• 한국기후변화학회지
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• 제5권4호
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• pp.339-348
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• 2014

Agro-ecosystem plays an important role in the mitigation of atmospheric $CO_2$ concentration through photosynthesis and soil carbon fixation. The perennial crops have capacity of carbon accumulation because they have lived for years in the same position. Carbon dioxide fixation occurs in the fruit orchard by photosynthesis and soil carbon sequestration. The objectives of this review are to introduce the fruit orchard as a carbon dioxide sink and to summarize the methods that measure $CO_2$ flux in the orchard. There are three difference methods (chamber, biomass, and eddy covariance method) to measure $CO_2$ exchanges on sites. However, there is no standard method suitable for fruit cultivation condition in Korea. Thus the standard method have to be developed in order to exactly estimate the carbon accumulation. In foreign studies, the carbon assessments were conducted in apple, peach, olive, grape orchard and so on. On the other hand the estimation of $CO_2$ exchange was carried out for apple and mandarine orchard in Korea. According to these results, fruit orchard is a $CO_2$ sink even though amount of carbon accumulation is smaller than the forest. To introduce certainly fruit orchard as greenhouse gas sink, long-term monitoring and further study have to be conducted under each planting condition.

• 한국토양비료학회지
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• 제45권6호
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• pp.1211-1215
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• 2012

Terrestrial ecosystem are a strong sink of carbon. Forest ecosystem, one of them, has been expected to play an important role in climate changing process by absorbing atmospheric carbon dioxide. On the other hand, agricultural ecosystem that consists mainly of annual crops is regarded as poor contributor to carbon accumulation, because its production (carbon hydrate) is decomposed into carbon at a short period, which is emitted to the atmosphere. However, it is thought that fruit tree plays a great role in decreasing atmospheric carbon dioxide concentration, same as forest. Net ecosystem exchange of $CO_2$ (NEE) was measured to estimate carbon fixation capacity using an eddy covariance (EC) system method in 2 years from 2005 to 2006 at an apple orchard in Uiseong, Gyeongbuk. Average air temperature values were higher in 2006 than in 2005 during the dormant season, and lower by about $5^{\circ}C$ over the growing season causing visible cold injuries. Accordingly, we investigated long-term exchange of carbon to determine how much difference of carbon fixation capacity was shown between 2006 and 2005 in terms of environmental and plant variables such as NEE, leaf area index (LAI), and Albedo. NEE was $4.8Mg\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$ in 2005 and $4.7Mg\;C\;ha^{-1}yr^{-1}$ in 2006, respectively. Low temperature after July in 2006 decreased LAI values faster than those in 2005. Meanwhile, Albedo values were higher after July in 2006 than in 2005. These results show that the low temperature after July in 2006 apparently affected apple growth.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제24권12호
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• pp.1763-1766
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• 2003

Algal growth studies of Chlorella strains were conducted in a batch mode with bench type experiments. Carbon dioxide fixation rates of the following green microalgae were determined: Chlorella sp. H84, Chlorella sp. A2, Chlorella sorokiniana UTEX 1230, Chlorella vulgaris, and Chlorella pyrenoidosa. C. vulgaris, among other strains of microalgae, showed the highest growth rate (1.17 optical density/5 days). Cultivating conditions for C. vulgaris that produced the highest growth rate were at concentrations of 243 ${\mu}g\;CO_2$/mL, 10 mM ammonia, and 1 mM phosphate, with an initial pH range of 7-8.

• 한국생명과학회:학술대회논문집
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• 한국생명과학회 2004년도 국제학술심포지움
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• pp.19-21
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• 2004

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.73-78
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• 2001

미세조류와 광반응기를 이용한 생물학적 이산화탄소 고정화 방법은 이산화탄소를 경제적으로 제거할 수 있는 방법으로 널리 알려져 있다. 그러나, 미세조류의 종류에 따라서 원활한 성장을 위한 환경 조건 및 성장특성이 상이하기 때문에, 배양하고자하는 미세조류의 성장에 영향을주는 운전 조건을 평가하는 것이 중요하다. 본 실험에 사용된 Euglena gracilis Z는 산성 조건에서도 잘 성장하여 오염의 가능성이 적고, 고농도 이산화탄소(10-20%)에 대한 내성이 강한 것으로 알려져 있다. 또한, 단백질 함량이 풍부하고 세포벽이 얇아 대량 배양시 사료로서의 이용 가치가 높다. 연속식 광반응 배양기를 이용하여 운전을 실시한 결과 $CO_2$ 농도 10%, HRT 4일에서 최종 세포수 $3.57{\times}10^6/m{\ell}$의 높은 성장률을 얻었다 또한 광도에 따라 성장이 증가하는 것을 알 수 있었으며, 이러한 결과를 통해 연속식 및 반연속식 배양에서의 성장 특성을 비교 평가하였다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제9권4호
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• pp.201-208
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• 2013

Copper (II) and Nickel (II) mimic complexes of enzyme carbonic anhydrase were evaluated under ambient condition for carbon dioxide capture and conversion process. The synthesized complexes were characterized by ATR-FTIR and UV-DR spectroscopy. It was found that all the complexes have biomimetic activity towards $CO_2$ using para-nitrophenyl acetate (p-NPA) hydrolysis as the model reaction. Interestingly, the proper geometry obtained by the restricted orientation of tripodal N atoms in Cu (II) complex of 2,6-bis(2-benzimidazolyl) pyridine showed the highest activity (1.14 au) compared to others. The $CO_2$ bio-mineralization to $CaCO_3$ was carried out via in-vitro crystallization approach. Results indicate that the biomimetic complexes have a role in determining $CaCO_3$ morphology. The present observations establish a qualitative insight for the design of improved small-molecule catalysts for carbon capture.

• KSBB Journal
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• 제18권4호
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• pp.277-281
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• 2003

관형 광생물 반응기를 이용하여 반응기내로 들어가는 $CO_2$ 혼합기체의 농도와 유속에 따른 S. platenis 성장 특성을 분석하였다. S. platensis 성장 곡선을 분석한 결과 3% $CO_2$ 혼합기체를 150 ml/min의 유속으로 흘려 줄 때 가장 빠른 성장 특성을 보여 주었다. 반면 6% $CO_2$ 혼합기체 50 ml/min 경우는 본 실험 조건 중 S. platenis 성장에 유리하지 않음을 알 수 있었다. 시간에 따른 접종 배지의 pH 변화를 분석한 결과 관형 광생물 반응기내로 흘려주는 유속에 상관없이 $CO_2$ 혼합기체 농도에 따라 일정한 pH를 형성함을 알 수 있었다. 이는 접종 배지내에 일정하게 흘려주는 $CO_2$ 기체로 인해 배지내에 탄산염 시스템이 형성됨을 예측할 수 있었다. 또한 시간에 따른 비성장 속도를 분석한 결과 모든 실험 조건에서 지수성장기 동안 비성장 속도가 감소하는 경향을 보였으며 이는 광합성 미세조류인 S. platenis의 농도 증가가 오히려 관형 광생물 반응기로 복사되는 빛 에너지의 투과도를 약화시켜 S. platenis의 성장을 저해 한다고 볼 수 있다.

• Journal of Ecology and Environment
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• 제38권4호
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• pp.425-436
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• 2015

The carbon cycle came into the spotlight due to the climate change and forests are well-known for their capacity to store carbon amongst other terrestrial ecosystems. The annual organic carbon of litter production, forest floor litter layer, soil, aboveground and belowground part of plant, standing biomass, net primary production, uptake of organic carbon, soil respiration, etc. were measured in Mt. Worak in order to understand the production and carbon budget of Quercus serrata forest that are widely spread in the central and southern part of the Korean Peninsula. The total amount of organic carbon of Q. serrata forest during the study period (2010-2013) was 130.745 ton C ha^-1. The aboveground part of plant, belowground part of plant, forest floor litter layer, and organic carbon in soil was 50.041, 12.510, 4.075, and 64.119 ton C ha^-1, respectively. The total average of carbon fixation in plants from photosynthesis was 4.935 ton C ha^-1 yr^-1 and organic carbon released from soil respiration to microbial respiration was 3.972 ton C ha^-1 yr^-1. As a result, the net ecosystem production of Q. serrata forest estimated from carbon fixation and soil respiration was 0.963 ton C ha^-1 yr^-1. Therefore, it seems that Q. serrata forest can act as a sink that absorbs carbon from the atmosphere. The carbon uptake of Q. serrata forest was highest in stem of the plant and the research site had young forest which had many trees with small diameter at breast height (DBH). Consequentially, it seems that active matter production and vigorous carbon dioxide assimilation occurred in Q. serrata forest and these results have proven to be effective for Q. serrata forest to play a role as carbon storage and NEP.

• KSBB Journal
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• 제14권3호
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• pp.328-336
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• 1999

본 연구에서는 제철소에서 배출되는 산업폐수를 이용하여 미세조류를 성공적으로 배양하였으며 이에 대한 모델링 연구를 통해 이산화탄소의 고정화 및 암모니아의 제거효율에 미치는 환경인자에 대하여 살펴보고 실제 옥외배양에서의 성능을 평가하고자 하였다. Bottle에서의 배양을 통해 산업폐수에서 미세조류가 성장하면서 암모니아를 완전히 제거할 수 있음을 확인하였다. 또한 이때 타양미생물의 성장은 미세조류의 성장에 비해 미미하였으므로 건조중량으로부터 고정화된 이산화탄소를 계산할 수 있었다. Raceway pond의 회분식운전 결과로부터 조류성장에 대한 모델을 구축하고 관계되는 parameter를 결정할 수 있었으며 이로부터 실제 옥외에서의 빛의 세기에서 고정화된 이산화탄소의 누적량 및 암모니아의 제거를 계산할 수 있었다. 그 결과 60 klux이상의 빛에서는 암모니아가 완전히 제거될 수 있다는 결과를 얻었으며 빛의 세기가 증가할 수록 성능이 향상되지만 빛에너지에 대한 효율은 감소하는 경향을 발견하였다. Raceway pond의 실제 옥외운전을 모사하기 위한 반연속식 배양실험에서는 dilution rate이 증가할 때 이산화탄소의 고정화율 및 암모니아의 제거율이 증가하나 암모니의 제거효율은 감소하는 경향을 얻었다. 또한 raceway pond의 옥외배양시 빛의 세기 및 폐수의 깊이, dilution rate에 따른 성능변화를 모델로 이용하여 계산하였는데 결과적으로 하루에 12시간동안 100klux의 태양빛이 공급되는 조건에서 raceway pond를 운전할 때 최적의 dilution rate은 0.425$day^{-1}$이며 이러한 조건에서 24.7 g$m^{2}day^{-1}$의 속도로 이산화탄소를 고정할 수 있는 것으로 평가되었다. 또한 이러한 조건에서 암모니아는 0.52 g $NH_3-Nm^{-2}day^{-1}$의 속도로 제거될 수 있으며 배출수증의 암모니아농도는 폐수의 깊이에 따라 크게 변화하는 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-15
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• 1998

지구온난화방지를 위한 이산화탄소 고정화 기술로는 주로 접촉수소화에 의한 탄화수소의 제조가 주로 연구, 검토되고 있으나 값비싼 수소의 확보가 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 기타 해조류 합성 등에 의한 생물학적 고정화 방법도 연구되고 있다. 전기화학적 환원에 의한 이산화탄소 고정화 방법은 전해질 용액중 촉매전극으로 전기화학반응을 일으켜 이산화탄소를 메탄, 에탄, 알코올 등으로 전환시키는 것으로 접촉수소화 방법과 같은 원리로 생각할 수 있으나 전기분해와 동시에 수소화 반응을 일으키므로 장치가 간단하고 심야의 잉여전력을 이용할 수 있는 동의 장점으로 최근 연구개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 환원전극으로 구리 및 페롭스카이트($La_{0.8}Sr_{0.2}CuO_3$) 분말을 시료로 하여 제조한 전극을 사용하였고, 기준전극으로는 Ag/AgCl, 상대전극으로는 백금전극을 사용하였다. 전해액은 $KHCO_3$ 수용액에 이산화탄소를 포화시키고 이를 반응조에 순환시키는 연속흐름식 전해환원시스템을 사용하였다. 환원전극의 크기는 $2{\times}2cm$, 상대전극의 크기는 $2{\times}6cm$의 것을 사용하였고, 전해환원 결과 얻어지는 기상의 생성물과 액상의 생성물을 분석하였다. 또한 전해질의 농도, 페롭스카이트 전극의 제조방법에 따라 환원전류의 크기 및 반응생성물의 종류와 발생량을 측정하였다.