• 제목/요약/키워드: Hydrogen system

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잡초종(雜草種)에 대한 Paraquat 독성(毒性) : 내성종(耐性種)과 감수성(感受性) 종간(種間)의 반응(反應) 차이(差異) (Paraquat Toxicity in Weed Species : Difference in Physiological Responses between Tolerant and Susceptible Species)

  • 강병화;심상인
    • 한국잡초학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.224-231
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    • 1995
  • Paraquat에 대한 잡초종(雜草種)의 다양한 반응(反應)은 여러 가지 요인에 의한다. Paraquat에 대하여 내성종(耐性種)과 감수성종(感受性種)은 가시적(可視的)인 피해율(被害率)의 차이(差異)를 비롯하여 체내(體內) 물질(物質) 변화(變化)의 차이(差異)는 물론 체내(體內) 효소(酵素) 활성(活性)의 차이(差異) 등을 나타났다. 내성종(耐性種)은 paraquat에 의한 photosystem II의 활성(活性) 저하(低下) 정도가 감수성종(感受性種)보다 작았으며, 지질(脂質)의 과산화(過酸化) 정도(程度) 역시 내성종(耐性種)에서 낮았다. 체내(體內) 물질(物質) 중 엽록소(葉綠素)는 paraquat에 의해 줄어들었으나 환원당(還元糖)의 경우는 paraquat의 농도(濃度)가 높아질수록 증가하였다. 항산화제(抗酸化劑)인 glutathione의 경우 처리농도(處理濃度)가 증가함에 따라 함량(含量)이 증가하는 경향이었으나 내성종(耐性種)과 감수성종(感受性種)의 구분은 뚜렷하지 않았다. 항산화효소(抗酸化酵素)인 glutathione reductase의 활성(活性)은 내성종(耐性種)에서 높게 나타났으며, superoxide dismutase의 경우는 paraquat의 처리농도(處理濃度)가 증가함에 따라 그 활성(活性)이 증가하였다. 체내대사(體內代謝)의 주요 효소(酵素)들인 catalase, NADPH-cytochrome c reductase, malate dehydrogenase의 활성(活性)은 catalase의 경우 저농도(低濃度)의 paraquat에 의해서는 활성(活性) 저하(低下) 정도(程度)가 낮은 반면 나머지 두 효소(酵素)는 저농도(低濃度)에서부터 급격한 활성저하(活性低下)가 나타났다.

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음식물쓰레기의 특성이 메탄생성량에 미치는 영향분석 (Effect of food waste properties on methane production)

  • 이수관;최홍림;이준희
    • 유기물자원화
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    • 제22권3호
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    • pp.11-22
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    • 2014
  • 음식물 쓰레기는 산완충능(buffer capacity)이 충분하지 않아 포집과 운송기간 동안 유기산이 축적될 수 있고 몰리브덴이나 코발트와 같은 미량원소가 부족할 수 있기 때문에 가축분뇨는 음식물 쓰레기와 혼합소화 시 부족한 메탄생성량을 보충할 수 있는 혼합기질로서 적합한 것으로 판단된다. 본 논문에서는 성공적인 혐기공정 설계 및 안정적 운영을 위한 우리 나라 유래 대상기질의 실제성상 특징과 메탄가스 발생사이의 상관성을 알아보고자 하였다. 서울시의 8개 기초자치단체(강남, 강동, 송파, 영등포, 관악, 구로, 동작, 용산)의 음식물 쓰레기 중간 집하장이나 처리시설에서 음식물 쓰레기를 채취하였다. 음식물 쓰레기의 고형물 함량은 평균 16%를 보였고 잠재 메탄발생량은 평균 $446.6STP-m{\ell}/g-VS$로서 $334.8{\sim}567.5STP-m{\ell}/g-VS$의 범위를 가진다. 우분의 고형물 함량과 잠재메탄 발생량은 각각 평균 26%과 $280.6STP-m{\ell}/g-VS$로 타나났다. 잠재 메탄발생량은 고위발열량, 지방 함량, 탄소함량, 수소함량과 양의 상관관계를 가지고 탄수화물 함량과 음의 상관관계를 가지는 것으로 나타났다($r^2>0.8$). 따라서 이러한 기질특성 분석결과를 통해 잠재 메탄발생량을 비교적 정확하게 예측하였다. 본 연구에서는 단일 기질과 잠재 메탄발생량을 분석하였으나 향후는 최대 메탄발생량을 위하여 혼합기질 (음식물쓰레기, 가축분뇨, 수분조절제 등)의 최적조합을 결정하는 연구가 수행하여야 할 것으로 여겨진다.

다중 초음파 조사 반응조에서의 TCE의 초음파 분해 (Sonolysis of Trichloroethylene in the Multi Ultrasound Irradiation Reactor)

  • 이민주;오재일
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권10호
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    • pp.873-882
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    • 2009
  • 584 kHz 정사각형 Batch형 초음파 반응조를 이용하여 TCE (Trichloroethylene)의 초음파 분해에 대한 연구를 수행하였다. 단면 조사 조건에서 초음파 시스템에서의 중요한 운전인자인 초음파 출력과 수용액 온도 조건의 영향에 대한 기초 연구를 수행하였으며, 다중 조사 조건에서의 초음파 출력 분배와 조사각에 따른 초음파 효과에 대해 고찰함으로써 제작된 반응조의 처리 효율을 검증하였다. 단면 조사 조건에서 초음파의 출력을 100에서 300 W로 단계적으로 증가시킬 때 TCE의 분해 속도 상수와 $H_2O_2$의 발생 속도 상수, 그리고 TCE의 무해화(mineralization) 정도의 판단 지표인 chloride의 발생 또한 모두 함께 증가하였다. 한편 초음파 출력 200 W 조건에서 수용액의 온도를 10에서 $30^{\circ}C$로 증가시킴에 따라 TCE 저감 속도 상수와 $H_2O_2$ 발생 속도 상수는 증가한 반면, chloride 발생은 오히려 감소하였다. 다중 조사 조건에 대한 실험 결과 300 W의 초음파 출력을 1, 2(직각), 2(정면), 3, 그리고 4면의 조사면에 따라 분배하였을 때 TCE의 분해 속도 상수는 4면 > 3면 > 단면 > 2면 정면 > 2면 직각의 순으로 조사면 수가 많아질수록 다소 증가하는 경향을 나타내었다. 그러나 최대, 최소값의 큰 차이는 나타나지 않았다. 300 W와 450 W의 출력 조건에서 2면 정면과 직각 분배 조건에 대한 실험 결과를 비교한 결과 TCE의 분해 속도 상수는 거의 비슷하였으나 $H_2O_2$는 2면 정면 조건에서 더욱 많이 발생하는 것으로 나타났다.

이성분계 단백질 혼합물의 미세막 분리공정에서 막오염에 관한 연구 (Fouling Study with Binary Protein Mixtures in Microfilration)

  • 안병훈;문동주;유계상
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제43권2호
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    • pp.236-242
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    • 2005
  • 대표적인 단백질 물질인 bovine serum albumin(BSA), lysozyme, pepsin, casein 그리고 ovalbumin의 이성분계 단백질 혼합물의 미세 분리 막에서 보이는 막 오염 현상에 관한 실험을 고찰하였다. 트랙 에치법에 의해 제조된 $0.2{\mu}m$ 폴리카보네이트 미세 막을 이용하여 단백질 혼합물 용액의 조성과 종류가 여과유량감속에 미치는 영향에 대한 실험을 일정한 압력(14 kPa)과 수소이온농도(pH=11) 하에서 수행하였다. 각각의 이성분 단백질 혼합물에 대한 막오염 현상을 확인하였으며, 유량 감속 데이터는 최근에 개발된 pore blockage-cake formation 모델을 이용하여 분석한 결과, 실험 결과와 일치하였다. 이성분계 단백질 혼합물의 조성과 단백질 종류가 막오염 및 유속변화에 미치는 영향은 공극막힘속도(${\alpha}$), 단백질 침적층의 초기 저항($R_{po}$) 및 단백질 저항의 증가속도(${\beta}$)에 의해 설명 할 수 있었다. 대체로 공극막힘속도의 변화는 유속감소현상과 일치함을 알 수 있으며, 특히 casein이 존재하는 단백질 혼합물에서의 급격한 유량감속은 casein에 의한 단백질 침적층의 초기저항에 크게 기인된 것으로 판단된다.

고분자전해질 연료전지의 성능과 안정성 시험을 위한 단위전지의 시간 경과에 따른 모델링: 일산화탄소 피독현상에 의한 효과 (Time-Dependent Modeling of Performance Degradation for PEMFC Single Cell System to Evaluate the Cell Performance and Durability: Effects of CO Poisoning)

  • 김종식;김필;주지봉;김우영;이종협
    • 청정기술
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    • 제14권1호
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    • pp.61-68
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    • 2008
  • 연료전지기술은 환경적으로 유해한 오염물질을 발생시키지 않으려, 높은 에너지 밀도를 가지는 청정에너지기술이다. 특히 고분자전해질 연료전지(Polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)는 넓은 응용분야로 인해 최근 큰 관심을 받고 있으며, 폭넓은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 단위전지 내 연료극(anode) 및 공기극(cathode) 촉매 층을 대상으로 고분자전해질연료전지의 운전시간 경과에 대한 성능변화 및 안정성을 예측하는 모델링을 수행하였다 촉매층에서 발생하는 단위전지의 주요한 성능감소 원인으로 연료극에서의 일산화탄소 피독 현상을 고려하였다. 전지의 장기간 운전모델링 결과 연료극에 공급되는 기체 내의 일산화탄소 비율이 클수록 단위전지성능의 안정성이 크게 감소되는 것으로 나타났다. 또한 장기 운전시 공기극의 느린 산소환원반응과 백금의 용해와 소결에 의해 전지의 성능이 감소되는 것으로 나타났다. 이들을 극복하는 방안으로 연료극에 공급되는 수소의 비율을 높이고 공기극의 촉매층 내에 있는 백금양을 높이는 것을 제안하고자 한다.

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치과기공소 주조체 산세척과정에서 발생하는 폐수내 중금속 농도 (A Study on Heavy Metal Concentrations in Waste Water Produced in the Casting Pickling Process at Dental Technical Laboratories)

  • 정다이;사공준
    • 한국환경보건학회지
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    • 제44권1호
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    • pp.55-62
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    • 2018
  • Objectives: This study set out to measure the heavy metal concentrations in waste water produced in the casting pickling process at dental technical laboratories and examine the actual state of its treatment. Methods:The investigator measured the concentrations of each heavy metal at 55 dental technical laboratories using an inductively coupled plasma optical emission system. Results: The annual usage of electrolytes was under 10 L in 50 (90.9%), and was 10L or more in five (9.1%) laboratories. Among the laboratories, 15 (27.3%) commissioned the treatment of waste,12 (21.8%) treated the waste with general sewage,and 28 (50.9%) treated the waste in aseptic tank. The arithmetic $mean{\pm}standard$ deviation and the geometric mean of chrome(Cr) were $75.3{\pm}50.9$ and 58.3 mg/L; those of cobalt (Co) were $112.3{\pm}106.7$ and 66.1 mg/L; those of nickel (Ni) were $62.9{\pm}83.5$ and 8.9 mg/L; those of molybdenum (Mo) were $17.1{\pm}13.4$ and 12.0 mg/L; those of iron (Fe) were $31.5{\pm}44.1$ and 6.2 mg/L; those of lead (Pb) were $0.3{\pm}0.3$ and 0.3 mg/L; those of beryllium (Be) were $3.6{\pm}3.6$ and 2.0 mg/L. The hydrogen ion concentration was under pH 2 across all the samples. Conclusions: The findings show that the dental technical laboratories were not doing well with the separation, storage, collection, and treatment of the electrolytes they discarded, and that most of the electrolytes were introduced through the general sewage or aseptic tank. The causes of this include alack of perception among the practitioners at dental technical laboratories and contracted companies avoiding collection for economic reasons. There is a need for education to improve the perceptions of waste water treatment among the practitioners at dental technical laboratories. Environment-related departments should be stricter with legal applications in the central and local governments. It is also required to provide proper management of commissioned treatment.

In vitro evaluation of nano zinc oxide (nZnO) on mitigation of gaseous emissions

  • Sarker, Niloy Chandra;Keomanivong, Faithe;Borhan, Md.;Rahman, Shafiqur;Swanson, Kendall
    • Journal of Animal Science and Technology
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    • 제60권11호
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    • pp.27.1-27.8
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    • 2018
  • Background: Enteric methane ($CH_4$) accounts for about 70% of total $CH_4$ emissions from the ruminant animals. Researchers are exploring ways to mitigate enteric $CH_4$ emissions from ruminants. Recently, nano zinc oxide (nZnO) has shown potential in reducing $CH_4$ and hydrogen sulfide ($H_2S$) production from the liquid manure under anaerobic storage conditions. Four different levels of nZnO and two types of feed were mixed with rumen fluid to investigate the efficacy of nZnO in mitigating gaseous production. Methods: All experiments with four replicates were conducted in batches in 250 mL glass bottles paired with the ANKOM$^{RF}$ wireless gas production monitoring system. Gas production was monitored continuously for 72 h at a constant temperature of $39{\pm}1^{\circ}C$ in a water bath. Headspace gas samples were collected using gas-tight syringes from the Tedlar bags connected to the glass bottles and analyzed for greenhouse gases ($CH_4$ and carbon dioxide-$CO_2$) and $H_2S$ concentrations. $CH_4$ and $CO_2$ gas concentrations were analyzed using an SRI-8610 Gas Chromatograph and $H_2S$ concentrations were measured using a Jerome 631X meter. At the same time, substrate (i.e. mixed rumen fluid+ NP treatment+ feed composite) samples were collected from the glass bottles at the beginning and at the end of an experiment for bacterial counts, and volatile fatty acids (VFAs) analysis. Results: Compared to the control treatment the $H_2S$ and GHGs concentration reduction after 72 h of the tested nZnO levels varied between 4.89 to 53.65%. Additionally, 0.47 to 22.21% microbial population reduction was observed from the applied nZnO treatments. Application of nZnO at a rate of $1000{\mu}g\;g^{-1}$ have exhibited the highest amount of concentration reductions for all three gases and microbial population. Conclusion: Results suggest that both 500 and $1000{\mu}g\;g^{-1}$ nZnO application levels have the potential to reduce GHG and $H_2S$ concentrations.

Biological Inspiration toward Artificial Photostystem

  • Park, Jimin;Lee, Jung-Ho;Park, Yong-Sun;Jin, Kyoungsuk;Nam, Ki Tae
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.91-91
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    • 2013
  • Imagine a world where we could biomanufacture hybrid nanomaterials having atomic-scale resolution over functionality and architecture. Toward this vision, a fundamental challenge in materials science is how to design and synthesize protein-like material that can be fully self-assembled and exhibit information-specific process. In an ongoing effort to extend the fundamental understanding of protein structure to non-natural systems, we have designed a class of short peptides to fold like proteins and assemble into defined nanostructures. In this talk, I will talk about new strategies to drive the self-assembled structures designing sequence of peptide. I will also discuss about the specific interaction between proteins and inorganics that can be used for the development of new hybrid solar energy devices. Splitting water into hydrogen and oxygen is one of the promising pathways for solar to energy convertsion and storage system. The oxygen evolution reaction (OER) has been regarded as a major bottleneck in the overall water splitting process due to the slow transfer rate of four electrons and the high activation energy barrier for O-O bond formation. In nature, there is a water oxidation complex (WOC) in photosystem II (PSII) comprised of the earthabundant elements Mn and Ca. The WOC in photosystem II, in the form of a cubical CaMn4O5 cluster, efficiently catalyzes water oxidation under neutral conditions with extremely low overpotential (~160 mV) and a high TOF number. The cluster is stabilized by a surrounding redox-active peptide ligand, and undergo successive changes in oxidation state by PCET (proton-coupled electron transfer) reaction with the peptide ligand. It is fundamental challenge to achieve a level of structural complexity and functionality that rivals that seen in the cubane Mn4CaO5 cluster and surrounding peptide in nature. In this presentation, I will present a new strategy to mimic the natural photosystem. The approach is based on the atomically defined assembly based on the short redox-active peptide sequences. Additionally, I will show a newly identified manganese based compound that is very close to manganese clusters in photosystem II.

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Linoleic acid 산화생성물(酸化生成物)의 DNA손상작용에 있어서의 활성산소종(活性酸素種)의 역할 (The Role of Active Oxygen on DNA Damage by Linoleic Acid Peroxidation Products)

  • 김선봉;강진훈;이용우;김인수;박영호
    • 한국식품과학회지
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    • 제19권4호
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    • pp.311-316
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    • 1987
  • 지질산화에 의한 DNA손상작용기구를 구명하기 위하여 linoleic acid와 DNA의 반응계에 각종(各種)의 활성산소소거제(活性酸素消去劑)를 첨가하여 $37^{\circ}C$에서 반응시키고 linoleic acid산화에 의하여 생성하는 활성산소종(活性酸素種)의 DNA손상작용을 조사하였는데 다음과 같은 결과를 얻었다. 첨가한 활성산소소거제중(活性酸素消去劑中) ${\alpha}-tocopherol$과 SOD가 DNA손상을 크게 억제하여 linoleic acid산화에 의한 DNA손상작용에는 일중항산소와 superoxide anion이 크게 영향을 미쳤으며 그중에서도 일중항산소가 더욱 크게 영향을 미친 것으로 나타났다. 반면에, 수산(水酸) radical과 과산화수소는 DNA손상에 크게 영향을 미치지 않았다. 또한, linoleic acid와 DNA가 공존(共存)하는 경우에만 DNA의 손상이 일어나는 것을 알 수 있었다. 활성산소소거제(活性酸消去劑)를 첨가한 반응계에서 linoleic acid만의 대조구에 비하여 POV와 공액diene의 증가를 크게 억제하였으며 그중에서도 SOD와 ${\alpha}$-tocopherol의 항산화능이 가장 큰 것으로 나타나 지질산화과정에서의 활성산소종(活性酸素種)의 관여는 각각 다른 형태로 이루어지는 것을 알 수 있었다.

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전개판에 대한 수직해법 - 3 . 슬롯에 따른 단순만곡형전개판의 성능분석 - (Computational Fluid Analysis for the Otter Boards - 3 . Efficiency Analysis of the Single Cambered Otter Boards for the Various Slot Position -)

  • 고관서
    • 수산해양기술연구
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    • 제27권4호
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    • pp.278-285
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    • 1991
  • 현재 사용되고 있는 전개판의 성능을 보다 향상시키기 위한 방안으로 비행기의 익이론에 기초를 두고, 전개판의 경계층을 흡입하거나 제거하는 방법 중에서 역류역을 흡입하는 슬롯(slot)을 전개판에 적용하였다. 성능분석을 위해서 단순만곡형전개판에 슬롯이 없는 기준형과 슬롯의 위치에 따른 5종의 모형전개판에 대하여 성능실험과 가시화실험을 통하여 그 성능과 유체역학적 특성을 비교해 보았다. 실험결과를 요약하면 다음과 같다. \circled1 최대전개력계수는 0.6C, 0.4C, 기준형, 0.8C, 0.2C의 순으로, 슬롯의 위치 0.6C인 전개판이 영각 27$^{\circ}$에서 1.59로 가장 우수하였다. \circled2 항력계수는 슬롯의 위치가 후연으로 갈수록 감소하며, 슬롯을 준 경우가 기준형보다 작게 나타났다. \circled3 양항비는 0.6C, 0.4C, 0.8C, 0.2C, 기준형의 순으로 모두 기준형보다 높게 나타났다. \circled4 0.2C, 0.4C 및 0.6C의 전개판이 기준형과 0.8C의 전개판보다 박리가 후연에서 발생하였다. \circled5 전개판의 전.후면에서 유속차는 영각 15$^{\circ}$~25$^{\circ}$까지는 점차 증가하고, 30$^{\circ}$에서는 감소하는 것으로 나타났다. \circled6 박리역의 크기는 0.6C의 전개판에서 가장 적게 나타났다.

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