• 제목/요약/키워드: Hydrogen sulfate

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다양한 유기성 폐자원을 적용한 바이오 수소 생성 연구 (Feasibility of batch anaerobic bio-hydrogen production from different organic wastes)

  • 황재훈;최정아;;전병훈
    • 신재생에너지
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    • 제5권4호
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    • pp.80-85
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    • 2009
  • The effects of various organic wastes on anaerobic fermentative hydrogen production were studied using enriched mixed microflora in batch tests. Rotten fruit, corn powder and organic wastewater enriched with sulfate (up to 1,000 mg/L) were used for experiments. Maximum hydrogen production (547.1 mL) was observed from rotten apple with initial substrate concentration of 132.2 g COD/L. The experimental result on sulfate enriched organic wastewater indicated that hydrogen production is not adversely influenced by relatively high sulfate concentration. Residual sulfate content remained at 96-98 % after 75 hours of reaction, which showed that no major sulfate reduction was occurred at pH 5.3-5.5 in the reactor. The volatile fatty acid (VFA) fractions produced during the reaction was in the order of butyrate > acetate > propionate in all experiments. The results of this study would be useful for controlling the conditions on fermentative hydrogen production using different feedstocks.

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황산염 환원반응이 탈염소화, 메탄생성 및 황산염 환원 간 수소경쟁에 미치는 영향 (Effect of Sulfate Reduction on the Hydrogen Competition among Dechlorination, Methane Production, and Sulfate Reduction)

  • 이일수;배재호
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.635-641
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    • 2005
  • 황산염 환원 반응이 혐기성 조건 하에서 수소에 대하여 경쟁관계에 있는 메탄생성 및 환원성 탈염소화 반응에 미치는 영향을 평가하기 위한 회분식 실험을 수행하였다. 황산염 환원반응은 수소문턱농도가 2 nM로 탈염소화 반응과 유사하여 낮은 수소 농도에서 탈염소화를 저해하였으며 메탄생성균이 cDCE의 탈염소화를 저해시키는 것과는 달리 PCE의 cDCE 변환 과정부터 탈염소화를 억제하였다. 또한 황산염은 메탄생성을 억제하여 메탄생성균이 수소경쟁에서 제외되었는 바, 이는 메탄생성의 수소문턱농도(10 nM)가 상대적으로 높기 때문이다. 황산염이 존재하는 경우 탈염소화 효율은 식종 미생물의 농도에 큰 영향을 받지 않았는 바, 이는 식종 미생물 증가에 의해 탈염소화뿐만 아니라 황산염 환원반응도 동시에 촉진되었기 때문이다.

흑연에 황산을 Intercalation 시킬때의 Mechanism 규명 (I. 전기적 산화방법에 의한 Graphite Salts의 중간상에 관한 연구) (Mechanism of Intercalation Compounds in Graphite with Hydrogen Sulfate (I. Study of Intermediate Phase between 2 Stage and 1 Stage in Graphite Hydrogen Sulfate with Anodic Oxidation))

  • 고영신;한경석;이풍헌
    • 한국세라믹학회지
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    • 제22권6호
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    • pp.5-8
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    • 1985
  • Graphite has been oxidized to graphite hydrogen sulfate in concentrated $H_2SO_4$. Anodic oxidation and chemical oxidation of graphite in $H_2SO_4$ generally leads to the formation of intercalation compounds of the ionic salt type through incorporation of $H_2SO_4^-$ions and $H_2SO_4$ molecules into the graphite. Several other reactions also accur at various points of the charging cycle. But there is no satisfactory kinetics and mechanism of intercalationin graphite. We have studied them with anodic oxidation and chemical oxidation. We found six distinct phenomena between 2nd stage and 1st stage in chemical oxidation. We examined them in detail by the following in the measurements electrical oxidation. X-ray diffractions UV-Vis spectroscopy density measurements. We could obtained a equation for kinetic according to the reaction rate from this results and mechanism of intercalation between 2nd stage and 1st stage with hydrogen sulfate in graphite. Three thesis were written for the mechanism of intercalation compounds in graphite with hydrogen sulfate ; first thesis is anodic oxidation second thesis is chemical oxidation and definition of transit phase between 2nd etc the third thesis is the kinetic mechanism of intercalation compounds in graphite with Hydrogen sulfate. This thesis is the first paper among three thesis as anodic oxidation.

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혐기 혼합균주에서 황산염 농도변화에 따른 수소 발효 특성 (Fermentative Hydrogen Production under Various $SO_4^{2-}$ Concentration using Anaerobic Mixed Microflora)

  • 황재훈;최정아;이종학;정태영;차기철;송호철;용보영;김동진;전병훈
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.434-441
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    • 2009
  • 황산염의 농도변화에 따른 연속 혐기성 수소 발효에 미치는 영향을 고찰하기 위해서 혼합균주를 사용한 완전 혼합형 반응조를 운전하였다. 기질은 글루코오스를 사용하였고, 수리학적 체류시간은 1, 0.5, 0.25 일로 각각 고정하였다. 황산염 농도는 0${\sim}$20,000 mg/L로 단계별 증가시켰고 pH 5.5로 운전하였다. 실험 결과 높은 황산염 농도에 관계없이 수소가 발생하였고, HRT 0.25일로 짧아짐에 따라 수소 발생이 높게 나타났다. HRT 1, 0.5, 0.25일 각 조건별 수소 생성량과 수소 수율은 2.9, 4.6, 9.4 L/day, 2.0, 1.8, 1.6 mol $H_2$/mol glucose로 나타났으며, 잔존 황산염 96${\sim}$98, 95${\sim}$97 94${\sim}$97%로 나타나 황산염 환원이 발생하지 않았다. FISH 결과 모든 조건에서 수소생성균의 분포는 나타났지만 황산염환원균의 분포는 나타나지 않았다.

다양한 유기성 폐자원에서 바이오 수소 생성 연구 (Feasibility of fermentative bio-hydrogen production from different organic wastes)

  • 황재훈;최정아;;전병훈
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.506-510
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    • 2009
  • 다양한 유기성 폐자원이 혐기성 소화 공정 수소 생성에 미치는 영향을 고찰하기 위해 혼합균주를 사용하여 혐기 발효 회분식 형태 연구하였다. 폐자원은 부패 과일 폐수로 각각 사과, 배, 옥수수가루 및 황산염이 함유된 유기폐수 (황산염 농도 <= 1000 mg/L)를 이용하였다. 최대 수소 생성(547.1 mL)은 부패된 사과 폐수에서 나타났으며, 유입 농도는 132.2 g COD/L이다. 황산염 함유 폐수 적용결과, 황산염 농도에 관계없이 수소가 발생하였고, 잔존황산염은 pH 5.3-5.5에서 96-98 %로 나타나 황산염 환원은 발생되지 않았다. 모든 실험 조건에서 유기산은 HBu > HAc > HPr로 발생하였다. 본 연구결과 다양한 유기 폐자원에서 발효공정을 통해 수소 발생이 가능한 것으로 사료된다.

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Chlamydomonas reinhardtii 연속 배양에서 수소생산을 위안 황 조절 (Sulfate Modulation for Hydrogen Production by Chlamydomonas reinhardtii in Continuous Culture)

  • 김준표;박태현;김미선;심상준
    • KSBB Journal
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    • 제20권6호
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    • pp.453-457
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    • 2005
  • 우리는 황결핍 환경에서 C. reinhardtii에 의한 수소생산성을 증진시키기 위해 황성분의 농도가 수소생산에 미치는 영향을 조사하였고, 그 결과를 이용하여 황 재첨가에 의한 연속적인 수소생산을 수행하였다. $MgSO_4$ 용액을 농도별(0, 15, 30, 60, 120 ${\mu}M$)로 희석하여 황결핍 초기에 첨가하였을 때, 최적 황농도는 $30{\mu}M$로서 236 mL $H_2/L$ culture를 생산하였다. 황결핍 시 황성분의 첨가는 PSII 활성화에 기여하여 hydrogenase가 수소합성에 이용할 수 있는 전자를 다량 발생시키기 때문이다. 그러나 초기에 첨가해 준 황농도가 너무 높으면, 황결핍 시간이 지연($MgSO_4\;60{\mu}M$의 경우) 되거나 황결핍이 일어나지 않기($MgSO_4\;120{\mu}M$의 경우) 때문에 hydrogenase가 유도되지 않는다. 따라서 수소생산량이 다른 농도에 비해 감소하거나 수소가 전혀 생산되지 않았다. 연속적인 수소생산을 위한 황성분 재첨가는 총 4회 수행되었고, 발생된 총 수소생산량은 625 m/L $H_2/L$ culture였다. 그러나 황성분을 재첨가해 줄 때마다 수소생산량은 점차 감소되었다. 이것은 황결핍 조건에서 단일항 산소에 의한 chlorophyll 파괴 및 세포 수의 감소, 또한 배양액 내의 pH의 증가 때문에 수소생산이 감소된 것으로 사료된다. 따라서 황결핍 조건에서 조류를 이용한 연속적인 수소생산 공정을 개발하기 위해서 황성분 첨가시기를 조절하여 세포의 사멸을 방지하고, 배양액내 pH 조절을 위한 다양한 buffer 첨가 실험 등 수소생산성을 지속적으로 유지할 수 있는 다양한 연구가 필요하다.

황환원균과 3가철을 이용한 Trichloroethylene의 제거에 관한 연구 (Trichloroethylene Removal Using Sulfate Reducing Bacteria and Ferric Iron)

  • 황기철;민지은;박인선;박재우
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권1호
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    • pp.24-31
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    • 2008
  • 혼합균에서 분리 배양한 황환원균에 의해 발생되는 황화수소가 염소계유기오염물질인 트리클로로에틸렌의 환원에 어떠한 영향을 미치는지, 또한 염소계유기오염물질에 대한 환원력이 있다고 알려진 2가철은 황화수소가 존재할 경우 트리클로로에틸렌의 환원과 어떠한 관계에 있는지를 알아보기 위하여 본 실험을 수행하였다. 황환원균에 독성을 나타내지 않는 수준의 트리클로로에틸렌의 농도에서 황화수소 발생 및 트리클로로에틸렌의 분해 실험을 수행한 결과 황산염의 환원으로 발생한 황화수소의 농도는 4.38 mM, 트리클로로에틸렌의 농도는 큰 변화가 없는 것으로 관찰되었으며 이를 통하여 황환원균에 의해 발생되는 황화수소의 농도가 트리클로로에틸렌을 환원시키기에는 부족하다는 것을 알 수 있었다. 그러나 황화수소의 농도가 위 실험에서 발생된 농도보다 100배 정도 높을 경우(438 mM)에는 트리클로로에틸렌에 대한 환원력이 있음을 확인하였다. 대표적인 산화철인 $Fe_2O_3$(3가철)를 첨가하였을 경우, 황환원균의 생장에 따라 황화수소, 2가철 및 트리클로로에틸렌의 농도변화를 관찰하였으며 이를 통하여 황환원균에 의해서 발생된 황화수소가 산화되면서 3가의 산화철을 2가철로 환원시키고 황화수소에 의하여 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해하여 농도를 감소시키는 것을 확인하였다. 위의 실험결과를 바탕으로 낮은 농도의 황화수소는 트리클로로에틸렌의 환원에 영향을 미치지 못하며 다만, 황화수소에 의해 환원된 2가철이 트리클로로에틸렌을 분해시키는 주요한 요인임을 알 수 있었다. 또한 실제 해수중에서 황환원균과 $Fe_2O_3$가 공존할 경우의 트리클로로에틸렌의 제거 효과를 살펴보기 위한 실험을 한 결과 황환원균이 황화수소를 생성하여 트리클로로에틸렌의 제거에 영향을 줄 수 있는 반응들은 황환원균 생장에 필수적인 탄소원의 농도가 확보될 때 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

SI 원자력 수소생산을 위한 $SO_3$ 분해반응촉매에 관한 연구 ($SO_3$ Decomposition Catalysis in SI Cycle to to Produce Hydrogen)

  • 김태호;신채호;주오심;정광덕
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제22권1호
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    • pp.21-28
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    • 2011
  • Fe, Ni and Co, typical active components, were dispersed on $Al_2O_3$ and $TiO_2$ for $SO_3$ decomposition. $SO_3$ decomposition was conducted at the temperature ranges from $750^{\circ}C$ to $950^{\circ}C$ using the prepared catalysts. Alumina based catalysts showed the surface areas higher than Titania based catalysts, which resulted from spinel structure formation of alumina based catalysts. Catalytic $SO_3$ decomposition reaction rates were in the order of Fe>Co${\gg}$Ni. The metal sulfate decomposition temperature were in the order of Ni>Co>Fe from TGA/DTA analysis of metal sulfate. During $SO_3$ decomposition, metal sulfate can form on the catalysts. $SO_2$ and $O_2$ can be produced from the decomposition of metal sulfate. In that point of view, the less is the metal sulfate deomposition temperature, the higher can be the $SO_3$ decomposition activity of the metal component. Therefore, it can be concluded that metal component with the low metal sulfate decomposition temperature is the pre-requisite condition of the catalysts for $SO_3$ decomposition reaction.

3상 생물막유동층반응기를 이용한 황화수소와 암모니아의 동시제거

  • 박진수;문종혜;김종우;김동욱;오광중
    • 한국생물공학회:학술대회논문집
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    • 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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    • pp.339-342
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    • 2000
  • 황화수소와 암모니아 함유악취의 동시처리를 위해 Thiobacillus sp.IW가 함유된 3상 생물막유동층반응기를 사용하였다. 본 연구에서 황화수소는 미생물에 의해 산으로 전환되었으며 이어서 유입된 암모니아와 반응하여 황산암모늄이 생성됨으로서 양성분은 제거되었다. 황화수소의 경우 45 mg/l h의 유입량에서도 거의 완전한 처리 효율을 보여주었으나, 암모니아의 경우 유입량이 10 mg/l h에서 증가함에 따라 처리효율은 점차 감소하였다.

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흑연에 황산을 Intercalation 시킬 때의 Mechanism 규명 (II. 화학적 방법에 의한 Graphite Salts의 중간상에 관한 연구) (Mechanism of Intercalation Compounds in Graphite with Hydrogen Sulfate (II. Study of Intermediate Phase between 2 stage and 1 stage in Graphite Hydrogen Sulfate))

  • 고영신
    • 한국세라믹학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.408-414
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    • 1988
  • This thesis is 2nd thesis from "Mechanism of Intercalation Compounds in Graphite with Hydrogen sulfate(J. Korea Cer. Soc. Vol. 22. No.6, 1985). We have oxidized natural Graphite flakes(0.1~0.2mm., Kropfm hl passau in Deutchland. S40) with a solution of CrO3 in H2SO4. Whilst persulfate ions were intercalated, too, below 7$^{\circ}C$, no evidence for intercalation of a peroxo compound was found at 22$^{\circ}C$. The reaction was interrupted after various times by filtering and washing with concentrated H2SO4. X-ray diffraction showed that the 2nd stage compound had already been formed after 2 minutes. We could only follow further oxidation to the blue stage compound which was completed after 35 minutes. We have found six distinct intermediate stage between 2nd stage and 1 stage. Experiments are described on the formation of intermediate stage color and X-ray diffraction analysis.ysis.

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