Song, Man-K.;Li, Xiang-Z.;Oh, Young-K.;Lee, Chang-Kyu;Hyun, Y.
Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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제24권1호
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pp.130-136
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2011
Methane is known to be one of the major greenhouse gases. On a global scale, livestock farming may contribute 18% of total greenhouse gas emissions. Though methane contribution is less than 2% of all the factors leading to global warming, it plays an important role because it is 21 times more effective than carbon dioxide. Methane emission is a direct result of the fermentation process performed by ruminal microorganisms and, in particular, the archael methanogens. Reducing methane emission would benefit both ruminant production and the environment. Methane generation can be reduced by electron-sink metabolic pathways to dispose of the reducing moieties. An alternative way for methane control in the rumen is to apply inhibitors against methanogens. Generating methane from manure has considerable merit because it appears to offer at least a partial solution to two pressing problems-environmental crisis and energy shortage. An obvious benefit from methane production is the energy value of the gas itself. Control of methane emission by rumen microbes in Korea has mainly been focused on application of various chemicals, such as BES and PMDI, that inhibit the growth and activity of methanogens in the rumen. Alternatives were to apply long-chain polyunsaturated fatty acids and oils with or without organic acids (malate and fumarate). The results for trials with methane reducing agents and the situation of biogas production industries and a typical biogas plant in Korea will be introduced here.
Poly-${\beta}$-hydroxybutyrates(PEB)는 토양에서 완전히 이산화탄소와 물로 분해되는 세포 내에 생성되는 고분자 물질로 잘 알려져 있다. Alcaligenes eutrophus의 세포 성장과 PHB의 생산성을 증가시키기 위해서 가압배양법이 사용되었다. 실험 데이타를 다양한 가압과 온도하에서 탄소 공급원과 기체성분의 영향에 관해서 분석한 결과 0.0075vvm의 기체수소를 공급한 배양이 수소를 공급하지 않은 배양에 비해 더 나은 PEB 생산성을 나타내었고, 6atm, $30^{\circ}C$에서 산소의 성분비를 2%에서 8%로 변화시켰을 때 더 높은 수율과 PEB의 생산성을 얻을 수 있었다.
수소-이산화탄소(5:1) 혼합가스 순환장치를 장착한 반응기를 이용하여 독립영양형 메탄생산세균을 농화하였으며, 생산된 메탄의 농도는 10%미만이었다. 30일 이상 농화배양한 후 16S-rDNA 동질성을 이용하여 반응기에서 생장하고 있는 세균을 분석한 결과 수소를 단일 에너지 원으로 이용하는 Methanobacterium curvum와 Methanobacterium oryzae로 확인되었다. 농화된 세균을 hollow-fiber수소 공급장치를 장착한 반응기에 배양하여 메탄의 농도를 30%까지 향상하였다. 그러나 농화된 세균을 hollow-fiber 수소 공급장치와 미량의 수소를 생산하고 전기화학적 환원성 환경을 유도할 수 있는 장치를 장착한 복합형 반응기에 적용한 결과 메탄의 생산성은 50%가지 향상하였다. 이러한 결과는 독립영양형 메탄생산세균을 농화 또는 대량 배양하기 위해서 hollow-fiber 수소 공급장치와 전기화학적 환원력을 복합적으로 이용하는 것이 유리하다는 것을 보여주는 것이다.
Ootsubo, T.;Kawakita, H.;Kobayashi, H.;Usui, F.;AKARI SOSOS team, AKARI SOSOS team
천문학논총
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제27권4호
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pp.161-164
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2012
We performed a spectroscopic survey for cometary volatiles with the Infrared Camera onboard the Japanese infrared satellite AKARI. The observations were carried out in the near-infrared wavelength range in the period from 2008 June to 2010 January. In this paper, we summarize the observations and results of the AKARI survey for the mixing ratios of major volatiles in comets. We derived the $2.5-5{\mu}m$ spectra of 18 comets including both Oort cloud comets and Jupiter-family comets. Prominent emission bands in the observed spectra are the fundamental vibrational bands of water ($H_2O$) at $2.7{\mu}m$ and carbon dioxide ($CO_2$) at $4.3{\mu}m$. The fundamental vibrational band of carbon monoxide (CO) at $4.7{\mu}m$ and the broad emission feature probably related to C-H bearing molecules can also be recognized around the $3.4-3.5{\mu}m$ region in some comets. We detect $CO_2$ in 17 out of 18 comets, and derived gas production rate ratios of $CO_2$ with respect to $H_2O$ in 17 comets. We detect a reliable CO emission band only in three of the comets. Our data set provides the largest homogeneous database of $CO_2/H_2O$ ratios in comets obtained so far.
클로알칼리(CA) 멤브레인법은 이온전도성 고분자전해질을 이용한 염수전기분해공정을 의미하며, 전통적으로는 가성소다와 염소 생산을 목적으로 하고 있다. CA 멤브레인법은 기존 클로알칼리 공정으로 사용되어왔던 수은법 및 격막법에 비해 환경적 유해성이 낮으며, 에너지비용을 상당히 감소시킬 수 있다는 장점을 나타낸다. 본 총설에서는 멤브레인법의 기본개념 및 특징, 핵심기술에 관한 내용을 다루고자 한다. 또한 높은 에너지비용을 갖는 염수전기분해에 대한 에너지 절감효과를 달성하기 위한 시스템 집적화기술, 산소탈분극전극 기술과 이종 기술과의 하이브리드를 통한 고도 CA 시스템기술의 예로서의 이산화탄소 직접전환기술에 대해 논할 것이다. 마지막으로, 멤브레인법에 기반한 국내외 CA 기술동향을 소개할 것이다.
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.
본 연구는 최근 논란이 되고 있는 '저탄소차 협력금제도'에 대해 살펴보고자 한다. 제도 도입의 취지와 목적, 필요성 등을 통해 자동차 산업 발전을 위한 대안은 무엇인지 제시하고자 하였다. 저탄소차 협력금제도의 도입은 차량구입비용에 큰 변화를 가져옴으로써 차량구매관행을 크게 변화시킬 수 있으며, 이를 통해 차량에서 배출되는 온실가스의 감축 효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다. 그러나 제도의 성공적 정착을 위해서는 무엇보다도 국민들이 공감할 수 있는 적절한 수준에서 보조금-부담금 구간 설정이 이루어져야 할 것이다. 또한 제도 시행 이전에 자동차 관련 기존 세제에 대한 조정, 부담금의 분할 징수 등의 방안에 대해서도 충분한 검토가 있어야 할 것으로 여겨진다. 자동차 제작사의 경우 제도시행 시점까지 수입차와 동등한 수준의 이산화탄소 배출량을 기록할 수 있도록 기술개발에 최선을 다해야 할 것이며, 정부 역시 이러한 노력에 대한 지원을 강화해야 할 것이다.
이산화탄소를 포함하는 온실가스의 증가로 인한 기후변화 영향을 저감하기 위해 최근 이산화탄소의 포집 및 저장(CCS)과 관련된 많은 연구들이 이루어지고 있다. 포집된 이산화탄소의 저장은 저장용량이 큰 육상/해상의 유 가스전, 대수층, 석탄층과 같은 지질구조를 이용한다. 이산화탄소의 포집 및 저장과정에서 예상되는 가장 중요한 문제는 이산화탄소의 환경 중 유출에 의해 발생할 수 있다. 사업과정 또는 이후의 이산화탄소의 유출은 잠재적으로 환경 변화 및 서식 생물에 심각한 위해를 미칠 수 있는 것으로 우려된다. 저장된 이산화탄소의 유출에 의한 환경 위해를 최소화하고 과학적으로 관리하기 위해서는 환경위해성평가 결과를 바탕으로 위해도 저감 및 관리가 이루어져야 할 것이다. 위해성평가는 기본적으로 효율적인 위해도 관리를 위한 정책 결정 도구로 활용되며, 예상되는 위해요인과 인간 및 생태계에 미치는 영향과의 관계에 대한 신뢰성 있는 자료를 바탕으로 노출평가와 영향평가를 수행한 후 위해도를 산정하는 과정이다. 최근 국제해사기구(IMO)는 해저 지중저장 사업을 위한 위해성평가 체계에 대한 일반 지침서를 제시하였고, 모든 해저 지중저장 사업의 수행 주체는 이 지침서를 기본으로 사업 수행 전 과정에 대한 위해성평가관리 체계를 마련하도록 요구하고 있다. 이 지침서는 이산화탄소의 해저 지중저장에 대한 환경위해성평가는 저장 지역에 대한 특성파악, 유출시나리오에 기반한 노출평가, 누출된 이산화탄소에 의한 생물에 대한 직접적인 영향 및 환경 변화에 의한 간접적인 영향이 고려된 영향평가 등을 포함한다. 국내에서 시도되는 이산화탄소의 포집 및 해저 지중저장사업 또한 IMO의 지침서를 기반으로 하되 사업과 환경 특성에 적합한 위해성평가관리 시스템을 구축할 필요가 있다. 국내의 이산화탄소 해양 지중저장사업에 대한 위해성평가관리 체계 마련을 위해서는, 후보지역의 환경 특성에 대한 연구를 바탕으로 해양환경에서 이산화탄소의 물리화학적 거동에 대한 이해, 육상 및 해양환경의 배경 조건 및 특성 파악, 포집 후 수송, 지중저장 지질구조에 적합한 개연성 있는 유출시나리오에 기반을 둔 노출평가와 국내 생물종을 이용한 생태영향평가 자료의 생산과 DB화, 그리고 유출 감시 및 환경 모니터링 기법 개발 등이 반드시 이루어져야 한다.
Reducing carbon dioxide ($CO_2$) exhaust has become a major issue for society in the last few years, especially since the initial release of the Kyoto Protocol in 1997 that strictly limited the emissions of greenhouse gas for each country. One of the primary sectors affecting the levels of atmospheric greenhouse gases is agriculture where $CO_2$ is not only consumed by plants but also produced from various types of soil and agricultural ecosystems including greenhouses. In greenhouse cultivation, $CO_2$ concentration plays an essential role in the photosynthesis process of crops. Optimum control of greenhouse $CO_2$ enrichment based on accurate monitoring of the added $CO_2$ can improve profitability through efficient crop production and reduce environmental impact, compared to traditional management practices. In this study, a sensor-based control system that could estimate the required $CO_2$ concentration considering emission from soil for cucumber greenhouses was developed and evaluated. The relative profitability index (RPI) was defined by the ratio of growth rate to supplied $CO_2$. RPI for a greenhouse controlled at lower set point of $CO_2$ concentration (500 ${\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$) was greater than that of greenhouse at higher set point (800 ${\mu}mol{\cdot}mol^{-1}$). Evaluation tests to optimize $CO_2$ enrichment concluded that the developed control system would be applicable not only to minimize over-exhaust of $CO_2$ but also to maintain the crop profitability.
$CO_2$ sensor was used only one solid electrolyte in many cases. To improve the sensing characteristics of $CO_2$ sensors, solid electrolyte $CO_2$ sensor has been developed by bi-electrolyte type sensor using Na-Beta-alumina and YSZ. However, in many further studies, bi-electrolyte type sensor was made by pellet pressed by press machine and additional treatment for formation of interface. In the aspect of mass production, using thick film and additional treatment is not suitable. In this study, $CO_2$ sensor was fabricated by bi-electrolyte structure which was made by an NBA paste layer deposited on YSZ pellet and fired at $1650^{\circ}C$ for 2 hour. The formation of stable interface between YSZ and NBA were confirmed by SEM image. When the type IV electrochemical cell arrangement represented by $CO_2,O_2,Pt{\mid}Li_2CO_3-CaCO_3{\parallel}NBA{\parallel}YSZ{\mid}O_2,Pt$ is used to measure the $CO_2$ concentration in air. This sensor EMF should depend only on the concentration of $CO_2$ by logarithmic. Also, sensor shows $P_{CO_2}$ and EMF relationship like nerstian reaction at a temperature of $450^{\circ}C$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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