Acetogen과 같은 일부 혐기성미생물은 소위 acetyl-CoA 경로에 의해 아세트산, 에탄올, 그리고 몇 가지 생화학 물질을 생산한다. 이 경로에서는 일산화탄소를 기질로 이용할 수 있다. 일산화탄소 이외에 수소가 이용될 수 있다. 즉 이들 미생물은 독립영양생물로서 이산화탄소와 태양광에너지를 이용하는 녹색식물과 비유될 수 있으며, 일산화탄소는 탄소원으로서 동시에 에너지원으로서 이용된다. 본 연구에서는 혐기성 소화액 중 아세트산을 생성하는 미생물이 존재한다고 가정하고, 일산화탄소와 수소가 주 가연성분인 합성가스를 공급하면 추가의 메탄이 생성가능성을 평가하였다. 혐기성 소화과정에서 발생되는 메탄은 주로 아세트산으로부터 만들어지므로 일산화탄소를 공급하는 경우 추가로 메탄이 생성될 것으로 추측할 수 있기 때문이다. 이를 확인하기 위하여 현재 운영중인 바이오가스 생산 설비로부터 얻은 혐기성 소화액을 생물반응조에 넣은 후, 합성가스를 순환-공급하여 가스 생산량의 변화 및 조성을 분석하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 질소가스를 공급한 대조구와는 달리 일산화탄소 또는 합성가스를 공급한 경우에는 메탄가스가 생산되는 것을 확인하였다. 일산화탄소만을 공급했을 때에는 이산화탄소의 생성으로 가스 생산량이 증가하였으나, 수소가 포함된 합성가스를 공급하였을 때에는 이산화탄소가 탄소원이로 소비되어 가스 저장도 내의 가스량이 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 가스화공정에 으해 얻어지는 합성가스는 온도와 가스 조성을 고러할 때, 바이오가스 생산을 위한 혐기성 소화조와 연계하면 소화조의 가온에 필요한 열을 공급할 수 있고 바이오가스 중 이산화탄소 농도를 낮추어 발열량을 개선할 수 있을 것으로 판단된다.
The Korean government announced the "1st Basic Plan for the Transition to Hydrogen Economy" in 2021 and declared the establishment of a hydrogen industry ecosystem by 2040. To build a low-carbon power system, resources that can efficiently accommodate renewable energy are required, and green hydrogen is considered a potential solution. This study analyzed the economic feasibility of green hydrogen-based sector coupling to reduce curtailment of renewable generation in the Jeju power system by 2025 under the scenario of with or without HVDC#3. The result showed that HVDC#3 significantly reduced the frequency of curtailment from 16.1% to 3.0%. In addition, green hydrogen-based sector coupling was an economically feasible option as result showed an IRR of 4.86% when HVDC#3 was connected and 11.45% when it was not under the condition of achieving 50% curtailment reduction. This study shows that the higher the level of renewable energy deployment, the more delayed the HVDC connection between Jeju and the main land, and the lower the SMP, the more economically feasible the green hydrogen-based sector coupling is. Furthermore, this study suggests that the policy goal of completely reducing curtailment is not economically efficient.
본 연구에서는 국내외 저탄소 녹색성장을 위한 대안으로서 수소에너지와 그 이용 기술에 대한 관심이 높아지는 추세에 발맞춰 무탄소 연료인 수소를 LNG 의 주성분인 메탄, 메탄-프로판, 메탄-프로판-에탄 동축류 확산화염 내에 첨가하여 화염형상 및 연소생성물에 미치는 영향을 확인하였다. 상온상압 조건의 확산화염에 수소를 단계적으로 첨가하여 실제 생성되는 연소생성물의 변화 추이를 가스 분석기를 이용하여 실험적으로 관찰하였고 확산화염의 형상은 디지털카메라를 이용하여 단계적으로 관찰 하였다. 실험결과에서 확산화염에 수소를 첨가함에 따라 질소산화물의 생성량이 선형에 가깝게 증가하는 경향을 보였다. 이것은 수소의 상대적으로 높은 단열화염온도와 빠른 연소속도가 Thermal NOx의 생성을 촉진했기 때문이다. 반면 이산화탄소의 생성량은 감소하는 경향이 나타났는데 수소를 첨가함에 따라 메탄, 메탄-프로판, 메탄-에탄-프로판의 혼합 확산화염에 포함되어있는 전체 탄소비율이 줄어들어 이산화탄소의 생성량이 감소한 것이다. 이는 선박에서 LNG-수소의 혼합 연료사용으로 인해 온실가스인 이산화탄소를 저감할 수 있는 하나의 방안으로 고려될 수 있다는 것을 의미한다.
스테인레스강은 내식성이 우수해서 많은 용도로 사용되고 있다. 스테인레스강의 내 식특성과 함께 장식용으로 적당한 색상을 부역하기 위한 여러 방법으로 시도되고 있다. 본 연구에서는 DC amgnetron sputtering장치를 사용하여 스테인레스강의 표면에 TiN(C,O,H) 코팅층을 코팅한 후, 집합조직과 색상에 미치는 산소, 수소, 아세칠렌가스의 영향에 관한 연 구를 수행하였다. 수소와 아세칠렌이 첨가됨에 따라 (220)집합조직은 (200)거쳐서 (111)으로 변화하였고, 아세칠렌이 더욱 증가되면 (111)집합조직을 나타내었다. 산소의 첨가는 (111)을 거쳐 (200)으로 변화시켰다. TiN의 색상은 산소의 첨가에 따라 황금색으로부터 회색을 거쳐 녹색으로 변화하였다. 아세칠렌의 첨가는 분홍색을 거쳐서 회색으로 변화하였다. 반사율은 수소의 첨가에 따라 단파장의 영역에서 증가하였고, 산소와 아세칠렌의 첨가에 따라 감소하 였다.
고순도 수소생산을 위한 음이온 교환막 수전해는 양성자 교환막 수전해 시스템에서 사용되는 기존 귀금속 촉매 대신 저렴한 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 차세대 녹색 수소 생산 기술로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 음이온 교환막 수전해 기술은 개발 초기 단계이기 때문에 음이온 교환막 수전해의 핵심 요소인 음이온 교환막, 이오노머, 전극지지체 및 촉매에 관한 연구 수행이 필요하다. 그 중, 현재 촉매 분야에서 진행되고 있는 연구들은 기개발된 알칼리용 반쪽전지 촉매를 음이온 교환막 시스템에 적용하는 방향의 연구가 진행되고 있으며 적용된 촉매는 낮은 활성도와 내구성의 문제점을 가진다. 이에 본 총설은 알칼리성 매질에서 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 산소발생반응 및 수소발생반응을 촉진시킨 촉매 합성 기술을 제시하였다.
백혈구에 존재하는 과산화 효소를 이용하여 뇨 중 백혈구의 수를 간접적으로 측정하는 새로운 방법의 뇨 검사지를 개발하였다. 과산화 수소원으로서 포도당 산화효소와 포도당을, 색 원체로서 tetramethylbenzidine을 처리하여 백혈구 측정용 뇨 검사지를 제조하였으며 검출한계는 10cells/${mu}l$ (5 cells/hpf)이었다. 개발된 백혈구 측정용 뇨 검사지로 뇨를 분석하였을 때 뇨 1${mu}l$당 10-25 cells의 백혈구가 존재할 경우에는 2분내에 연녹색을, 75-250 상에 cells/${mu}l$에서는 녹색을 보였고 500 cells/${mu}l$ 이상에서는 녹청색을 보였다. 172명의 환자뇨를 대상으로 뇨중 백혈구 수치를 현미경 측정 결과와 본 연구에서 개발한 백혈구 측정용 뇨 검사지와 현재 수입 시판 중인 미국의 A사 제품과 B사 제품으로 분석 비교한 결과 좋은 상관관계를 보였다. 이와 같은 평가분석을 통하여 볼 때 본 연구에서 개발한 백혈구 측정용 뇨 검사지는 에스터라아제를 이용한 백혈구 측정용 뇨 검사지와 함께 뇨중 백혈구를 스크리닝 하는데 효과적임을 알 수 있었다.
기후변화 및 환경오염에 대응하기 위해 신재생에너지 정책 연구가 증가하고 있다. 신재생에너지는 녹색산업과 녹색기술로 대표되는 새로운 성장 동력 기술이다. 현재 우리나라는 태양광, 풍력, 수소연료전지 등 3대 전략부분에 신재생에너지 보급 및 기술개발사업에 대한 투자가 이루어지고 있지만 아직은 초기 단계로, 연구 방향 및 투자 분야에 대한 불확실성을 줄이는 것이 무엇보다도 시급한 실정이다. 따라서 본 연구는 빅데이터(big data) 분석방법 중 텍스트 마이닝(Text mining method)과 토픽 모델링 기법(multinominal topic model)을 신재생에너지와 관련된 최근 10년간의 우리나라 언론기사에 적용하여 국가 정책의 핵심이슈 및 세계적인 연구 트렌드를 분석하고, 성장 가능성이 있는 신재생에너지 분야를 예측하였다. 정보통신기술을 바탕으로 한 연구결과는 신재생에너지 분야에 활발히 적용될 것으로 예측된다.
오늘날 기후변화대응을 위한 기술패권 경쟁이 고조되는 가운데 기술 역량을 보유한 기후기술 분야 전문 인재를 양성하기 위한 사업들이 추진되고 있다. 지속가능한 인재양성 사업의 추진을 위해서는 사업 모니터링 및 성과평가가 필수적으로 병행되어야 함에도 불구하고 현재까지 기후기술 분야 인재양성 사업의 성과평가 관련 연구가 부족한 실정이다. 이에 본 연구는 기후변화대응 기술 분야 중 수소 및 정책 분야 인재양성 사업을 통해 수혜 학생들의 R&D 역량과 경력개발 의지를 향상시켰는지 분석하였다. 기후기술 인재양성 사업의 수혜 학생들을 대상으로 설문 조사와 포커스 그룹 인터뷰를 실시한 결과, 학생들 개인별로는 R&D 역량이 향상되었고, 경력개발 자신감이 높아진 것으로 보였다. 대학별로 분석한 결과 동일하게 R&D 역량이 향상되었고, 기술가치 인식이 개선된 것으로 나타났다. 본 연구결과를 통해 학생들이 기후기술 분야의 R&D 역량들은 발굴되었지만 기후기술 분야 경력개발로 이어지기 위해서는 추가 개선이 필요하다는 시사점을 제공하였다.
녹색황세균인 Chlorobium limicola f.thiosulfaphilum NCIB 8327 의 성장은 암모늄, glutamine, glutamate 와 질소가스를 각각의 질소원으로 사용하여 배양한 것 중에서 질소가스를 제외하고는 거의 일정하였고, 황화수소만 있을 경우보다 티오황산을 첨가하였을 때 좀 더 잘자랐고, 아세트산을 더 첨가하였을 때 매우 잘 자랐다. 4가지 서로 다른 질소원으로 키운 세포들 중에서 glutamine synthetase 의 specific activity 는 glutamate 를 질소원으로 키운 세포의 파쇠액에서 최고 높았지만, glutamate synthase 의 경우는 거의 일정하였다. Glutamate 에서 키운 세포의 파쇠액 중에서 반응액의 암모늄의 농도가 높아진 경우, Glutamine synthetase 의 활성은 낮아지고, glutamate synthase 의 활성은 일정하며, glutamate dehydrogenase 의 활성은 높아졌다. 암모늄의 농도를 달리하여 키운 세포의 파쇄액들 중에서 반응액의 암모늄이온의 농도가 높아짐에 따라 높은 농도의 암모늄이온에서 키운 세포의 파쇄액에서의 glutamine synthetase 의 활성이 비교적 덜 불활성화 되엇다. Glutamine synthetase 는 methionine sulfoximine 의 농도라 높아짐에 다라 더 빨리 불활성화되었다. Glutamine synthetase 는 methionine sulfoximine 의 농도가 높아짐에 따라 더 빨리 불활성화되었다. Glutamine synthetase 는 빛에 있을 경우 활성이 증가하였고, 어두운 곳에서는 활성이 점차 낮아졌다. 온정한 세포에서의 수소발생은 빛에 의존하였고, 첨가된 암모늄 이온에 의해 저해되지만, netguibube sulfoximine 에 의해 곧바로 회복되었다. 수소발생이 빛에 의존하고, 암모늄이온에 의해 쉽게 저해되었다. Methionine sulfoximine 에 의해 빠르게 회복되는 것으로 보아, 본 균주는 nitrogenase 에 의해 수소밸생이 일어나며 glutamine synthetase 의 간접적인 조절을 받는 것으로 추정된다.
건물용 고분자연료전지는 저탄소 녹색산업화에 기여할 수 있는 대표적인 신재생에너지원으로, 정부 주도의 보급사업을 통해 초기 시장창출이 이루어지고 있다. 고분자연료전지 산업화 촉진을 위해서는 분리판을 비롯한 구성 부품의 상용화 기술개발과 저가화가 필수적이다. 탄소복합체 몰딩분리판의 적용은 고분자연료전지 상용화를 앞당기는데 기여할 것이다. 한국타이어에서 개발한 복합체 몰딩분리판은 고분자연료전지 스택 부품으로서의 요구 특성과 성능을 모두 만족시키는 것으로 나타났다. 한국타이어는 분리판 상용화 기술개발과 지속적인 생산능력 확보를 통해 국산 연료전지의 가격 및 성능 경쟁력 향상을 위해 최선의 노력을 다하고 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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