• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.821-824
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• 2009

LFG-MGT CHP system development project with $CO_2$ enrichment in greenhouses was introduced. LFG is produced from the anaerobic digestion of landfilled waste and it has been utilized for power/heat generation since it contains around 50% of $CH_4$. Utilization of LFG from small scale landfill is also needed as well as large scale landfill. However, due to economy of scale, it is very difficult to develop business model. In this context, combining CHP system with greenhouses is considered as feasible option for LFG utilization. LFG-MGT CHP system with $CO_2$ fixation in greenhouses has been derived as an active greenhouse gas reduction strategy, The focus of the system is beyond carbon neutral LFG utilization to neutral carbon absorption. The system is feasible in terms of direct and indirect $CO_2$ emission reduction with more economical way.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제11권5호
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• pp.772-775
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• 2001

A highly $CO_2$ tolerant microalga, Chlorella KR-1, has been isolated and used to fix $CO_2$ from actual flue gas. Growth of Chlorella KR-1 with the supply of flue gas from a liquified natural gas boiler was comparable to that obtained with 10% $CO_2$. Chlorella KR-1 produced from $CO_2$ fixation using the flue has about 50% crude protein with balanced amino acid profiles. Toxicity was not detected when the microalga was used as a feedstuff for chicks. These results indicate that the KR-1 cells could be a favorable protein source for poultry.

• Applied Biological Chemistry
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• 제11권
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• pp.29-33
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• 1969

1. $NADPH_2$산화효소존재하(酸化酵素存在下)에 있어서 Quinone에 의(依)한 $NADPH_2$의 산화(酸化)를 시험관내(試驗管內)에서 조사(調査)하였다. 그 결과(結果)를 $3{\times}10^{-5}M$.의 각종(各種) Quinone 류(類)로 $^{14}CO_2$고정(固定) 10분전급고정시험중(分前及固定試驗中) 처리(處理)한 Chlorella의 $^{11}CO_2$고정율(固定率)과 비교(比較)하였다. 2. 각종(各種) Quinone 류(類)의 $NADPH_2$ 산화속도(酸化速度)와 $^{14}CO_2$ 고정율(固定率)사이에는 밀접(密接)한 관계(關係)가 있음이 밝혀졌다. $NADPH_2$ 산화(酸化)와 $^{14}CO_2$ 고정(固定)에 대(對)한 Quinone의 영향(影響)은 그 세기가 다음 순서(順序)와 같다. Dichlone>06-K>NQ>BQ 3. Chlorella에 대(對)한 Quinone의 독성(毒性)은 NADPH를 식물체(植物體)에서 없앰으로서 $^{14}CO_2$ 고정(固定)을 방해(妨害)하여 세포(細胞)를 결과적(結果的)으로 죽이는 것이라고 생각이된다. 4. Chlorella의 아미노산(酸) 생합성(生合成)에 대(對)한 Quinone류(類)의 영향(影響)은 전반적(全般的)으로 이를 억제(抑制)하는 것이라 하겠다. 이것은 특(特)히 Dichlone에 있어서 현저(顯著)하다. 이 현상(現象)은 식물(植物)에 $NADPH_2$가 없어지고 $^{14}CO_2$고정(固定)이 조해(阻害)되기 때문일 것이다. 자당(蔗糖)의 생합성(生合成)은 영향(影響)을 받지않거나 오히려 자극(刺戟)을 받는데 그 이유(理由)는 불분명(不分明)하다.

• 한국환경과학회지
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• 제29권2호
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• pp.123-132
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• 2020

Seasonal changes in the CO₂ fixation rate and water-use efficiency in the leaves of six evergreen and two deciduous broad-leaved tree species on Jeju Island, Korea, were measured using a portable photosynthesis analyzer, to identify which species are most efficient in taking up CO₂ from the air. The CO₂ fixation rate was high in the deciduous species in spring and summer and decreased in fall, whereas it was high in the evergreen species in summer and fall and decreased in winter. The rate remained high in the deciduous tree Prunus yedoensis from spring to fall (> 7.1 μmol CO₂/m₂/s) and in two evergreen trees, Castanopsis cuspidata var. sieboldii and Cinnamomum camphora, in summer and fall (7.0 9.9 μmol CO₂/㎡/s). Therefore, these tree species fix atmospheric CO₂ effectively. The water-use efficiency was higher in evergreen species than in deciduous species regardless of the season. Exceptionally, it was high in the deciduous species Zelkova serrata in spring and summer (> 100 μmol CO₂/mol H₂O), suggesting that Z. serrata is a useful tree for dry conditions due to its tolerance of water stress. The regressions of the CO₂ fixation rate versus the evaporation rate and stomatal conductance were linear and non-linear, respectively. This suggests that the stomatal activity of leaves plays an important part in CO₂ fixation of plants. In conclusion, C. cuspidata var. sieboldii, C. camphora, and P. yedoensis should be planted along roads or in urban spaces for the greening of cities and mitigation of CO₂ concentrations in the air.

• KSBB Journal
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• 제25권6호
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• pp.559-564
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• 2010

A new hydrogen-oxidizing bacterium, Aeromonas sp. strain JS-1, that can fix $CO_2$ via the reductive pentose phosphate cycle (Calvin-Benson cycle) under chemoautotrophic conditions but not photoautotrophic conditions was isolated from fresh water. Strain JS-1 showed considerable $CO_2$ fixation ability during continuous cultivation even at high $CO_2$ concentration. Strain JS-1 used $H_2$ and $CO_2$ fixation as energy and carbon sources, respectively. Carbon dioxide fixation is carried out through the Calvin-Benson cycle, in which ribulose-1,5-bisphosphate carboxylase/oxygenase (RubisCO) is the key enzyme. Hydrogen-oxidizing chemoautotrophic Aeromonas sp. strain JS-1 exhibited remarkedly strong RubisCO [EC 4.1.1.39] activity. RubisCO was purified as an $L_8S_8$-type hexadecamer with molecular mass of 560 kDa by gel filtration. The enzyme consisted of two different subunits eight large (56 kDa) and eight small (15 kDa), as demonstrated by SDS-PAGE. The specific activity of the purified enzyme was about 3.31 unit/mg and stable up to $45^{\circ}C$. The $K_m$ values for RuBP, $CO_2$, and $Mg^{2+}$ were estimated to be 0.25 mM, 5.2 mM and 0.91 mM, respectively.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제26권1호
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• pp.1-6
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• 1998

수직 관형 반응기(기포탑)에서 담수성 미세조류인 Chlorella HA-1의 $CO_2$고정화 특성을 조사하였다. Chlorella HA-1의 배양액은 균체 자체에 의한 음영효과(self-shading effect)로 균체의 농도가 증가하면 빛의 투과 깊이는 급격하게 감소하는 것으로 밝혀졌다. 기포탑 반응기에서의 균체 생산성은 반응기의 직경에 반비례하여 가장 작은 직경 2 cm 반응기에서 균체 생산성과 $CO_2$고정화 속도가 각각 1.097 g/1와 1048 g CO$_2/\m^2$-day로 가장 높았다. 그러나 직경 2 cm 반응기의 경우 photoinhibition현상이 나타났으며 그 결과 최종 균체 농도는 직경 3.5cm반응기의 7.84g/l에 비해 30%낮은 5.65g/l이었다. 기포탑 반응기의 직경이 2 cm이상이면 $CO_2$ 고정화 속도가 급격하게 떨어지는 것으로 밝혀졌다. 이와 같은 $CO_2$ 고정화 속도의 감소는 광합성에 필요한 빛이 반응기 내부로 충분히 전달되지 않아 대부분의 미세조류가 $CO_2$ 고정화에 빛을 효율적으로 활용할 수 없었기 때문으로 생각된다. 기포탑 반응기에 공급하는 $CO_2$가스 유량을 증가시키면 미세조류의 생산성이 높아졌으며 반응기의 직경이 커질수록 생산성의 상승 효과는 뚜렷하였다. 이와 같은 균체의 생산성 향상은 균체가 명-암영역으로 활발하게 이동하여 빛의 활용 효율을 높일 수 있었기 때문으로 생각된다. 따라서 반응기내 미세조류가 명-암 영역으로 활발하게 이동하도록 하는 장치 또는 운전기술의 적용이 필요함을 보여준다.

• 한국해양바이오학회지
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• 제16권1호
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• pp.36-44
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• 2024

This study attempted to improve the growth of the freshwater microalgae, Parachlorella kessleri, through the sequential optimization of culture conditions. This attempt aimed to enhance the microalgae's ability to fixate atmospheric CO₂. Culture temperature and light intensity appropriate for microalgal growth were scanned using a high-throughput photobioreactor system. The supplied air flow rate varied from 0.05 to 0.3 vvm, and its effect on the growth rate of P. kessleri was determined. Next, sodium phosphate buffer was added to the culture medium (BG11) to enhance CO₂ fixation by increasing the availability of CO₂(HCO₃^-) in the culture medium. The results indicated that optimal culture temperature and light intensity were 20℃-25℃ and 300 μE/m²/s, respectively. Growth rates of P. kessleri under various air flow rates highly depended on the increase of the culture's flow rate and pH which determines CO₂ availability. Adding sodium phosphate buffer to BG11 to maintain a constant neutral pH (7.0) improved microalgal growth compared to control conditions (BG11 without sodium phosphate). These results indicate that the CO₂ fixation rate in the air could be enhanced via the sequential optimization of microalgal culture conditions.

• 생물환경조절학회지
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• 제15권4호
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• pp.364-368
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• 2006

This experiment was carried out to figure out the $CO_2$ biomass and the growth response of Chinese cabbage and radish grown under the condition of high temperature and high $CO_2$ concentration to provide the information for the coming climatic change. Chinese cabbage and radish were cultivated in spring and autumn seasons under 4 treatments, 'ambient temp.+ambient $CO_2$ conc.', 'ambient temp.+elevated $CO_2$ conc.', 'elevated temp.+ ambient $CO_2$ conc.', and 'elevated temp. +elevated $CO_2$ conc.'. The 'elevated temp,' plot was maintained at 5 higher than 'ambient temp. (outside temperature)'and the 'elevated $CO_2$ cone.' plot was done in 650 ppm $CO_2$. The growth of spring-sown Chinese cabbage was worse than autumn-sown one, and was affected more by high temperature than high $CO_2$. concentration. The $CO_2$ biomass of Chinese cabbage was lower as 25.1-39.1 g/plant in spring-sown one than 54.8-63.4 g/plant of autumn-sown one. Daily $CO_2$2 fixation ability was not significantly different between spring- and autumn-sown Chinese cabbage as 1.9-2.9, 2.7-3.1 kg/10a/day, respectively. The $CO_2$ biomass of radish were 87.4-104.6 /plant in spring-sown one and 51.3$\sim$76.4 g/plant in autumn-sown one. Daily $CO_2$ fixation ability of radish were 6.2-10.1 kg/10a/day in spring-sown one and 4.6-6.9 kg/10a/day in autumn-sown one.

• 한국습지학회지
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• 제20권4호
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• pp.363-369
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• 2018

최근 환경 문제로 대두되고 있는 것 중 하나는 대기 중 $CO_2$의 증가로 인한 기후변화이다. 이에 대한 영향으로 생태계가 변화하고 있으며, 다양한 환경문제가 발생되고 있다. 이로 인해 전 세계적으로 $CO_2$ 저감을 위한 다양한 연구들이 수행중이며, 이 중 미세조류를 이용한 $CO_2$ 저감 방안은 환경 친화적인 방법이라 할 수 있다. 그러나 미세조류를 이용한 $CO_2$ 저감 방안은 대부분 단일 종을 대상으로 하고 있으며, 자연 하천을 대상으로 한 미세조류의 $CO_2$ 고정 효율에 대한 연구는 전무한 실정이다. 그러므로 본 연구는 우리나라 하천 내 존재하는 미세조류들을 파악하고, 미세조류의 생장특성을 분석하여 최적의 배양조건을 도출 하였다. 그리고 $CO_2$ 농도와 주입 속도에 따른 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 변화를 분석하여 자연 하천 내 존재하는 미세조류의 $CO_2$ 고정효율에 대해 연구하고자 하였다. 섬강 내 존재하는 미세조류를 배양하여 동정한 결과 6종의 우점종(Ankistrodesmus falcatus, Scenedesmus intermedius, Selenodictyum sp., Xanthidium apiculatum var. laeve, Cosmarium pseudoquinarium, Dictyosphaerium pulchellum)이 관찰되었으며, 이 종들은 모두 녹조류에 해당하였다. 한편 이산화탄소 농도 구배(5% $CO_2$, 10% $CO_2$, 15%$CO_2$, 대기조건의 가스 0.038% $CO_2$)와 유속(0.25, 0.5LPM)이 다른 가스를 주입하여 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 변화를 살펴본 결과 이산화탄소의 농도가 증가할수록 biomass와 클로로필 a가 증가하였으며, 같은 이산화탄소 농도에서는 유속이 더 빠른 곳에서 미세조류의 biomass와 클로로필 a의 양이 더 증가하였다. 또한 미세조류에 고정화된 이산화탄소의 양은 주입되는 가스의 유속이 빠를수록 고정되는 이산화탄소의 양이 더 높아지는 경향을 보였다. 본 연구는 기존의 단일 종에서 행해지는 연구가 아닌 하천 전체의 미세조류를 대상으로 수행한 연구이며, 하천 내 존재하는 미세조류의 이산화탄소 고정을 위한 최적의 조건을 도출하고, 하천 내 존재하는 미세조류로부터 고정화된 이산화탄소의 양을 정량화하여 향후 이산화탄소 감축을 위한 정책을 위한 기초자료에 이용할 수 있다는 것에 큰 의의가 있다.

• KSBB Journal
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• 제15권6호
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• pp.644-648
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• 2000

Biological fixation of carbon dioxide using microalgae is known as an effective CO$_2$reduction technology. However, many environmental factors influence microalgal productivity. Optimal cultivation factors were determined for the green alga, Euglena gracilis Z, which offers high protein and vitamin E content for animal fodder. In batch culture in a photovioreactor, it was found that theinitial pH, temperature, CO$_2$concentration in air, and light intensity during the optimal cultivating conditions were 3.5, 27$^{\circ}C$, 5-10% and 520 ${\mu}$mol/㎡/s, respectively. When tap water and freshwater were used as cultivating media unsterilized tap water was found to be effective. A kinetic model was considered to determine the relationship between the specific growth rate and the light intensity. The half-velocity coefficient (K(sub)I) in the Monod model under photoautotrophic conditions was 978.9 ${\mu}$mol/㎡/s.