이산화탄소는 온실가스로써 대기 중에 축적되어 지구의 온도를 지속적으로 상승시킨다. 화석 연료 기반의 전력 생산에서 발생되는 이산화탄소는 상당량을 차지하며, 향후 수십 년간 화석연료 의존도 는 지속적으로 증가할 것으로 예상된다. 따라서 대기 중으로 배출되는 이산화탄소를 분리하는 기술개발 은 매우 시급하다. 이산화탄소 분리 기술은 크게 전처리, 후처리, 순산소 연소 방식으로 나뉘며, 본 연구 에서는 후처리 제거 공정을 중심으로 제올라이트, 활성탄, MOF 소재의 이산화탄소 분리 특성을 비교하 고, 공정기술에 대해 분석하였다.

한반도의 낙엽성 참나무인 졸참나무(Quercus serrata)의 생태적 지위폭이 CO2 농도와 온도가 상승하였을 때 광, 수분 그리고 영양소 구배에서 어떻게 변화하는지 알아보고자 유리온실에서 대조구와 온난화처리구로 구분하여 재배한 후, 유식물의 20가지 형질을 측정하고 생태적 지위폭을 계산하였다. 그 결과, 생태적 지위폭은 광구배에서 대조구보다 온난화처리구가 넓어졌고, 수분과 영양소 구배에서는 대조구보다 온난화처리구가 좁아졌다. 이것은 지구온난화 진행 시 졸참나무는 광 환경에 대한 내성이 증가되고, 수분과 영양소 환경에 대한 내성이 감소될 것으로 예측할 수 있다. 주성분분석(PCA) 결과, 각 환경 구배에서 요인 1과 요인 2에 의해 대조구와 온난화처리구가 구분되었다. 생태학적 반응은 다양한 형질이 종합적으로 관여하며, 그 중에서 식물의 생산량을 나타내는 형질이 많은 부분 관여하는 것으로 판단된다.

Citrus essential oil were extracted from citron peel of cultivated in Gohong (CCP) using environmentally friendly supercritical carbon dioxide method. Antioxidant activity and aroma composition of the essential oils extracted by the SC-CO2 method were evaluated by comparing with those extracted by organic solvent method. Fatty acid composition, DPPH scavenging, and antioxidant activity of the oils obtained by different extraction condition of SC-CO2 method were investigated and their antioxidant activities were compared with commercially available lavender, eucalyptus and tea tree oils. As the results, linoleic acid was most abundantly found from CCP oil extracted by the SC-CO2 method and cis-11,144-eicosadienoic acids was second abundantly found. Radical scavenging ability of DPPH was 98% when the concentration of CCP oil was 50 mg/mL. This scavenging ability increased with the increase of oil concentration. On the other hand, flavonoids content (84 mg/100g) of the CCP oil extracted by the SC-CO2 method was slightly higher than that (75 mg/100g) by hexane extraction. The results, obtained from CCP oil by GC-MS, indicated that, among 66 components, the content of terpenes was 55.8% and limonene was 27.3%.

본 연구는 저온기 시설참외 재배 시 탄산가스 발생제(탄산솔)의 사용효과를 구명하기 위하여 수행하였다. 600 m2 크기 하우스에 탄산가스 발생제(100g/1봉)를 10, 20 및 30봉을 각각 매달아 무처리와 비교하였다. 그 결과 무처리구에 비해 처리구에서 탄산가스 농도가 3.0~3.2배 정도 높았다. 그리고 무처리구에 비해 처리구에서 과중이 20.2~22.0g 더 무겁고, 태좌부 당도가 1.5~2.1oBrix 더 높았으며, 색도(a값)도 우수하였다. 또한 탄산가스 발생제 처리한 것이 무처리에 비해 발효과율 및 기형과율이 각각 2.9~3.9%, 5.4~7.3% 감소하였고, 상품과율은 8.7~10.3% 증가하였다. 10a당 상품과 수량은 무처리구의 385.8kg에 비하여 탄산가스 발생제 10, 20 및 30봉 처리 한 것이 각각 10.3%, 14.8%, 16.2% 증가하였다. 이상의 결과를 보아, 저온기 참외 시설재배시 탄산가스 발생제를 시용함으로써 탄산가스 농도가 높아져 광합성이 촉진되어 품질이 향상되고 수량이 증가한 것으로 판단되었다.

어리쌀바구미 성충 20마리를 밀 200g과 함께 봉지(1ℓ 지퍼백)에 넣고, 봉지 내부 공기를 진공펌프로 제거한 뒤에 CO2 가스 및 N2 가스로 채운다음 경과 시간별로 생존하는 비율을 5반복 시험을 통해 관찰한 결과, CO2가스에서는 1일이 지난 뒤에 13.5%만 생존하였고, 2일 후에는 모두가 치사하였다. 반면에 N2가스에서는 5일이 지난 시점에서도 71.5%가 생존하는 것으로 나타났다. 보리나방 성충의 경우 CO2가스에서는 5시간에 경과한 시점에서 70%가 생존하였으나 1일이 되는 시점에서는 모두 치사하였다. 반면에 N2가스에서는 5시간이 경과한 시점에서 CO2 가스에서보다 높은 치사율을 보였으나 5일이 지난 시점에서도 30%가 생존하는 것으로 나타났다. 보리나방 1령 유충은 CO2가스에서는 4시간에 경과한 시점에서 75%가 생존하였으나 1일이 되는 시점에서는 모두 치사하였다. 반면에 N2가스에서는 3시간이 경과한 시점에서 CO2 가스에서보다 높은 50%의 치사율을 보였으나 5일이 지난 시점에서도 65%가 생존하는 것으로 나타났다.

지환족 다이안하이드라이드인 5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-3-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride (DOCDA)와 4,4'-diaminodiphenyl ether (ODA)에서 합성된 폴리이미드는 유기용매에 잘 용해되는 폴리이미드로 알려져 있다.이러한 DOCDA-ODA 폴리이미드의 기체 투과특성을 평가하고 투과선택도를 개선시키기 위해서 DOCDA-ODA 반응물에 세가지 dianhydride 단량체((4,4'-(hexafluoroisoproplidene)diphthalic anhydride (6FDA), 4,4'-biphthalic anhydride (BPDA), 3,3’,4,4’-benzophenone tetracarboxylic dianhydride (BTDA))를 각각 20 mol% 첨가하여 순수중합체 및 공중합체를 합성하였다. 폴리이미드 합성이 성공적으로 이루어졌음을 FT-IR을 통해 확인하였고, 그들의 열적특성은 DSC를 통해 알아보았다. 제조된폴리이미드들의 CO2/CH4에 대한 기체투과도와 선택도는 time-lag법을 이용하여 측정하였다. 그 결과 순수고분자인 DOCDA-ODA의 경우 CO2 투과도는 1.71 barrer, CO2/CH4 선택도는 74.35의 우수한 투과특성을 보였다. 세 가지 공중합체의 경우 DOCDA-ODA에 비해 CO2 투과도는 높게 나타난 반면에 CO2/CH4 선택도는 감소하였다. 특히, 6FDA를 첨가한 경우 CO2/ CH4 선택도는 DOCDA-ODA보다 다소 낮은 결과를 나타내었지만 CO2 투과도가 크게 증가하였음을 확인할 수 있었다.

Activated carbon nanofibers(ACNF) were prepared from polyacrylonitrile (PAN)-based nanofibersusing CO2 activation methods with varying activation process times. The surface and structural characteristics of the ACNF were observed by scanning electron microscopy and X-ray diffraction, respectively. N2 adsorption isotherm characteristics at 77 K were con-firmedby Brunauer-Emmett-Teller and Dubinin-Radushkevich equations. As experimental results, many holes or cavernous structures were found on the fibersurfaces after the CO2 activation as confirmedby scanning electron microscopy analysis. Specificsurface areas and pore volumes of the prepared ACNFs were enhanced within a range of 10 to 30 min of acti-vation times. Performance of the porous PAN-based nanofibersas an electrode for electrical double layer capacitors was evaluated in terms of the activation conditions.

전엽 후 10일이 경과하면 잎의 위치별 엽내 엽록소 함량에 큰 차이를 보이지 않았고, 전엽 후 10일이 경과 되지 않은 잎의 엽록소 함량은 전엽 경과일수가 적을수록 낮았다. 동일한 잎의 위치에서 전엽 후 경과일수에 따른 엽록소 함량의 경시적 변화는 전엽 직후에 2.56μg/ cm2에서 12일째에는 6.35μg/cm2까지 급격히 증가하고 이후 약 2개월간 완만한 증가 추세를 보였는데 엽록소 함량이 가장 높은 시기는 전엽 후 11주째로 9.03μg/cm2 이었다. 엽면적은 전엽 직후부터 전엽 후 10일까지 급속하게 증가하였으나 그 이후는 거의 변화가 없었다. 잎의 광합성률은 전엽 후 30일까지는 급격히 증가하여 전엽 30일 후에 13.8μmol/m−2/sec−1로 최대치를 보였으며, 이후에는 잎의 광합성능이 급격하게 떨어졌다. 전엽 후 1 주와 4주의 광도에 따른 광합성률은 두 시기 모두 PPFD 600μmol/m−2/sec−1까지는 PPFD가 증가할수록 광합성률이 급격히 증가하였으나 이후 PPFD 1,200μmol/m−2/sec−1 까지는 완만한 증가율을 보이다 그 이상에서는 변화를 보이지 않았다. 전엽 후 1주와 전엽 후 4주간에는 전엽 후 4주가 전엽 후 1주에 비해 PPFD 증가에 따른 광합성률이 높은 경향을 보였다. CO2 농도별 광합성률은 600ppm까지는 농도가 높을수록 광합성성률이 증가하였으나 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 차광시간별 엽내 sucrose 함량은 1시간 까지는 차광처리구와 무처리 구간 차이를 보이지 않았으나 2시간부터는 차광처리에서 sucrose 함량이 감소하였다.

본 실험에서는 탈지 유채박 중 표면활성물질의 추출을 위 해 초임계 CO2 유체 추출법을 이용하였다. 추출 독립변수는 추출압력(150~350 bar), 온도(33~65℃), 보조용매량(ethanol, 150~250 g)으로 하였으며, D-optimal design에 의한 반응표면 분석을 통해 추출수율, 중성지질 분획, 인지질 분획, 당지질 분획 함량 등의 종속변수에 대한 최적 추출조건을 검토하였 다. 그 결과, 압력, 온도, 그리고 보조용매량이 증가함에 따라 종속변수 즉, 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등은 증가하였 으나, 중성지질 함량은 감소하는 것으로 나타났으며, 그중 보 조용매량이 각 종속변수에 가장 큰 영향을 주는 것으로 나타 났다. 본 연구를 통해서 유도된 회귀식 모형은 실험을 통해 얻은 결과와 잘 일치하였으며, 초임계 CO2 유체 추출에 있어 서 종속변수인 추출수율, 인지질, 당지질 함량 등을 최대로 하면서 중성지질 함량을 최소로 하는 최적화된 추출조건은 추출압력 350 bar, 추출온도 65℃, 보조용매량 228.55 g으로 분석되었으며, 이 조건에서 추출수율은 5.98%, 추출물은 중 성지질 3.0%, 인지질 69.43%, 당지질 17.46% 등의 조성을 나 타낼 것으로 예측되었다.

본 연구에서는 봄철 저수온기 팔당호 수역의 식물플 랑크톤을 이용하여 수온과 CO2 증가가 식물플랑크톤 군 집에 미치는 영향을 분석하였다. 2012년 3월 팔당호 경 안천하류 광동교 부근의 현장수를 이용하여 수온증가와 CO2 농도증가를 네 가지 실험군, (1) Control; 저온(현장 수온)과 저농도(공기중) CO2 (6±2􀆆C, 400 ppm), (2) T1; 저온과 고농도 CO2 (6±2􀆆C, 800 ppm), (3) T2; 고온과 저농도 CO2 (20±2􀆆C, 400 ppm), (4) T3; 고온과 고농도 CO2 (20±2􀆆C, 800 ppm)으로 하여 각각 실험하였다. 가 장 높은 조류성장을 보인 실험군은 T1으로 현장 온도 조건에 적응한 조류 군집에 CO2를 첨가한 결과이다. 현 장수의 주요 우점종은 Cyclotella meneghiniana로 나타 났고, 시간이 진행됨에 따라 고온 실험군(T2, T3)에서는 중심돌말류 Cyclotella meneghiniana에서 깃돌말류 Fragilaria capucina var. gracilis로 우점종의 천이가 나타났다. 모든 실험군에서 규조류가 우점하였고, 고온 실 험군 T2, T3에서 배양 후반기에 남조류가 출현하였다. 결론적으로, 저수온기 수온증가는 팔당호 식물플랑크톤 군집구조 변화에 영향을 주었으며, CO2 농도 증가는 식물플랑크톤의 성장을 촉진시켰다. 본 연구의 결과는 기후변화에 따라 담수생태계의 식물플랑크톤의 성장과 군집변화의 잠재성을 보여주었으며, 앞으로 보다 심도있는 연구의 필요성을 제기하였다.

The supercritical carbon dioxide Brayton cycle(S-CO2) is one of promising alternatives as a power conversion system of the sodium-cooled fast reactor due to higher cycle efficiency and less reactive working fluid to sodium, compared to the steam Rankine cycle. In a S-CO2 Brayton cycle, turbine, compressors and generator are coupled with a same axis and their rotating speeds are variable in accordance with electrical outputs. However, to synchronize the cycle with a electrical grid, the electrical output of the cycle must has the same frequency with the electrical grid regardless of amount of the turbine output. To deal with this problem, several methods were proposed but each method still has their own weaknesses. In this paper, a new idea will be presented. The idea that the generator with the two reverse rotors are introduced into S-CO2 Brayton cycle and it aims to produce a full range of electricity at a fixed frequency with high efficiency.

이산화탄소의 효과적인 분리 및 포집을 위해서 등방성 다공성 구조의 폴리프로필렌(pp) 격자의 내부에 제올라이트 입자들이 표면 덮임 없이 균일하게 분포되어 있는 흡착투과중공사막(APM: adsorptive permeation hollow fiber membrane)을 개발하였다. 본 연구에서는 이산화탄소/질소 혼합물을 모사 기체혼합물로 사용하였는데, 공급되는 기체혼합물 모두가 APM을 투과하면서 이산화탄소는 APM 내 분포되어 있는 흡착제에 흡착되고 질소는 투과하여 배출된다. APM이 장착된 모듈을 제조하여 이에 대한 흡착투과실험을 수행하여 흡착투과 성능을 분석하였고 또한 포화 흡착된 APM을 진공압에서 탈착재생하여 그 결과를 재생효율과 에너지소모 관점에서 고찰하였다.

본 연구의 목적은 활성탄의 CO2 흡착능을 향상시키기 위하여 화학적 전처리 방법을 개발하는 것이다. 다양한 방법과 이론이 존재하지만 이번 연구에서는 아미노화와 분해를 비교하여 흡착능을 비교하기로 하였다. 본 연구에서는 4가지 유형의 활성탄 입자를 원료 물질과 크기에 따라 준비하였고, 수산화칼륨으로 전처리하여 열처리 및 아민화과정을 거 친 후, CO2 흡착능을 비교 평가하였다. 실험결과, 단순 열처리과정만 적용할 때는 600℃ 가 가장 우수하였고, 800℃에서 아민화시킨 시료가 1.4 mmol/g의 가장 좋은 흡착능을 보 였다. 400～600℃에서 아민화를 시킨 시료는 처리온도와 비례하는 선택도를 보여주었다. 분해시간 또한 흡착능과 정비례하는 관계가 나타났다.

DME 제조공정에서 발생하는 혼합가스 중, CO2를 제거하기 위하여 폴리술폰 고분자를 이용하여 지지체 중공사막을 제조하고, Hyflon AD를 코팅하여 복합막을 제조하였다. 제조된 중공사막을 이용하여 Flaring 모사가스에 대한 모듈의 성능을 측정하였다. 분리막 1단 평가 결과 1.2 MPa에서 Stage cut 0.24 이상의 CO2농도는 3% 이하이며, 동일조건에서 CO2 제거율 및 CH4 회수율은 각각 약 80%이다. 분리막 2단 평가결과 Product 가스의 CO2 농도를 5%로 고정하였을 때, stage cut 0.074에서 recycle 되는 CO2 농도는 공급가스와 같은 농도를 가지며, 이때 CH4의 회수율은 약 99%이다.

본 논문에서는 Pebax-2533 판형 분리막을 1-프로판올과 n-부탄올 혼합용매를 이용하여 용해, 건조하여 제조하였고 time-lag 장치를 이용하여 CO2, N2 투과특성을 평가하였다. 제조된 분리막은 평가조건에 따라서 130-288 barrer의 CO2 투 과율을 가졌으며, CO2/N2 투과선택도는 5-8이었다. Time-lag 장치의 주입부 압력이 증가함에 따라서, 투과온도가 낮아짐에 따라서, 그리고 혼합용매의 n-부탄올 양이 증가함에 따라서 CO2 투과도는 감소하였다. 이러한 실험 자료는 Pebax-2533 분리 막의 CO2 투과율이 CO2 용해에 매우 의존할 것이라 예측과 달리, CO2 용해뿐만 아니라 CO2 확산도 매우 중요한 단계임을 의미하였다.

본 연구에서는 친수성 NaY 제올라이트 분리막의 단일기체, 이성분계 및 삼성분계 혼합기체에서의 CO2 투과거동에 대하여 고찰하였다. 분리막을 통한 CO2 투과는 표면확산에 의해 지배되며 CO2 분리는 흡착된 CO2 분자에 의한 blocking 효과에 의해 나타남을 재확인하였다. 진공모드에서 얻어진 CO2 투과도는 He sweeping 모드에서 얻어진 값보다 작았지만 가압모드에서 얻어진 CO2 투과도 값과 유사하였다. 특히, NaY 제올라이트 분리막은 실제 연소배가스 조건과 유사 한 14%CO2-80%N2-6%O2 모델기체에 대하여 진공모드에서 CO2 투과도 약 1 × 10 -7 mol/m 2 secPa, CO2 선택도 10 이상의 우수한 분리성능을 보였다. 따라서, NaY 제올라이트 분리막은 연소후 이산화탄소 회수용 분리막으로 응용 가능성 있는 소재임을 확인하였다.

최근 환경오염 문제에 대한 심각성이 대두되며 전 세계적으로 환경부하 저감을 위해 다양한 노력을 쏟고 있다. 특히 환경 저해 산업의 하나인 건설분야에서는 CO2배출량과 에너지 소비량을 줄이기 위해 활발한 연구를 진행해 왔다. 그러나 건설분야의 기존 연구들은 대부분 CO2배출량이 가장 큰 사용 및 유지관리 단계에만 집중하고 있으며, 설계단계에 대한 연구는 2D의 철근콘크리트 부재 및 구조물에 대해서만 실행되었을 정도로 초기단계이다. 사실, LCA적 관점에서 친환경적 건설산업을 이루기 위해서는 건물의 초기설계 단계에서부터 CO2배출량을 저감시키기 위한 방향으로 설계를 유도할 수 있어야 하며, 구조 엔지니어로서 환경성을 고려한 설계안을 제시할 수 있어야 한다. 그러므로 본 연구에서는 매입형 합성기둥(SRC)을 대상으로 CO2최적화 기법을 제시하였으며, 이를 통해 얻은 여러 설계단면을 이용하여 SRC기둥의 CO2배출량에 영향을 미치는 3가지 요소(① 강재 크기, ② 콘크리트 압축강도, ③ 작용 하중 크기)에 대한 영향관계를 분석하였다.