• 한국물환경학회지
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• 제40권3호
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• pp.131-139
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• 2024

This study investigated the chemical properties of Organic Soil Amendments (OSAs) made from organic waste. It also assessed the effectiveness of using these OSAs in the soil layer of Green Infrastructure (GI) to reduce stormwater runoff and non-point source pollutants. The goal was to improve the national environmental value through resource recycling and contribute to the circular economy transformation and carbon neutrality of urban GI. The OSAs used in this study consisted of spent coffee grounds and food waste compost. They were found to be nutrient-rich and stable as artificial soils, indicating their potential use in the soil layer of GI facilities. Applying OSAs to bio-retention cells and permeable pavement resulted in a reduction of approximately 11-17% in stormwater runoff and a decrease of about 16-18% in Total Phosphorus (TP) discharge in the target area. Increasing the proportion of food waste compost in the OSAs had a positive impact on reducing stormwater runoff and pollutant emissions. This study highlights the importance of utilizing recycled resources and can serve as a foundation for future research, such as establishing parameters for assessing the effectiveness of GI facilities through experiments. To enable more accurate analysis, it is recommended to conduct studies that consider both the chemical and biological aspects of substance transfer in OSAs.

• International Journal of Computer Science & Network Security
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• 제24권1호
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• pp.226-234
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• 2024

The frequent handover problem and playing ping-pong effects in 5G (5th Generation) ultra-dense networking cannot be effectively resolved by the conventional handover decision methods, which rely on the handover thresholds and measurement reports. For instance, millimetre-wave LANs, broadband remote association techniques, and 5G/6G organizations are instances of group of people yet to come frameworks that request greater security, lower idleness, and dependable principles and correspondence limit. One of the critical parts of 5G and 6G innovation is believed to be successful blockage the board. With further developed help quality, it empowers administrator to run many systems administration recreations on a solitary association. To guarantee load adjusting, forestall network cut disappointment, and give substitute cuts in case of blockage or cut frustration, a modern pursuing choices framework to deal with showing up network information is require. Our goal is to balance the strain on BSs while optimizing the value of the information that is transferred from satellites to BSs. Nevertheless, due to their irregular flight characteristic, some satellites frequently cannot establish a connection with Base Stations (BSs), which further complicates the joint satellite-BS connection and channel allocation. SF redistribution techniques based on Deep Reinforcement Learning (DRL) have been devised, taking into account the randomness of the data received by the terminal. In order to predict the best capacity improvements in the wireless instruments of 5G and 6G IoT networks, a hybrid algorithm for deep learning is being used in this study. To control the level of congestion within a 5G/6G network, the suggested approach is put into effect to a training set. With 0.933 accuracy and 0.067 miss rate, the suggested method produced encouraging results.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제34권2호
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• pp.407-414
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• 2024

Phosphorus is an essential but non-renewable nutrient resource critical for agriculture. Luxury phosphorus uptake allows microalgae to synthesize polyphosphate and accumulate phosphorus, but, depending on the strain of algae, polyphosphate may be degraded within 4 hours of accumulation. We studied the recovery of phosphorus from wastewater through luxury uptake by an engineered strain of Synechocystis sp. with inhibited polyphosphate degradation and the effect of this engineered Synechocystis biomass on lettuce growth. First, a strain (∆phoU) lacking the phoU gene, which encodes a negative regulator of environmental phosphate concentrations, was generated to inhibit polyphosphate degradation in cells. Polyphosphate concentrations in the phoU knock-out strain were maintained for 24 h and then decreased slowly. In contrast, polyphosphate concentrations in the wild-type strain increased up to 4 h and then decreased rapidly. In addition, polyphosphate concentration in the phoU knockout strain cultured in semi-permeable membrane bioreactors with artificial wastewater medium was 2.5 times higher than that in the wild type and decreased to only 16% after 48 h. The biomass of lettuce treated with the phoU knockout strain (0.157 mg P/m²) was 38% higher than that of the lettuce treated with the control group. These results indicate that treating lettuce with this microalgal biomass can be beneficial to crop growth. These results suggest that the use of polyphosphate-accumulating microalgae as biofertilizers may alleviate the effects of a diminishing phosphorous supply. These findings can be used as a basis for additional genetic engineering to increase intracellular polyphosphate levels.

• 자원ㆍ환경경제연구
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• 제31권2호
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• pp.165-204
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• 2022

본 연구는 유럽지역 내 20개 연결계통국가들을 대상으로 2000년부터 2014년까지의 패널 자료를 구성하여 유럽이 2005년에 도입한 배출권거래시장을 기점으로 표본기간을 전과 후로 나누어 탄소배출량 결정요인을 이분산과 자기상관의 문제를 고려한 패널 GLS 방법으로 추정하였다. 종속변수로는 개별국가들에서의 탄소배출량이 사용되었으며, 설명변수로는 발전원별 발전량 비중, 이웃 국가들의 전력수급률, 자원보유국의 전력생산량, 발전원집중도, 산업부문에서의 1인당 총에너지 사용량, 전력가격에서의 세금, 1인당 전력 순수출량, 1인당 국토면적의 크기 등이 사용되었다. 추정결과에 의하면, 2005년을 기점으로 전과 후 모두에서 원전과 재생에너지 발전량 비중, 발전원집중도, 1인당 국토면적의 크기 등은 탄소배출량에 음(-)의 영향을 미치는 것으로 나타난 반면 석탄 발전량 비중, 이웃 국가들의 전력수급률, 자원보유국의 전력생산량, 산업부문에서의 1인당 총에너지 사용량 등은 탄소배출량에 양(+)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 이외 가스 발전량 비중과 전력가격에서의 세금은 2005년 이전에 대해서만 각각 탄소배출량에 음(-)과 양(+)의 영향을 미쳤으며, 1인당 전력 순수출량은 2005년 이후에 대해서만 탄소배출량에 음(-)의 영향을 미치는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 저탄소 녹색성장으로의 탄소배출량 절감을 위한 거시적인 대응전략을 제시하며 전력교역시장을 고려한 중장기 전원믹스 최적화 방안과 그 역할에 대한 의미와 가치를 시사하고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.871-877
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• 2018

전 세계적으로 재생에너지의 비율이 증가함에 따라, 재생에너지로부터 생산되는 불연속적이고 간헐적인 에너지 저장 문제가 주목을 받고 있다. 다양한 에너지 저장 시스템(ESS) 중에서 $CO_2$ 메탄화 기술은 타 시스템에 비해 높은 저장 용량과 저장 기간으로 각광 받고 있다. $CO_2$ 메탄화 반응은 발열반응이며, 촉매가 낮은 온도 범위($250-500^{\circ}C$)에서 높은 활성 및 메탄 선택도를 갖는다. 기존의 고정층 방식에 비하여 유동층 반응기는 높은 열전달 특성으로 인해 발열반응에 적합하며, 열전달과 물질 전달이 유리한 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는, 촉매 특성 평가를 위해 기포유동층 반응기(Diameter: 0.025 m, Height: 0.35 m)와 $Ni/{\gamma}-Al_2O_3$ (Ni 70% and ${\gamma}-Al_2O_3$ 30%) 촉매를 사용하였다. 반응 조건은 $H_2/CO_2$ mole ratio: 4.0-6.0, 조업온도 $300-420^{\circ}C$, 조업 압력 1-9 bar 및 $U_o/U_{mf}$ 1-5이었다. 생성 가스의 조성은 NDIR를 통해 분석하였으며, $CO_2$ 전환율은 $H_2/CO_2$ ratio, 압력, 온도가 증가함에 따라 높아지는 경향을 보였다. 이에 반해 가스유속이 빨라질수록 $CO_2$ 전환율은 떨어졌다. 최적의 운전 조건은 $H_2/CO_2$ ratio: 5, 조업온도 $400^{\circ}C$, 조업 압력 9 bar 및 $1.4-3U_{mf}$이었으며 이 때 $CO_2$ 전환율은 99.6%로 나타났다. 본 실험 촉매의 경우 장기 운전 시 촉매 성능 저하가 없이 $CO_2$ 전환율이 일정하게 유지하는 것을 확인하였다.

• 생물환경조절학회지
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• 제28권3호
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• pp.243-254
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• 2019

본 연구에서는 전국을 대상으로 태양광에너지와 관련된 기상 및 지형 대리변수를 고려하여 태양광발전 시설에 대한 취약지역을 분석하였으며, GIS를 이용하여 공간분석을 통해 태양광발전 시설의 적정입지에 대한 평가용 지도를 개발하였다. 본 연구에서 최종적으로 개발된 태양광발전 시설에 대한 취약지도에서는 '취약단계 5(매우 취약)' 지역과 '취약단계 1(매우좋음)' 지역은 나타나지 않았다. '취약단계 4(취약)' 지역은 전라남도가 가장 크게 나타났으며, '취약단계3(보통)' 지역은 광주광역시, 전라북도, 충청북도 및 강원도 등 다수의 행정구역에서 높은 것으로 나타났다. '취약단계 2(좋음)' 지역은 대구광역시, 울산광역시 및 인천광역시 등이 높은 것으로 나타났다. 현재 운영되고 있는 태양광발전소 30곳을 비교 검토한 결과, 대부분 취약단계 2 및 3단계 지역에 위치하며, 상대적으로 태양광에너지가 적합한 지역에 위치함을 나타냈다. 하지만 본 연구의 한계점인 태양광발전소의 제한적인 자료량으로 인해 본 연구결과의 정확성을 명확하게 평가하기는 어렵다. 그럼에도 불구하고 본 연구에서는 GIS 공간분석 기법을 이용하여 다양한 기상 및 지형요소들을 고려하여 전국을 대상으로 태양광발전시설에 대한 취약지도 평가를 시도하였으며, 국내 전 지역에 대한 자료를 제시함으로써 태양광발전과 관련된 부분에 기초자료로 활용할 수 있을 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.609-617
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• 2017

목질계 바이오매스는 바이오 연료 및 바이오 화학제품 생산을 위한 재생 가능 자원이다. 푸르푸랄(furfural, FF)은 목질계 바이오매스의 헤미셀룰로스로부터 화학적 촉매전환으로 유도되는 주요한 플랫폼 케미칼이다. 테트라히드로푸르푸릴 알코올(Tetrahydrofurfuryl alcohol, THFA)은 FF의 유도체로 열적 화학적 안정성을 지닌 친환경 용매로 이용 가능하다. FF를 THFA로 전환하는 실험적 연구가 다수 존재함에도 불구하고, FF로부터 THFA의 대량생산에 관한 경제적 실현가능성에 관한 연구는 거의 수행되지 않았다. 개발된 전환기술의 상용화 단계에서 기술적 병목점 확인과 스케일업 문제의 해결을 위한 정보를 얻기 위해 실증플랜트 규모의 연구가 필요하다. 본 연구에서는 FF의 THFA로의 화학적 촉매전환에 대해 공정 시뮬레이션 및 기술경제성 평가가 수행되며, 3가지 단계(통합 공정 디자인, 열 통합, 경제성 평가)를 거친다. 실험연구 결과를 기반으로 전환공정과 분리공정을 포함하는 실증플랜트 규모의 통합공정이 설계된다. FF 처리량은 일일 255톤이며, FF로부터 THFA로의 수율은 63.2~67.9 mol%이다. 통합공정에 대해 열 통합을 수행하여 가열요구량을 최초 대비 14.4~16.4% 감소시킬 수 있었다. 최종적으로 경제성 평가를 통해 전체 공정의 주요 비용원을 분석하고 THFA의 최소판매가격을 결정하였다. 개발된 공정에서 생산되는 THFA의 최소판매가격은 1톤당 2,120~2,340 달러로, 현재 THFA의 시장 가격에 근접한다.

• 한국진공학회지
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• 제16권3호
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• pp.161-166
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• 2007

태양광발전이란 태양에너지를 직접 전기 에너지로 변환시키는 것이다. 지난 5년 동안 태양광발전은 세계적으로 높은 성장률을 보여 왔다. 특히 2006년에는 30%, 이상의 성장을 가져왔으며 앞으로 20년 동안 평균 생산 성장률은 매년 27%-34%가 될 것으로 예상하고 있다. 현재까지는 태양광발전을 이용해 생산된 전력의 가격은 기존 전력발전의 가격보다 높지만 태양광 기술의 발전과 효율의 향상으로 점점 그 가격이 떨어지고 있다. 뿐만 아니라 태양전지용의 실리콘 기판의 대량생산은 점점 더 태양전지의 가격 저하를 가져오고 있다. 태양전지의 변화효율의 한계는 30%이다. 현재에는 결정질 실리콘 태양전지가 주를 이루고 있지만 미래에는 박막 실리콘 태양전지가 주도를 이룰 것이다. 2030년에는 박막 태양전지가 90%이상을 이루고 결정질 태양전지는 10% 이하로 떨어질 것을 예상하고 있다. 성균관대학교에서는 결정질 실리콘 태양전지의 저가화와 고효율화를 주 연구로 수행하고 있다. 현재 성균관대학교에서는 스크린 프린트를 이용해서 16% 이상의 다결정 실리콘 태양전지와 17% 이상의 단결정 실리콘 태양전지를 성공적으로 제작하였다. 제 1세대에서 다음 세대의 태양전지 발전의 과정은 새로운 접근법으로 확대되지만 여전히 실리콘이 지금까지 주된 재료로 쓰이고 있다. 2010년까지 이러한 기술들에 대한 격차는 여전히 있지만 태양광발전을 통한 전력생산의 가격은 60 cent/watt 정도로 예상하고 있다. 태양광발전은 청정에너지로서 재생불가능 하고 고갈되어가고 환경오염을 일으키는 다른 에너지와 비교하여 점점 대체에너지로서의 자리를 확립해 가고 있다.

• 한국측량학회지
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• 제33권5호
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• pp.463-472
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• 2015

지표 일사량 데이터는 신재생 에너지 자원지도 제작, 태양 에너지 관련 시설의 입지 선정 및 관련 정책의 기초 자료 및 농작물 생산량 예측 등의 매우 다양한 분야에 사용될 수 있는 중요한 데이터이며, 이에 최근 한국에서도 일사량 데이터 구축에 대한 연구의 필요성이 커지고 있다. 이에 본 연구에서는 COMS-MI(천리안 기상위성) 영상과 Heliosat-II 방법을 이용하여 국내 일사량을 추정하고자, Heliosat-II 방법을 국내 데이터에 적합하도록 수정하고, 이를 통하여 일사량을 추정하는 것을 목표로 하였다. 이를 위하여 먼저 COMS-MI 위성 영상 및 국내 기상 데이터 등을 확보하고 전처리를 수행하였다. 또한 Heliosat-II 방법의 입력 데이터이자 중간 결과물인 지표 반사도(ground albedo) 보정을 수행하고, 반사도 참조 지도(background albedo map)의 정확도를 높이고자 기존의 방법을 수정하였다. 그리고 이와 같이 수정된 Heliosat-II 방법을 통하여 추정 일사량을 도출하고, 이를 지상에서 관측된 일사량 실측치와의 비교를 통하여 정확도를 검증하였다. 실험 결과, 수정된 Heliosat-II 방법을 사용할 경우, 약 30.8%의 RMSE(%) 정확도를 나타내었으며, 기존 Heliosat-II 방법을 그대로 이용하였을 경우에 비하여 약 10% 수준의 향상된 정확도를 확보할 수 있음을 확인하였다.

• Fisheries and Aquatic Sciences
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• 제22권12호
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• pp.31.1-31.12
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• 2019

Background: The black-chinned tilapia, Sarotherodon melanotheron, is the most abundant fish species in the Nakwa (an open lagoon) and Brenu (a closed lagoon) in the Central Region of Ghana. Aspects of the life history characteristics and the ecology of the fish populations in both lagoons were studied to assess the bio-ecological status of this important resource. Methods: Fish samples were obtained from fishermen that fish on the Nakwa and Brenu lagoons using cast, drag and gill nets. The age of the fish was assessed from otoliths analysis and its growth modelled following the von Bertalanffy growth function. Morphometric characteristics of the fish populations were analysed using power regression and ANOVA for parameters comparisons, and Student's t test to determine whether species grew isometrically. The percentage occurrence method was used to analyse the stomach contents of the fish. Results: A total of 382 fish samples from both lagoons were measured, comprising 209 from Nakwa lagoon and 176 from Brenu lagoon. The size and weight of fish samples ranged between 3.9-11.5 cm total length and 1.0-27.3 g for Nakwa Lagoon and 5.6-12.8 cm total length and 3.2-29.8 g for the Brenu Lagoon. The estimated von Bertalanffy growth parameters were L∞ = 12.04 cm and K = 2.76/year for the Nakwa Lagoon samples and L∞ = 13.44 cm and K = 3.27/year for Brenu Lagoon samples. Daily otolith incremental rate ranged from 0.01-0.03 mm per day to 0.01-0.02 mm per day for Nakwa and Brenu lagoons, respectively. Stomach content analysis of the fish samples revealed that the species are planktivorous and the range of food varied between the lagoons. Green algae were the most prevalent food item in the stomachs of the fish samples from Nakwa with the frequency of 69% whilst diatoms (80.5%) were most prevalent phytoplanktonic food item for the fish in Brenu lagoon. Conclusions: The estimates of asymptotic length for the species in both lagoons are close to known values of the species length at first sexual maturity and points to intensive fishing pressure. As a consequence, a comprehensive sample-based survey is required in both lagoons to derive estimates of management reference points. The results of the stomach content analysis are beneficial to the construction of diet matrix for ecosystem models of the two systems.