인해 우수한 전자 이동도($200000cmV^{-1}s^{-1}$)를 가지고 있며, 이외에도 기계적, 화학적으로 뛰어난 특성을 가진다. 대면적화 된 그래핀을 성장시키기 위한 방법으로는 화학적 기상 증착법(Chemical Vapor Deposition)이 있다. 하지만 실제 여러 전이금속에서 합성되는 그래핀은 다결정으로, 서로 다른 면 방향을 가진 계면에서 전자의 산란이 일어나며, 고유의 우수한 특성이 저하되게 된다. 따라서 전자소재로 사용되기 위해서는 단결정의 대면적화 된 그래핀에 대한 연구가 지속적으로 이루어지고 있다. 앞서의 두 문제점 중, 단결정의 그래핀 합성에 크게 영향을 미치는 요인으로는 크게 합성 온도, 촉매 기판의 탄소 용해도, 촉매 표면에서의 탄소 원자의 확산성이 있다. 본 연구에서는 구리, 니켈, 실리콘에 비해 탄소 용해도가 낮으며, 탄소 원자의 높은 확산성으로 인해 단결정의 단층 그래핀을 합성에 적합하다고 보고된 저마늄(Germanium) 기판을 사용하여 그래핀을 합성하였다. 단결정의 그래핀을 성장시키기 위해 메탄(Methane; $CH_4$)가스의 주입량과 수소 가스의 주입량을 제어하여 성장 속도를 조절 하였으며, 성장하는 그래핀의 면방향을 제어하고자 하였다. 표면의 산화층(Oxidized layer)을 제거하기 위하여 불산(Hydrofluoric acid)를 사용하였다. 불산 처리 후 표면의 변화는 원자간력현미경(Atomic force microscopipe)을 통하여 분석하였다. 합성된 그래핀의 특성을 저 에너지 전자현미경(Low energy electron microscopy), 광전자 현미경(Photo emission electron microscopy), 라만 분광법(Raman spectroscopy), 원자간력현미경(Atomic force microscopy)와 투과전자현미경 (transmission electron microscopy)을 이용하여 기판 표면의 구조와 결정성을 분석하였다.

• 한국지구과학회지
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• 제23권3호
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• pp.270-279
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• 2002

주요 온실기체인 이산화탄소와 메탄의 농도를 난지도 매립장에 위치한 42개의 배출공으로부터 측정하였다. 그 결과에 의하면, 배출공의 출구에서 관측된 메탄은 부피기준으로 절반 그리고 이산화탄소는 28%에 가까운 수준으로 높은 농도를 유지하였다. 그러나 이들의 환경거동은 배출공의 위치 등과 같은 차이 외에도 가스성분에 따라 여러 가지차이를 보여 주었다. 본 연구의 결과는 이들 성분의 분포가 수은과 같은 미량성분의 분포특성과는 달리 대체로 균질한편이라는 것을 확인해 주었다.

• 한국대기환경학회지
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• 제30권1호
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• pp.77-87
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• 2014

In this study, an experimental approach to measure a suite of low weight hydrocarbons was investigated with an emphasis on ethylene (EL) along with many others (ethane (EA), propane (PA), propylene (PL), n-butane (BA), acetylene (AL), methyl acetylene (ML)). Their concentrations were quantified using GC-FID system equipped with thermal desorption (TD) system. The TD-based analysis was conducted using both Link Tube/Thermal Desorber (LT/TD) method and Modified Injection through a Thermal Desorption (MITD) method. The results of these analyses were evaluated in a number of respects. The system allowed the detection of all compounds except methane with the mean response factor (RF) of 10.28 (EA) to 11.94 (PL). The method detection limits of target compounds were seen in the range of 0.027 (ML) to 0.146 ng (BA). The emission flux of some environmental samples (fruits), when measured using a small flux chamber system, fell in the range of 0.14 (AL: Kiwi) to $181ng{\cdot}g^{-1}{\cdot}hr^{-1}$ (EL: Apple Peel). The results of this study confirm that the experimental approach developed in this study allows to accurately measure emissions of low weight hydrocarbons (LWHC) like ethylene from various natural and man-made source processes.

• 신재생에너지
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• 제7권3호
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• pp.17-28
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• 2011

Biogas production and utilization are an emerging alternative energy technology. Biogas is produced from the biological breakdown of organic matter through anaerobic digestion. Biogas can be utilized for various energy sectors such as space heating, electricity generation and vehicle fuel. Especially, to be utilized as vehicle fuel, raw biogas needs to be upgraded that is mainly the removal of carbon dioxide to increase the methane content up to more than 95 ~ 97 vol% in some cases, similar to the composition of fossil-based natural gas. Usage of Biogas as a fuel of vehicles have an effect of reducing $CO_2$ emission compared to fossil fuels. Biomethane which is produced by upgrading of biogas is regarded as a good alternative energy and usage of clean energy is encouraged to deal with air pollution and waste management as well as production of clean energy. Recently, biogas projects for vehicle fuel are newly being launched and Korea government have also announced a plan for investment to develop biogas as a transport fuel. In this study, it is aimed to examine the potential feasibility of biomethane as a transport fuel. As a results, the status of biomethane, quality standard, quality characteristics, and upgrading technology of biogas were investigated to evaluate of biogas as a vehicle fuel of transportation.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제35권5호
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• pp.582-589
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• 2011

선박에서 배출되는 온실가스를 저감하기 위한 기술로 연료전지 기술이 고려되어지고 있다. 본 연구에서는 메탄을 연료로 사용한 내부개질형 500kW급 고체산화물형 연료전지의 선박 적용을 가정한 연료전지 시스템을 모델링하여 시스템의 구성에 따른 공기, 메탄, 물의 공급 유량 및 시스템 운전 압력이 연료전지 스택의 입구 및 출구에서의 가스 온도, 스택 출력 및 시스템 효율 등에 미치는 영향에 관하여 검토하였다. 그 결과 공기와 메탄의 공급 유량이 연료전지 스택 입구 및 출구 가스 온도에 직접적인 영향을 주었다. 공기와 물의 공급 유량이 증가하면 스택 출력 및 시스템 효율이 증가하고, 메탄의 경우 스택 출력은 증가하나 시스템 효율은 낮아진다.