$Ni/CeO_2-ZrO_2$ 촉매를 이용하여 수소 제조를 위한 메탄의 자열개질반응 특성을 조사하였다. 메탄의 자열개질반응에서 촉매의 활성과 안정성을 향상시키기 위해 알루미나가 코팅된 금속 모노리스를 사용하였으며, 금속모노리스 촉매체는 높은 반응온도에서 분말형태의 촉매에 비해 높은 메탄 전환율을 나타내었다. 자열개질반응에 있어서 $H_2O/CH_4/O_2$의 비는 전환율에 영향을 미치는 중요한 변수임을 알 수 있었다. $H_2O/CH_4$ 비가 증가함에 따라 수소 수율은 증가되고, 또한 $O_2/CH_4$ 비가 증가함에 따라 메탄 전환율은 증가하지만 수소 수율은 감소하였다. $Ni/CeO_2-ZrO_2$ 촉매에 0.5 wt%의 귀금속 촉매인 Ru 첨가로 인해 낮은 반응온도에서 촉매 활성이 향상되었다.
현재까지 수소는 주로 천연가스의 연료 개질에 의해 발생된 합성가스를 이용해 생산된다. 합성가스 내의 수소 수율을 높이기 위해선 추가적인 공정이 필요하다. 하지만, 수소의 수율 향상을 위한 공정에는 별도의 에너지원과 경제적 비용이 수반된다. 그러므로 보다 효율적으로 합성가스를 활용하기 위해 그 자체로 혼합물로 이용하는 방법에 관한 관련 연구들이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 30kW급 발전용 스파크 점화 가스엔진에서 메탄/합성가스 혼합물이 엔진의 주요 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 그 결과 메탄/합성가스 혼합물에 의해서 최대 실린더 내부 압력과 그 때의 크랭크 각도와 같은 엔진 내 연소 현상은 개선되는 것으로 나타났다. 이를 통해 메탄-합성가스 혼합물의 연료 전환 효율은 메탄-수소 혼합물의 약 98% 수준으로 향상시킬 수 있고 질소산화물 배출량은 메탄-수소 혼합물의 약 12%만큼 감소시킬 수 있다.
본 연구에서는 다양한 수소 생산 방법 중 하나인 천연가스 수증기 개질반응(natural gas steam reforming reaction)에 대해 일반적인 충전층반응기와 반응기와 수소분리기가 결합된 새로운 형태의 분리막 반응기에서의 성능에 대한 비교분석을 수행하였다. Xu 와 Froment에 의해 기존에 발표된 실험결과를 바탕으로 상업용 화학공정모사기인 Aspen $HYSYS^{(R)}$ 모델이 개발되었으며, 반응온도, $H_2$ 투과량, Ar 유량 등이 분리막 반응기에서의 반응물의 전환율 및 $H_2$ 수율 향상도에 미치는 영향에 대해 분석한 결과 분리막 반응기에서 보다 많은 양의 수소수율 및 메탄전환율이 확인되었다. 더 나아가, 전체 시스템에서 필요로 하는 열량을 공급하기 위해 요구되는 천연가스의 양에 초점을 맞춰 분리막 반응기에서의 원가절감 가능성을 평가한 결과, 분리막 반응기에서 10.94%의 원가절감이 관찰되었다.
본 연구는 온도와 pH변화에 따른 처리특성을 S-COD, T-COD, SS, 처리율의 경시변화, 슬러지전환율, SVI 및 유출수 pH의 변화 등을 중심으로 연속포기식과 간헐포기식의 활성슬러지법의 처리특성을 비교하였다. 실험결과 온도보청계수($\theta$)는 연속포기시 1.0~1.061, 간헐포기시는 1.0~1.086으로 나타나 극미하기는 하나 간헐포기시가 온도에 민감한 것으로 나타났으며, 슬러지전환율은 간헐포기시가 연속포기시에 비해 적은 것으로 나타나 보다 경제적이었다. 한편 pH를 변화시킬 경우 양 반응기 모두 산 쪽에서 미미한 악화를 보이나 알칼리 쪽에서는 개선됨을 보여주었고, 전체적으로 처리수의 수질과 유출수의 pH 변화폭 등을 고려할 때 연속포기시에 비해 간헐포기시가 양호하였다.
본 논문에서는 수산화코발트[Co(OH)2] 층간 소재를 초음파(sonication) 액상 박리 공정을 사용하여 얇은 2차원 나노시트(nanosheet)로 박리하였다. 상기의 Co(OH)2 촉매는 27.5 ㎡ g-1의 넓은 비표면적을 갖는 한 장의 육각 나노시트로 박리 되었다. 또한, 특성 분석 및 PET 해중합(depolymerization) 반응의 촉매로서 사용되어 고활성을 증명하였다. 해당 촉매를 사용한 PET 해중합 반응은 200 ℃에서 30 min 이내에 100%의 높은 PET전환율과 100%의 높은 BHET 수율을 보여주었다. 박리된 Co(OH)2의 재사용성을 확인하기 위해 반응 후 필터를 사용해 촉매를 회수하여 PET 해중합 반응을 진행하였다. 총 4번의 재사용 동안 100%의 PET 전환율과 100%의 BHET 수율을 보여주어 촉매의 우수한 안정성을 증명하였다.
This study was conducted to determine the rumen fermentation dynamics of lupin flakes and elucidate the effects of lupin flake supplementation on the growth performance, blood metabolites, and carcass characteristics of Hanwoo steers. In vitro and in situ trials of lupin grains and lupin flakes were conducted using three Hanwoo cows with rumen fistulas. The feeding trial included 40 early-fattening Hanwoo steers randomly divided into four groups: control, T1, T2, and T3. Their formula feed contained 0%, 3%, 6%, and 9% lupin flakes, respectively. In vitro rumen pH and ammonia concentrations were lower in the lupin flake group than in the lupin grain group after 6 and 24 h of incubation, respectively (p < 0.05). Concentrations of propionate, butyrate, and total volatile fatty acids were higher in the lupin flake group than in the lupin grain group after 12 h of incubation (p < 0.05), as was the crude protein disappearance rate at 9 and 12 h of rumen fermentation (p < 0.05). Supplementation with lupin flakes did not affect the average daily gain. Compared to that in the control group, dry matter intake was lower in the lupin flake-supplemented groups (p < 0.05); the feed conversion ratio was lower in T2 and T3 (p < 0.05); and plasma total protein concentration in 29-month-old steers was lower in T1 and T3 (p < 0.05). Plasma triglyceride concentration was lower in the lupin flake-supplemented groups than in the control group (p < 0.05). The incidence rate of yield grade A was higher in T1 and T2 than in the control group; the incidence rate of meat quality 1+ grade or higher was highest in T2. The carcass auction price was higher in T2 than in the other groups. Overall, compared to whole lupin grains, lupin flakes seem to more substantially affect rumen ammonia concentrations and crude protein disappearance rate. Additionally, we suggest that supplementation with 6% lupin flake formula feed exerts positive effects on the feed conversion ratio, yield grade, and quality grade of Hanwoo steers.
상용 알루미나($Al_2O_3$)에 담지된 $M/Al_2O_3$ (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) 촉매를 함침법에 의해 제조하였으며, 이를 에탄을 자열개질반응에 의한 수소제조에 적용하였다. 각각의 촉매는 고유한 금속상을 가지는 것으로 나타났으며, 생성물의 분포는 활성금속의 종류에 크게 의존하였다. 제조된 촉매 중에서, $M/Al_2O_3$ 및 Co/$Co/Al_2O_3$는 에탄을 자열개질반응에서 매우 우수한 촉매활성을 보였다. 그러나 두 촉매상에서의 반응메커니즘은 서로 다른 것으로 나타났다. $Ni/Al_2O_3$ 촉매는 $500^{\circ}C$의 반응온도에서 100%의 에탄올 전환율을 보였으나, 수소 선택도에서는 시간에 따라 급격한 저하현상을 나타내었다. 한편 $Co/Al_2O_3$ 촉매는 수소 선택도 면에서 우수한 활성을 보였으나, 에탄올 전환율이 저조하여 수소 수율에는 큰 변화가 나타나지 않았다.
This experiment was conducted to investigate the effect of feeding TMR with or without Yukmijihwangtang meal silage on the growth performance, meat yield and quality of Hanwoo steers. Sixteen male Hanwoo steers in the late fattening period were randomly assigned to a control diet and Yukmijihwangtang meal diet, with eight heads per treatment. The supplementation of Yukmijihwangtang meal silage did not affect the feed conversion rate, ribeye area, and meat yield index of cold carcass of Hanwoo. Fat thickness of Hanwoo s loin obtained from silage supplementation was significantly lower than that of non-supplemented. Total grade in meat yield of Hanwoo from silage supplementation were higher than that of non-supplemented control. The supplementation of Yukmijihwangtang meal silage to Hanwoo decreased the marbling score significantly, but did not affect fat color, firmness, and maturity. Total grade of meat quality of Hanwoo with Yukmijihwangtang meal supplementation was lower than that of non-supplemented control. In conclusion, Yukmijihwangtang meal could be used as partial substitution (10%) in TMR for fattening cattle. However, it is considered that Yukmijihwangtang meal can be a useful feed for the periods of growing or early fattening than that of late fattening since it improved meat yield but decreased meat quality grade of Hanwoo steers.
무기 고분자인 polycarbosilane(PCS)으로부터 탄화규소 (SiC) 세라믹스로의 전환을 열산화에 의한 불융화 처리를 한 후 열분해 하는 공정과 불응화 처리를 하지 않고 열분해 하는 두 공정으로 각각 행하고, 수율 및 산소 함량을 비교하였다. 또한 두 공정으로 얻어진 SiC 세라믹스의 고온 안정성 평가를 위해 진공분위기의 고온에서 열처리 하여 무게 감량을 비교하였다. 열산화에 의한 불융화 처리를 한 후 열분해 하여 얻어진 SiC 세라믹스의 수율이 불융화 처리를 하지 않고 열분해 하여 얻어진 SiC세라믹스의 수율보다 높게 나타났으나, 이를 고온의 진공분위기에서 열처리 하였을 때는 열산화에 의해 불융화 처리를 한 공정으로부터 얻어진 SiC 세라믹스의 무게 감량이 크게 나타났다.
본 연구는 Penibacillus polymyxa 균주의 CFTase 유전자를 결손 변이시킨 고효율 효소 CFT108을 이용하여 cyclofructan (CF)의 대량생산 조건을 검토하고 생산된 CF의 순수 분리 정제 공정을 개발하였다. CF의 대량생산 조건은 $2\%$의 inulin 기질과 40 unit/g inulin의 기질에서 3시간 반응시켰을 때 최대 생산량 9.5 g/l의 수율을 달성할 수 있었으며, 이때의 in-ulin의 CF 전환율은 $47.5\%$였다. 생산된 CF를 순수 분리 정제하기 위해서 CFTase 반응액 을 exoinulinase 1 unit/ml로 6시간 처리하여 미 반응 inulin을 단당화시켰으며, 유리된 fructose는 $3\%$ CaO로 $CO_2$가스 하에서 $80^{\circ}C$, 10분간 3회 흡착제거 시킴으로써 순수 정제하였다. 정제된 CF를 HPLC로 확인한 결과 정제도는 $95\%$ 이상이였으며, $CF_6,\;CF_7,\;CF_8$ 비율이 72 : 27 : 1 이였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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