선박용 연료유가 연소하는 과정에서 배출되는 오염물질은 대기오염을 유발하고 인체에 유해한 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 그에 따라, IMO에서는 선박에서 배출되는 오염물질을 규제하고 있다. 하지만 입자상물질(Particulate matter: PM)에 대한 규제는 아직 논의단계에 있으므로 선제적인 대응이 필요하다. 그러기 위해서는 입자상물질에 대한 기초적인 연구가 필수적이다. 이번 연구에서는 해상용 연료유에서 발생하는 입자상물질의 기초 데이터 구축을 위해 선박 디젤 엔진에 사용되는 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)를 계측하여 분석하였다. 특성 비교를 위해 육상 디젤 엔진에 사용되는 연료유를 같은 방법으로 측정하였다. 두 연료유는 황함유량과 밀도에서 차이가 난다. 무차원 광소멸계수(Ke)는 633 nm의 레이저를 이용하여 광학적인 방법으로 측정하고 중력식 필터법에 의해 채집된 입자상물질의 체적분율을 이용하여 결정하였다. 선박용 연료유에서 배출되는 입자상물질의 무차원 광소멸계수(Ke)는 8.28이고, 육상용 연료유는 8.44 이다. 두 연료유의 무차원 광소멸계수(Ke)는 측정 불확도 범위내에서 거의 유사하였다. 하지만 Rayleigh limit 해법에서 구한 값과의 비교를 통해 광산란 비중이 클 수 있는 부분과 광투과율과 채집질량과의 관계를 통해 광소멸 특성이 상이할 수 있음을 확인하였다.

본 연구에서는 강화되는 황산화물 및 입자상물질의 배출규제를 만족시키기 위한 후처리장치인 스크러버(scrubber)에 대한 수치 해석적 연구를 수행하였다. 먼저 수치 해석을 통하여 기존 스크러버의 문제점을 파악하고, 이러한 문제점들을 개선할 수 있는 새로운 형 태의 와류형 스크러버를 설계하여 분석하였다. 그 결과 와류형 스크러버에서 배기가스는 하부에서 와류를 형성하고 그 중 일부는 바닥면 을 통과하여 가이드 베인을 따라 배출되는데, 이 때 수직 방향의 압력구배는 크지 않으나 배플의 내·외부에는 압력차가 발생하는 것으로 나타났다. 배기가스 유선의 형태를 확인한 결과, 물이 분사되지 않는 경우에는 물이 분사되는 경우에 비해 가이드 베인을 따라 출구까지 일정하게 유동하였으며, 유동의 형태에 가이드 베인과 노즐의 배열 및 수압 등이 영향을 미치는 것으로 확인되었다. 와류형 스크러버의 경우 입·출구의 차압이 기존의 스크러버 대비 절반 이하로서 기관의 배압에 미치는 영향이 훨씬 적은 것으로 나타났다.

본 연구에서는 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판을 사용하여 고가의 티타늄 판 대체에 대한 성능평가를 수행하였다. 전산유 동해석 결과, 저온소성 코팅을 적용한 SUS 304 판은 100 마이크론 두께의 코팅까지는 티타늄 판에 비해 더 뛰어난 열전달 성능을 보이는 것으로 나타났다. 실제 열교환기를 이용하여 열전달 성능에 대한 실험을 한 결과, 코팅을 적용한 SUS 304 판이 티타늄 판에 비해 더 우수 한 열전달 성능을 나타냄을 확인하였다. 또한 개방검사를 통해서 판의 부식 및 스케일 생성 정도를 확인하였을 때, 코팅을 적용한 SUS 304 판의 내부식 성능은 티타늄 판과 거의 동등하게 나타났으며, 해수에 의한 스케일의 생성 억제 효과는 코팅을 적용한 SUS 304 판에서 더욱 우수하게 나타났다.

선박엔진은 잔사유를 에너지원으로 활용하여 운항할 수 있으며, 이를 활용한 선박에서 환경 규제와 경제성을 모두 만족시키는 다양한 방안들이 모색되고 있다. 그 중에 한 방안으로 연료 첨가제를 활용하는 기술이 있을 수 있다. 분산제와 연소촉진제는 잔사유활용 시 엔진의 연소특성 촉진에 기여할 것이라는 기대를 받고 있다. 따라서, 본 연구에서는 연소성 분석 장비(FIA/FCA)와 열 중량 분석 장비(TGA)를 활용하여 잔사유 연료첨가제가 혼합된 잔사유의 연소성을 분석하였다. 연소성 분석 장비(FIA/FCA)의 결과로는 연소에 의한 일의 총량을 분석하도록 분석법이 개발되었으며, 이 때문에 본 연구를 통하여 동일 장비를 활용하면서도 연소 효율을 간단하게 평가할 수 있는 방안을 제시하였다. 연소성 분석 결과인 ROHR 곡선으로부터, 단순한 삼각함수를 활용하여 연소특성을 예측할 수 있는 방안을 제시하였으며, 이 기법을 활용하여 기존의 압력 곡선과 유사한 결론을 도출할 수 있었다. 열 중량 분석(TGA)의 경우 연료유의 증발 특성에 민감하게 반응함을 확인하였고, 첨가제가 연료유 증발에 효과적으로 작용함을 확인하였다.

선박용 디젤엔진 배기가스에 포함된 입자상물질(PM) 가운데서 블랙카본(BC)은 극지방의 해빙을 촉진시키고 온난화를 유발하는 원인물질로서 큰 주목을 받고 있다. 본 연구에서는 향후 예상되는 PM/BC 배출 규제에 선제적으로 대응하고, 저감기술 개발 및 실증을 위한 기초연구의 일환으로 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 실제 운항 중에 주기관의 배기관 수 포인트에서 PM을 샘플링하여 HR-TEM을 통해 그 구조와 특성을 분석하였다. 또한 배기가스 분석기를 이용하여 운전조건별 배기가스 내 유해물질의 배출 경향을 확인하였다. 분석 결과 엔진에서 배출된 PM의 구조는 구형 입자들의 촘촘하지 않은 체인형 결합으로 이루어져 있으며, 과급기로부터 멀어질수록 온도 저하에 의한 응집이 더 많이 관찰되었고 BC 특유의 graphitic 구조를 잃어가면서 점점 amorphous 구조를 띠는 경향이 나타났다. 또한 배기가스 분석을 통해 엔진 회전수가 증가할수록 배기 내 PM의 농도는 감소할 것으로 예측되었다.

F-76 선박용 디젤유와 JP-8 항공유의 연소과정에서 발생되는 입자상물질(PM)의 무차원 광소멸계수를 Transmission Cell를 이용하여 측정하였다. 무차원 광소멸계수의 측정방식은 각각 광원의 파장길이가 633 nm와 853 nm인 대역에서 중력식 필터법에 의해 채집된 PM의 농도와 광학적 방법에 의해 측정된 PM의 농도를 비교하는 방법을 통해 이루어졌다. 광원의 파장길이, 633 nm 대역에서 측정된 무차원 광소멸계수는 F-76의 연료에서 발생된 PM의 경우 8.8인 반면 JP-8 연로부터 생성된 PM의 경우 9.8이였다. 한편 광원 파장길이가 853 nm로 증가함에 따라 두 연료 모두에서 발생된 PM의 무차원 광소멸계수는 각각 8.2 (F-76)와 8.8 (JP-8)로 감소하는 경향을 나타내었다.

본 연구에서는 메탄 대향류 확산 화염내 탄소나노튜브의 합성에 대하여 실험 및 수치적 연구를 수행하였다. 아세틸렌을 일정비율로 메탄에 혼합하여 연료 가스로 사용하였으며, 탄소나노튜브의 합성을 위한 촉매로서 페로센이 이용되었다. 주요 인자로는 메탄 연료에 대한 아세틸렌의 혼합비율이며, 2 %, 6 %, 10 %로 혼합하였다. 탄소나노튜브를 채취한 그리드 위의 탄소나노튜브 합성 특성은 SEM 이미지로 분석되었다. 수치해석에서 화학반응 메카니즘으로는 GRI-Mech 3.0 이 적용되었다. 수치결과로는 아세틸렌 혼합 비율이 증가할수록 화염 온도도 증가하며 CO 몰분율도 증가하는 것을 알 수 있다. 실험결과로는 2% 아세틸렌 혼합 화염이 6 % 및 10 % 혼합 화염과 비교해 탄소나노튜브 합성이 잘 이루어졌음을 알 수 있었다. 이것은 6 % 및 10 % 아세틸렌 혼합화염의 경우 과도한 카본 소스의 생성이 발생해 오히려 화염 내 카본소스가 촉매입자로의 공급을 방해하기 때문이라 생각한다. 이 결과로부터 양호한 질의 탄소나노튜브 생성을 위해서는 적정한 양의 카본소스가 생성되어야 한다는 것을 알 수 있었다.

본 연구에서는 메탄올과 열수를 이용해 갈색먹물버섯의 자실체로부터 추출한 물질의 항산화, 항당뇨, 항콜린에스 테라아제, 항티로시나제와 항염증 효과를 탐색하 였다. 고 속액체크로마토그래피를 이용해 추출물의 페놀성 화합물 을 분석한 결과 procatechuic acid, chlorogenic acid, (-)- epicatechin, naringin 등 총 4종류의 페놀성 화합물이 확 인되었다. 항산화 효과 실험에서 DPPH radical 소거능은 양성대조군으로 사용한 BHT에 비해 낮았지만 효과가 비 교적 우수하였고, 철 이온을 제거하는 항산화 효과는 메 탄올과 열수 추출물이 양성대조군인 BHT에 비해 30% 높게 나타났으나 환원력은 양성대조군에 비해 43% 정도 낮은 것으로 나타났다. 항당뇨 실험에서 α-amylase와 α- glucosidase에 대한 메탄올과 열수추출물의 저해효과는 2.0 mg/ml의 농도에서 각각 62.26%와 67.59%를 보여 양 성대조군인 acarbose의 81.81%에 비해 낮았다. 아세틸콜 린에스테라아제에 대한 메탄올과 열수추출물의 저해효과 는 1.0 mg/ml의 농도에서 각각 94.64%와 74.19%를 보여 양성대조군인 galanthamine의 97.80%에 비해 낮았다. 티 로시나아제에 대한 메탄올과 열수추출물의 저해효과는 2.0 mg/ml의 농도에서 각각 91.33%와 91.99%를 나타내 양성대조군인 kojic acid의 99.61%와 매우 유사한 효과를 얻었다. 염증저해 효과 실험에서는 RAW 264.7 대식세포 가 배양되고 있는 배지에 갈색먹물버섯 자실체의 메탄올 과 열수추출물을 각각 전 처리 한 후 염증매개 물질인 LPS를 투여하여 메탄올과 열수 추출물의 NO 생성 저해 효과를 조사한 결과 추출물의 농도가 증가함에 따라 생성 된 NO의 양이 감소하는 경향을 나타내었다. 따라서 갈색 먹물버섯의 자실체에는 항산화, 항당뇨, 항아세틸콜린에 스터라제 항티로시나아제 및 항염증 효과를 나타내는 물 질이 함유되어 있어서 천연 건강식품으로 이용이 가능할 것으로 사료된다.

In this study, to apply hydrogen energy to ship engine and to generate effective hydrogen production, we investigated the effects of high temperature H₂SO₄ feed rate and cooling water rate to pump parts with fixed frequency needed to reciprocate motion and a simulation was conducted at each condition. In the fixed frequency and cooling water inlet flow rate of 0.5 Hz and 3.9 kg/s, we changed the high temperature H₂SO₄ flow rate to 47.46 kg/s (it is 105 % of 45.2 kg/s), 49.72 kg/s (110 %), and 51.98 kg/s (115 %). Also, at 0.5 Hz and 45.2 kg/s of frequency and high temperature H₂SO₄ flow, the thermal hydraulic analysis was performed at the condition of 95 % (3.705 kg/s), 90 % (3.51 kg/s), and 85 % (3.315 kg/s). In overall simulation cases, the physical properties of materials are more influential to the temperature increase in the pump part rather than the changes on the feed rate of high temperature H₂SO₄ and cooling water. A continuous operation of pump was also capable even if the excess feed of high temperature H₂SO₄ of about 15 % or the less feed of cooling water of about 15 % were performed, respectively. When the increasing feed of high temperature H₂SO₄ of up to 5 %, 10 %, and 15 % were compared with base flow (45.2 kg/s), the deviation of time period rose to a certain temperature and ranged from 0 to 4.5 s in the same position (same material). In case of cooling water, the deviation of time period rose to a certain temperature and ranged from 0 to 5.9 s according to the decreasing feed changes of cooling water at 5 %, 10 %, and 15 % compared to a base flow (3.9 kg/s). Finally, the additional researches related to the two different materials (Teflon and STS for Pitch and End-plate), which are concerned about the effects of temperature changes to the parts contacting different materials, are needed, and we have a plan to conduct a follow-up study.

본 연구에서는 국제해사기구(IMO)의 뜨거운 관심분야로 부상되고 있는 선박기인 입자상물질(PM)과 오염물질 배출에 관하여 한국해양대학교 실습선 한바다호를 이용하여 계측하였다. 특히, PM은 TEM 그리드를 이용해 채취하고 전자현미경으로 구조를 파악하였으며, NOx, CO₂, CO 등의 배기가스는 연소가스분석기(PG-250A, HORIBA)를 이용해 측정하였다. 본 연구의 결과는 다음과 같다. 1) 선박이 항구에서 출항할 때, Bunker Change로 인한 PM 배출량은 최대 30 % 정도 차이가 있었다. 2) 정속 운항을 하면서 Bunker-A에서 L.R.F.O(3 %)로 변경할 때 측정한 PM 배출량은 1.34㎎/㎥, L.R.F.O(3 %)로 고정해 측정한 PM 배출량은 1.19㎎/㎥, L.R.F.O(3 %)만 사용하며 주기관 회전수를 20 % 증가시키면서 계측한 PM 배출량은 1.40㎎/㎥이었다. 또한, 저질유(L.R.F.O(3 %))로 변경시 CO 농도는 약 16 % 증가하는데 비해 RPM을 20 % 상승시킨 경우에는 152 % 이상 급격한 증가를 보였다. 이러한 결과로부터 배기가스 배출의 증가는 연료유종의 영향도 있으나, RPM의 변화에 민감하다는 것을 알 수 있었다. 3) TEM 그리드로 채취한 PM은 약 4~10㎛ 정도의 다양한 입경을 가지는 다공질 응집체 형상의 구조인 것으로 확인하였다.

본 연구에서는 한국해양대학교 실습선 한바다를 이용하여 선박의 입․출항 및 약 150 rpm의 정속 운항 할 때 주기관에서 배출되는 배기가스를 실시간 계측하였다. 실측 결과 질소산화물의 농도는 정속 운항시 800 ppm 에서 1,000 ppm 사이인데 반해, 입․출항시에는 210 ppm 에서 1,230 ppm 까지 큰 범위에서 값이 변화하였다. 일산화탄소의 농도 역시 정속운항 상태 보다 입․출항시 측정값의 변화가 크게 나타났다. 이러한 결과는 입․출항시 가능한 한 주기관의 부하변동이 급격히 발생되지 않도록 하는 선박 조종 스킬이 필요하다는 것을 의미한다. 또한, 배기가스 저감 기술의 적용에 있어 입․출항시와 정속 운항할 때 그 차이를 고려할 필요가 있다는 것을 나타낸다.

본 연구에서는 균질기에 의해 혼합된 물과 벙커-A를 보일러로 연소하였을 때의 배기 배출물 특성에 대해 연구를 수행하였다. 그 결과로 균질기로 균질화 된 벙커-A의 경우, 순수 벙커-A에 비해 NOx 농도는 19 %, CO 농도는 54 % 감소를 나타냈다. 물-벙커A의 경우 물 혼합 비율이 증가할수록 NOx 농도분포가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다. 특히, 20 %물-80 %벙커-A의 경우 순수한 벙커-A 보다 배기가스 내 NOx 농도가 45 %까지 감소하였다. 그러나 20 %물-80 %벙커-A의 경우, CO농도 분포는 불규칙한 변화를 나타냈다. 이것은 일정량 이상의 물 혼합은 보일러의 연소 성능 저하 원인이 될 수 있다는 것을 의미한다. 이 결과로부터 본 연구에서 보일러의 정상 연소를 위한벙커A유 내 물의 한계 혼합율은 15 % 인 것을 알 수 있었다. 연돌 부근에서 채취한 매연 부착양은 물의 혼합율이 증가할수록 감소하였다.

The Oct-4 (octamer-4), a member of the POU family transcription factor, is expressed in early mouse embryogenesis and in pluripotent embryonic stem (ES) lines. Oct-4 expression is thought to remain confined to the germline after gastrulation in the embryo. Therefore, the study was designed to, study the location of Oct-4 protein in the ovaries, placenta and testis of Korean native cattle (Hanwoo). Expression of Oct-4 mRNA in the ovaries and placenta of bovine was confirmed by RT-PCR and immunohistochemical analysis. Oct-4 was expressed in granulosa, thecal cells irrespective of the shape and size of follicles and endometerium of Korean native cattle (Hanwoo). Expression of Oct-4 was profound in all the tissues of Korean native cattle (Hanwoo) suggestung their role in them. Oct-4 localization and expression could contribute to further developmental studies in Korean native cattle (Hanwoo).

원자력을 이용한 황-요오드 수소생산 공정 중 황산용액을 이송하는 기존의 시스템과 달리 새로운 황산 이송장치는 벨로우즈 박스 내에서 벨로우즈 외측으로 고온 부식성 액체인 황산이 흐르고, 벨로우즈 내측으로는 냉각수가 흐르는 상태에서 주기 운동을 통해 황산용액이 펌핑 되도록 구성된다. 200 ℃ 이상의 고온 부식성 액체인 황산용액을 정량으로 이송할 수 있도록 장치의 주요부품인 벨로우즈 주변의 열해석을 통해 온도분포를 확인하여, 테프론 재질의 벨로우즈의 내식성 및 내열성을 파악하고, 장치의 안전하고 효율적인 운용을 위한 기초자료를 취득하고자 하였으며, 냉각수 입구직경 3 ㎝, 질량유량이 3.9199 ㎏/s로 고정한 경우 벨로우즈의 길이에 관계없이 테프론 변형온도 이하임을 알 수 있었다.

대향류 메탄/수소 확산화염을 통해 탄소나노튜브와 탄소나노섬유를 합성하였다. 탄소나노튜브 합성을 위한 촉매금속으로는 페로션을 활용하였고 샘플링을 위해 구리기판을 사용하였다. 본 실험에서 주요한 실험의 변수는 수소의 비율과 샘플링 위치이다. 그 결과, 연료중 수소의 비율이 증가하고 샘플링 위치와 버너측 노즐사이의 거리가 멀어질수록 탄소나노튜브가 다량 합성되었다.