• 제목/요약/키워드: 탄소 함량

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가축분 퇴비 조섬유 조성이 밭 토양에서 유기물 분해율에 미치는 영향 (Effect of Crude Carbohydrate Content in Livestock Manure Compost on Organic Matter Decomposition Rate in Upland Soil)

  • 윤홍배;이연;유창연;이상민;현병근;이용복
    • 한국토양비료학회지
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    • 제40권5호
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    • pp.364-368
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    • 2007
  • 본 연구는 조성이 상이한 가축분퇴비의 토양 중 분해특성을 알고자, 부재료를 혼합하지 않은 가축분퇴비 3종(계분, 돈분 및 우분퇴비)과 톱밥을 혼용하여 부숙시킨 가축분 퇴비 3종(계분톱밥, 돈분톱밥 및 우분톱밥퇴비)을 각각 토양과 혼합하여 유리섬유 여지에 싸서 40개월 동안 토양 중에 매설하여 경시적으로 탄소 감소율과 조섬유 함량변화를 분석하였다. 그 결과 모든 처리구에서 hemicellulose 함량은 처리 후 8개월 이내에 대부분 분해가 이루어 졌으며, 난분해성 물질인 lignin는 함량은 상당량이 처리 36개월 후 까지 토양 중에 잔존하였다. 한편, 매몰 40개월 후 처리별 가축분퇴비 분해율은 계분퇴비 81%, 돈분 80%, 우분 72%, 톱밥 혼용퇴비인 계분톱밥 69%, 돈분톱밥 67% 및 우분톱밥 64%를 각각 나타냈다. 경시적으로 분석한 탄소 감소율을 근거로 추정 회귀식 $D=aT^b$에 적용한 결과 실측치와 적합도가 매우 양호하였다. 가축분퇴비의 조섬유 성분과 a, b 값의 상관을 분석한 결과 hemicellulose 함량은 a와 b값과는 상관이 인정되지 않았다. 반면, cellulose 와 lignin 함량은 상수 a 값과는 고도의 부(-)의 상관을, 상수 b값과는 고도의 정(+)의 상관을 나타내었다.

바이오가스 열병합 발전에서 발생하는 NOx 제거를 위한 텅스텐 함량에 따른 NH3-SCR 바나듐계 촉매 연구 (A Study on NH3-SCR Vanadium-Based Catalysts according to Tungsten Content for Removing NOx Generated from Biogas Cogeneration)

  • 정민기;홍성창
    • 청정기술
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    • 제27권4호
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    • pp.315-324
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    • 2021
  • 본 연구에서는 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에서 배출되는 질소산화물을 환원제인 암모니아와 촉매를 이용하여 제거하는 선택적촉매환원법(selective catalytic reduction, SCR)에 있어서 다양한 배가스 특성에 대한 바나듐 촉매 연구를 수행하였다. 연구에 사용한 촉매는 상용촉매인 V/W/TiO2를 사용하였으며 다양한 운전조건에서 텅스텐 함량에 따라 영향을 확인하였다. NH3-SCR 실험 결과 380 ~ 450 ℃에서 95% 이상의 탈질 성능을 확인하였으며 SO2 내구성 실험 및 TGA 분석을 통해 미량의 SO2에 대한 촉매의 내구성을 확인하였다. 또한 H2-TPR 분석결과 텅스텐 함량이 높을수록 우수한 산화·환원(redox) 특성을 확인할 수 있었다. 이에 따라 열병합 발전에서 배출되는 미량의 일산화탄소에 대한 산화실험을 수행하였으며 역시 우수한 일산화탄소의 산화력을 확인할 수 있었다. NH3-DRIFTs 분석에서는 텅스텐 함량이 높을수록 Bronsted/Lewis acid sites 모두 증가하였으며 텅스텐을 촉매에 첨가 시 우수한 열적 내구성을 갖는 것으로 확인되었다. 따라서 다양한 운전조건에 따른 실험 결과, 텅스텐 함량이 높은 촉매가 바이오가스를 이용하는 열병합 발전에 적용하기 바람직하다고 판단된다.

플라즈마 불소화에 의해 제조된 불소 도핑 PVDF의 표면 및 부식방지 특성 (Surface and Corrosion Protection Properties of Fluorine Doped PVDF by Plasma Fluorination)

  • 김석진;임채훈;김대섭;이영석
    • 공업화학
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    • 제32권6호
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    • pp.653-658
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    • 2021
  • Polyvinylidene fluoride (PVDF)는 우수한 가공성을 가지고 있어 코팅 재료로 유망하지만 다른 불소계 고분자에 비하여 소수성이 약하여 부식 방지 등 그 응용에 제한이 있다. 본 연구에서는 PVDF의 부식방지 특성을 향상시키고자 사불화탄소(CF4) 가스를 이용하여 플라즈마 불소화를 수행하였고, 유량에 따른 불소 함량 및 소수성 변화를 고찰하고 부식방지 특성을 확인하였다. PVDF 막 표면의 불소 함량은 사불화탄소 유량이 증가함에 따라 46.70%로 증가하였으나 그 표면자유에너지는 불소함량의 증가와 일치하지 않았다. 한편, PVDF 표면의 표면 거칠기는 불소화 유량에 따라 최대 150% 증가하다가 다시 감소하는 경향을 보였다. 이는 플라즈마 불소화는 불소화 기능기 도입 및 표면식각으로 인하여 표면자유에너지에 영향을 주는 것으로 판단된다. 또한, PVDF 코팅된 철판의 부식 정도는 미처리 철판에 비하여 표면 산소 함량이 49.2%에서 19.0% 이하로 크게 개선되었으며, 특히, 불소화 처리된 PVDF의 산소함량은 13.6%으로 불소화 처리되지 않은 PVDF보다 28.4 % 정도 낮아져 우수한 부식방지 특성을 보이는 것으로 관찰되었다.

계룡산 국립공원 산림생태계의 탄소축적량 산정에 관한 연구 (A Study of Estimation of Forest Ecosystem Carbon Storage in Gyeryongsan National Park, Korea)

  • 장지혜;이준석;정지선;송태영;이경재;서상욱;이재석
    • 생태와환경
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    • 제47권4호
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    • pp.319-327
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    • 2014
  • 지역적 규모의 탄소 축적량 자료는 지역적 규모의 탄소순환 형태의 이해를 위한 필수적 요소이며 지구적 규모의 탄소순환 형태 변화를 예측하는 중요한 기초 자료가 된다. 본 연구는 국내 다양한 생태계 중 자연성이 높은 국립공원지역 산림 생태계의 탄소축적량을 산정하여 자연군락이 축적 가능한 탄소축적 잠재량을 평가하기 위해 실시되었다. 연구대상지인 계룡산 국립공원은 신갈나무류군락 1,743.5 ha (38.0%), 굴참나무류군락 1,174.0 ha (25.6%), 졸참나무류군락 971.90 ha (21.2%), 소나무류군락 695.19 ha (15.2%) 등의 순으로 분포하는 것으로 분석되었으며, 이들 군락의 분포 중심으로 판단되는 지점에 정밀 조사구를 설치하여 biomass 탄소축적량 측정을 위해 매목조사를 실시하였고, 리터층 및 토양층의 탄소축적량은 조사구 내 소방형구($30cm{\times}30cm$)를 설치, 리터와 토양 (0~30 cm)을 채취하여 측정된 리터 건중량 및 토양 유기물함량을 기초로 단위 탄소값을 구한 후 해당 군락의 총 면적으로 환산하여 산정하였다. 임목 biomass 탄소축적량은 굴참나무군락이 $130.1tCha^{-1}$, 소나무군락 $111.1tCha^{-1}$, 신갈나무군락 $76.2tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $39.0tCha^{-1}$ 순으로 산정되었다. 리터층 탄소축적량은 소나무군락이 $18.3tCha^{-1}$, 신갈나무군락 $13.4tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $5.8tCha^{-1}$, 굴참나무군락 $5.0tCha^{-1}$의 순으로 나타났다. 토양탄소축적량은 신갈나무군락이 $159.7tCha^{-1}$, 졸참나무군락 $121.0tCha^{-1}$, 소나무군락 $110.5tCha^{-1}$, 굴참나무군락 $90.8tCha^{-1}$의 순으로 산정되었다. 생태계탄소축적량은 소나무군락이 $239.9tCha^{-1}$, 신갈나무군락이 $235.9tCha^{-1}$, 굴참나무군락은 $226.0tCha^{-1}$, 졸참나무군락은 $165.9tCha^{-1}$를 나타냈고 총 $867.7tCha^{-1}$로 나타났다. 각 군락의 면적 별 탄소축적량은 신갈나무가 우점하는 신갈나무류군락에서 $411,200tCha^{-1}$, 굴참나무군락에서 $265,300tCha^{-1}$, 소나무군락에서 $166,800tCha^{-1}$, 졸참나무군락에서 $161,200tCha^{-1}$로 계룡산 국립공원에서 총 $1,045,400tCha^{-1}$로 산정되었다. 계룡산 국립공원의 생태계탄소축적량을 조사한 결과, 탄소축적량은 분포하고 있는 식생군락에 따라 다른 값을 보였으며, 이는 환경요인의 변화에 따른 것이다. 따라서 기후변화에 따라 식생의 분포 유형 및 종류가 변하게 되면, 생태계 탄소축적량도 변화할 것으로 예상되며, 이러한 연구를 통해 기후변화에 대한 한반도의 변화를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

수증기-이산화탄소 복합개질 반응에서 Ce가 증진된 Ni-Ce/$MgAl_2O_4$ 촉매의 탄소 침적저항성 향상에 관한 연구 (Ce addition into Ni/$MgAl_2O_4$ catalysts in combined $H_2O$ and $CO_2$ reforming of $CH_4$ for improvement of coke resistance)

  • 이성훈;구기영;정운호;노현석;이득기;윤왕래
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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    • pp.226.1-226.1
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    • 2010
  • 본연구에서는 GTL(gas to liquids)공정의 합성가스 생산을 위해 수증기-이산화탄소 복합개질반응(Combined Steam and Carbon dioxide Reforming of Methane, CSCRM)을 수행하였다. CSCRM은 수증기와 이산화탄소의 공급비 조절을 통해 $H_2$/CO비를 2로 맞추기 용이한 장점을 지니고 있어 다른 단일 개질 반응과 달리 합성가스 생산 시 $H_2$/CO 비율을 조절하기 위한 부가적인 공정이 필요하지 않아 경제적인 공정이다. 일반적으로 사용되는 Ni개질촉매는 가격대비 우수한 성능을 보이지만 S/C비가 낮은 CSCRM의 경우 촉매표면의 탄소침적에 의한 비활성화가 야기되는 문제점이 있다. 따라서 본 연구에서는 산소저장능력과 산소전달능력이 우수한 $CeO_2$를 조촉매로 첨가하여 표면에 형성된 코크 제거가 용이하도록 하였다. Ni-Ce/$MgAl_2O_4$촉매는 동시함침법(co-impregnation)으로 제조하였으며, Ni의 함량을 10wt%로 고정한 상태에서 Ce의 함량을 조절하여 Ce/Ni 최적비를 찾고자 하였다. XRD, TPR, BET, $H_2$-Chemisorption과 같은 촉매의 특성분석을 통해 촉매의 비표면적, 환원특성과 Ni입자의 분산도 등을 확인하였다. Ce를 첨가함에 따라 Ce2.5wt%까지는 비표면적이 증가하다가 이후 점차 줄어드는 경향성을 보였다. 또한, $H_2$-Chemisorption 결과 역시 비표면적과 유사한 경향성을 보였는데, Ce5.0wt%까지 Ni 분산도가 증가 하다가 다시 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 반응실험은 $H_2O:CO_2:CH_4:N_2$ = 0.8:0.4:1:1의 공급조건에서 수행하였으며, 질소와 수소 환원분위기로 $700^{\circ}C$에서 1시간 환원 후 $650^{\circ}C$에서 $550^{\circ}C$범위로 온도를 떨어뜨려가면서 반응을 수행하였다. Ce를 첨가함에 따라 $CH_4$ 전환율이 증가를 하다가 Ce2.5wt% 이후 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 높은 촉매 활성은 Ce 첨가로 인해 환원특성이 좋아지고 Ni분산도가 증가하여 담체와 강한 상호작용(SMSI)을 형성함으로 탄소침적 저항성 강화에 기인한 것이다.

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미나리추출물이 사염화탄소에 의한 마우스 간손상에 미치는 영향 (Protective Effect of Oenanthe javanica Extract on the Carbon Tetrachloride-Induced Hepatotoxicity in Mice)

  • 이상일;박용수;조수열
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제22권4호
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    • pp.392-397
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    • 1993
  • 미나리의 해독작용 기전을 구명하기 위하여 미나리n-butanol 추출분획을 실험동물에 전처치한 다음, 간독소인 사염화탄소를 투여하고 급성 간손상의 정도를 확인함과 동시에 조직손상과 관련된 free radical 생성계 및 해독계효소의 활성에 미치는 영향을 검토하였다. 사염화탄소를 투여하였을 때 혈청 ALT활성 및 간조직 과산화지질의 함량이 대조군에 비하여 현저히 증가되었으나, 미나리추출물을 전처치하므로서 증가현상이 유의하게 억제되었다. 한편 미나리추출물 (50mg/kg)을 실험동물에 투여하였을 때, 간조직의 free radical 생성계 효소인 aniline hydroxylase의 활성 및 free radical 해독계 효소인 catalase 및 glutathione S-transferase의 활성과 간조직 glutathione의 함량은 유의한 변동을 나타내지 않았다. 그러나 free radical 생성계 효소의 일종인 간조직 xanthine oxidase의 활성은 미나리추출물의 투여량과 투여기간에 반비례하여 감소되었으며, 50mg/kg 및 5일간 투여군에서 유의한 억제현상을 관찰할 수 있었다. 시험관내에 미나리 추출물의 첨가농도를 증가시켜가면서 간조직 xanthine oxidase의 활성을 측정하였을 때 효소의 활성은 변동이 없었다. 이상의 실험성적들을 종합해 볼 때, 미나리 n-butanol 추출분획은 free radical 생성계 효소인 간조직 xanthine oxidase의 활성을 조절하므로서 사염화탄소에 의한 간손상을 보호해 줄 것으로 사료되어진다.

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철을 이용한 전통 정련·단접 과정 적용 소재별 표면무늬 금속학적 비교 연구 (A Comparative Study on the Surface Patterns Applied to the Traditional Refining and Forge Welding Process Using Iron)

  • 오민지;조성모;조남철;한정욱
    • 보존과학회지
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    • 제35권5호
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    • pp.440-452
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    • 2019
  • 전통 제철 공정 중 단야공정에서 나타나는 다층구조 무늬의 선명도를 향상시키고자 재현실험을 통해 생산된 사철강(SI)과 탄소의 함량이 다른 3종류의 현대강인 경강(HS), 고탄소강(CS), 니켈탄소강(NiS)을 각각 단접한 소재 SIHS(사철강 + 경강), SICS(사철강 + 고탄소강), SINiS(사철강 + 니켈탄소강)을 대상으로 분석하였다. 사철강과 탄소의 함량이 다른 3종류의 현대강의 접합면에 대한 미세조직 관찰 결과, SINiS의 경우 다른 소재에 비해 단접면의 단접이 잘 이루어졌고 표면무늬 또한 두드러지게 관찰되었다. 결정립 크기는 소재별 큰 차이는 없었으나 경도는 SICS가 가장 높았다. 소재별 접합면에 대한 전자빔 미세분석법 측정 결과, SINiS의 경우 니켈과 탄소가 함유되어 표면무늬의 선명도가 다른 소재에 비해 높은 것으로 관찰된다. 이상의 결과를 통해 전통단접기술의 특징인 다층구조 소재에서 표현되는 표면무늬의 선명도를 높이기 위해서는 니켈이 함유된 탄소강이 가장 적합함을 확인할 수 있었다.

섬유/모래로 보강된 미연소탄소탄소 고함량 플라이애쉬의 지반공학적특성 (Geotechnical Characteristics of Fly Ash Containing High Content of Unburned Carbons Reinforced with Fibers and Sand)

  • 윤보영;이창호;추현욱;이우진
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제33권4호
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    • pp.35-46
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    • 2017
  • 미연소탄소 함량이 높은 플라이애쉬(High carbon contents fly ash, HCFA)는 콘크리트 혼화재로의 사용이 부적합하여 대부분 매립되고 있다. 이에 본 연구는 미연소탄소함량이 높은 플라이애쉬의 지반공학적 활용 방안을 모색하기 위하여 폴리프로필렌섬유(Polypropylene fiber, PP fiber)와 모래로 보강하여 일축압축시험과 벤더엘리먼트가 설치된 일차원 수정 압축실험을 진행하였다. 섬유의 보강효과로 섬유비가 증가함에 따라 일축압축강도(UCS), 일축압축강도시의 변형률과 동일 간극비 상에서의 최대전단탄성계수(Maximum Shear Modulus, $G_{max}$)가 증가하였다. 모래로 보강된 경우 혼합물의 UCS는 다소 증가하였으나 UCS 시의 변형률은 모래비의 영향을 받지 않았으며, 모래입자는 HCFA 입자간의 접촉을 방해하여 혼합물의 $G_{max}$를 감소시켰다. 그러나 20% 이상의 모래비에 대하여 동일 에너지로 다짐하였을 시, 조밀한 상태로 조성되며 그로 인한 보강 효과를 기대할 수 있었다. 섬유나 모래로 보강된 HCFA의 압축지수(Compression index, $C_c$)는 보강재의 종류와 관계없이 주로 초기 간극비에 의해 결정되었다.

호주의 석탄재 재활용 사례와 석탄재 재활용과 관련된 환경 문제 (Recycling of Coal Ash and Related Environmental Issues in Australia)

  • 박진희;지상우;신희영;조환주;안지환
    • 자원리싸이클링
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    • 제28권4호
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    • pp.15-22
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    • 2019
  • 석탄재는 석탄 연소 시 발생하는 것으로 포집 방법에 따라 비산재와 바닥재로 나눌 수 있다. 비산재와 바닥재는 특성에 따라 다양한 용도로 재활용이 가능하다. 호주는 세계에서 네 번째로 석탄을 생산하는 국가이며 석탄재를 시멘트, 콘크리트, 광산 채움재, 농업용 토양 개량제 등으로 활용하고 있다. 비산재는 시멘트, 콘크리트용 보충제로 사용하면 시멘트의 강도와 콘크리트의 내구성을 향상시킬 수 있다. 광산 채움재로 석탄재를 활용하면 지반을 안정화시킬 수 있으며 석탄재의 다량 처리가 가능하다. 석탄재는 주로 알카리성이므로 광산 채움재로 사용 시 산성광산배수를 중화시킬 수 있다. 또한, 토양 개량제로 사용하면 산도 개선 효과를 얻을 수 있으며 토양의 물리적 특성 개선이나 식물에 필요한 원소를 공급할 수 있다. 호주 비산재는 식물 독성에 영향을 미치는 미량 원소 함량이 낮으며, 방사성 원소 함량도 토양 배경 농도 범위 내에 존재하기 때문에 재활용 가능성은 더 확대될 것이다. 석탄재의 특성은 연소에 사용한 석탄의 특성과 관련이 있으며 한국은 호주에서 석탄을 수입하기 때문에 한국의 석탄재도 다양한 용도로 재활용이 가능할 것이다.

복합 정제 공정에 따른 천연 흑연의 물리화학적 특성 변화가 리튬 이온 전지의 음극재 성능에 미치는 영향 (Effect of Characteristic Change in Natural Graphite according to Complex Purification Process on Anode Performance for Lithium Ion Battery)

  • 안원준;황진웅;임지선;강석창
    • 공업화학
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    • 제32권3호
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    • pp.290-298
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    • 2021
  • 천연 흑연의 음극재 적용을 위하여 정제 공정을 실시하였으며, 공정에 따른 흑연의 구조적 변화와 불순물 함량이 음극 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. 천연 흑연은 불화암모늄과 황산을 동일 비로 하여 사용량을 달리한 산처리 및 온도(800~2500 ℃)를 달리한 열처리를 통하여 화학적/물리적으로 정제되었다. 산을 이용한 불순물 제거는 한계가 있었으며, 이후 진행된 2500 ℃까지의 열처리를 통해 Si과 같은 일부 원소를 제외하고 대부분의 불순물이 전량 제거되는 것을 확인하였다. 복합 정제 공정에 따라 제조된 흑연 음극재의 특성이 향상되었으며, 구조와 불순물 함량 변화는 각각 용량 및 속도 특성과 초기 쿨롱 효율에 지배적인 영향을 미쳤다. 복합 정제 공정은 흑연 구조를 향상시켰으며, 불순물을 효율적으로 제거하여 SEI층 형성 억제 및 Li+ 삽입 공간 확대를 통해 리튬 이온 전지의 성능을 향상시켰다.