CO2/CH4을 분리하기 위한 기체분리막 소재 중 폴리이미드는 높은 기계적 강도, 내열성, 내화학성을 가지고 있으며 여러 기체에 대하여 우수한 투과선택성을 가지고 있다. 그러나 유기용제에 대한 낮은 용해성으로 인해 막을 제조할 때 많은 제약을 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 극복하기 위해 cardo-type의 diamine을 이용하여 가용성 폴리이미드를 합성하였다. 또한, 합성된 폴리이미드의 성능을 향상 시키기 위해 다양한 dianhydride와 diamine 단량체를 첨가하여 폴리이미드 공중합체를 합성하였다. FT-IR을 통해 합성이 성공적으로 이루어졌음을 확인하였고, time-lag를 이용하여 CO2와 CH4의 기체투과특성을 알아보았다.

분리막/흡수제 하이브리드 기술인 접촉막 공정은 CO2 분리 효율을 높일 수 있는 방안으로 주목 받고 있다. 기존의 고분자 분리막은 젖음 현상으로 인한 CO2 흡수 특성 감소의 문제가 제기되고 있다. 따라서 본 연구에서는 화학적, 열적 안정성이 뛰어난 세라믹 소재를 이용하여 중공사막을 제조하여 사용하였다. 또한, CO2 흡수 효율을 높이기 위하여 표면을 소수성으로 개질하고, 특성 변화를 확인하였다. 소수성 중공사막을 적용한 단일 분리막 흡수장치에서 운전 조건에 따른 CO2 흡수 특성을 확인하여 보았다.

지구온난화 문제 해결을 위한 지속적인 노력과 더불어 온실가스의 국제적 배출 규제는 더욱 강화되고 있다. Non-CO2 사업단은 온실가스의 종류와 발생원에 따른 적합 기술을 선택적으로 개발함으로써 기술별 균형을 추구하고 발생원에 대한 대응방안을 모색하고 있다. 주로 화학, 전자, 자동차, 선박과 같은 수출주력산업에서 발생하므로 향후 무역규제와 연계될 경우 그 파급효과가 클 것으로 예상된다. 선택적, 집중 투자와 효율적인 관리를 통하여 우리나라 온실가스저감 목표 달성에 일조하고 수출주력산업에 도움이 될 것으로 기대한다. 본 연구는 Non-CO2 사업단개발기술, 특히 멤브레인 관련기술에 관한 토의이다. ※ 환경부 글로벌탑 환경기술개발사업 중 “Non-CO2 온실가스 저감기술개발 사업”의 지원으로 수행되었다.

습식흡수제를 이용한 이산화탄소 포집 공정은 재생 시 많은 에너지가 필요한 단점이 있어 에너지를 낮추기 위한 다양한 대체 기술이 개발되고 있다. 이런 연구의 일환으로 최근에 분리막과 흡수제를 혼합하는 접촉막 기술이 개발되고 있으며, 흡수제의 단점을 극복하는 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 세라믹소재를 이용하여 중공사막을 제조하였고 젖음성을 제어하기 위해 소수성 코팅을 한 중공사막을 개발하였다. 중공사막의 XRD, SEM, FT-IR 및 Porosimeter를 이용하여 분석하였고, 기공에 따른 CO2 분리 특성을 규명하였다.

A novel poly (ethylene glycol)-imidazolium-functionalized 6FDA-durene polyimides (PEG-Im-PIs) with various PEG chain lengths and PEG-IM contents have been developed as novel polymer membranes for high performance CO2-separation. The synthesis, characterization of these materials, together with the properties of the corresponding polymer membranes, including gas separation properties, will be discussed in detail.

고분자 분리막을 통한 기체 분리는 기체의 용해 및 확산으로 진행되며 따라서 기체 분리 성능은 기체의 용해도 또는 확산도에 좌우된다. 이산화탄소와 같은 극성 기체의 용해도를 향상시키기 위해 acylation, bromination, sulfonation과 같은 화학적 개질을 통한 연구들이 진행되었으며 또한 술폰산기를 가지는 고분자에 금속이온을 치환시켜 이산화탄소 선택도를 증가시킨 연구가 보고되었다. 본 연구에서는 biphenol기와 fluorene기를 가지는 Sulfonated Poly(arylene ehter sulfone) (SPAES) 고분자 분리막을 제조하였으며 술폰화 정도와 치환된 극성 그룹의 종류에 따른 기체투과특성을 알아보고자 하였다.

이산화탄소는 지구온난화에 미치는 악영향은 낮지만 온실가스의 80% 이상을 차지하고 있으며 규제 가능한 기체이기 때문에 전 세계가 주목하고 있다. 온실가스 감축을 위해 세계적으로 다양한 노력이 이뤄지고 있는 가운데, CCS 기술은 가장 유효하고 효율적인 기술로 알려져 있어 많은 선진국들이 CCS 기술개발에 투자와 연구를 집중하고 있다. CCS 기술 중 이산화탄소 포집 기술은 전체의 70~80%를 차지하는 핵심 기술로 크게 연소 후 포집, 연소 전 포집, 순산소 연소로 분류된다. 다양한 이산화탄소 의 분리 방법 중 신기술로 주목 받는 분리막을 이용한 이산화탄소 분리에 대한 연구가 제시되고 있으며 국내외의 연구결과를 바탕으로 이산화탄소 분리막의 미래를 확인해보고자 한다.

대기 중 이산화탄소(이하 CO2)농도 증가가 왕담배나방의 산란과 발육에 미치는 영향을 400, 600, 1000 ppm CO2 환경에서 왕담배나방 2개 개체군(A, B)을 이용하여 인공 사육 조건에서 각각 조사하였다. A개체군의 총 발육기간은 400 ppm, 600 ppm, 1000 ppm에서 각기 36.5일, 34.8일, 36.8일, B개체군에서 각기 37.8일, 34.5일, 37.4일로 두 개체군 모두 600 ppm에서 유의하게 짧게 나타났다(P < 0.01). 총 산란수는 A개체군의 경우 400 ppm, 600 ppm, 1000 ppm에서 각각 787.0개, 1225.6개, 926.2개로 400 ppm에서 유의하게 적었고 (P < 0.05) B개체군에서는 각각 843.6개, 1315.2개, 1307.6개였으나 통계적인 차이는 없었다. 성충의 수명은 CO2 환경에 따른 차이가 없었다. 왕담배나방의 내적자연증가율은 400 ppm, 600 ppm, 1000 ppm 농도에서 각각 A개체군은 0.093, 0.125, 0.107, B 개체군은 0.073, 0.113, 0.099로 모두 600 ppm에서 유의하게 높았다(P < 0.01). CO2농도 변화에 따라 왕담배나방의 발육률 및 내적자연증가율은 유의하게 변하였다. 각 CO2 환경에서 얻은 결과값을 이용하여 추정한 이차회귀식에서 발육률은 701.0 ppm, 내적자연증가율은 744.5 ppm에서 피크를 보였다. 향후 예상되는 대기 중 CO2 농도의 변화는 왕담배나방의 개체군 증식에 직접적인 영향을 미치는 하나의 요소가 될 수 있는 것으로 보인다.

Heating for disinfestation has been practiced of at the condition of 55-60°C for at least 48 hours in various facilities of stored and processed agricultural products. However, it has been required to reduce temperature and time due to the economic efficiency. To improve disinfestation efficiency of heating, we demonstrated whether combined treatments of heat with other agents exert synergistic for disinfestation. Heat treatments were combined with 1 ppm diatomaceous earth (DE), 10 ppm phosphine or 10% carbon dioxide against Plodia interpunctella, Sitophilus zeamais and Tribolium castaneum. Insects were treated single or multiple combinations of each component for 6 h at either 25°C or 40°C, then mortalities were monitored for 14 days post-treatments. Combined treatments greatly enhanced mortalities and shorten killing time of three species rather than single treatments. Particularly, heat treatments with 1 ppm DE and 10 ppm phosphine completely lethal within 3-6 h post-treatments, but heating with 10% CO2 was not much effective. Among three species, S. zeamais adults were more suscpetable to heat but both larvae and adults of T. castaneum was highly susceptible to phosphine. Our results clearly showed that combined treatment of DE or phosphine with mild heating (40°C) greatly improved mortalities of three major stored pest insects and provide advanced techniques for disinfestation of stored product pests.

기후변화로 인하여 온난화가 진행되면, 한반도 남부지방 에서 재배되고 있는 벼의 생육과 생산량이 어떻게 변화되는 지를 알아보기 위하여, 일미벼의 유식물을 대조구, 온도 상 승구 그리고 CO2 + 온도 상승구에 재배하여 그 결과를 비교 하였다. 온난화 처리실험은 광이 그대로 입사되는 유리 온 실 안에서 진행하였다. 유리 온실은 챔버 와는 달리 공간적 으로 제약을 받지 않으며 자연광과 광주기 그리고 토양환경 을 그대로 활용하여 자연에서 실제로 식물이 살아가는 환경 을 조성해 CO2 농도와 온도 증가에 대한 식물의 실제적 반응을 알 수 있다는 장점을 가지고 있다(Kim 2010). 환경 처리구는 온도조건만을 대조구보다 1.5℃ 높게 처리한 온 도 상승구 (ambient CO2 concentration + elevated temperature; AC-ET), CO2를 대기보다 2배정도 높인 740-750ppm 으로 유지한 CO2 + 온도 상승구 (elevated CO2 concentration + elevated temperature; EC-ET)이다. 대조구 (ambient CO2 concentration + ambient temperature; AC-AT)는 야외 대기 조건과 같이 대기의 온도와 CO2 농도 (평균 360-400ppm)로 유지하였다. 일미벼의 지상부, 지하 부 그리고 총 생물량과 개체당 이삭무게는 CO2 + 온도 상승 구에서 가장 무거웠다. 이삭당 낟알수와 하나의 낟알무게는 온도 상승구와 CO2 + 온도 상승구에서 가장 무거웠다. 분얼 수는 대조구와 온도 상승구에서 가장 많았고, 개체당 이삭 수와 숙성된 낟알비율은 모든 구배에서 차이가 없었다. 현 재 남부지방에서 재배하고 있는 일미벼는 지구온난화의 영 향으로 온도와 CO2 농도가 동시에 더 높아진다면, 그 곡물 수확량은 현재보다 더 증가될 것으로 예상된다. 이러한 예 상은 현재 지역에 따라 선택되어 재배되고 있는 다양한 벼 품종에도 적용될 수 있는 것이므로, 앞으로 벼 재배적지의 선정은 지구온난화조건을 고려하여 결정되어야 할 것으로 보인다.

Activated carbon fibers(ACFs) were prepared in this research from a polyacrylonitrile(PAN) precursor with the KOH(1~4 M) pretreatment and following activation at 800oC in a lab-scale. The sample ACFs were characterized according to their textural properties, and evaluated for CO2 adsorption capacity. The surface area and pore volume of ACFs increased according to the pretreatment with KOH; for example, 4M-KOH aqueous solution resulted in 1552.5 m2/g specific surface area and 0.605 cc/g pore volume. It also showed high CO2 adsorption amount(3.11 mmol/g) which showed a proportional increase with reaction pressure.

PEBAX[poly(ether-block-amide)]-NaY zeolite 복합막에 대한 H2, N, CO2, CH4의 투과도와 선택도에 대하여 연 구하였다. PEBAX-NaY zeolite 복합막에 대한 H2, N2, CO2, CH4 투과도는 막 내의 NaY zeolite 함량이 증가할수록 H2의 투 과도는 증가하였고, N2, CO2, CH4의 투과도는 감소하는 경향을 나타내었다. PEBAX-NaY zeolite 복합막 내의 NaY zeolite 함량이 증가함에 따라 N2에 대한 H2와 CO2의 선택도, CO2에 대한 H2의 선택도, 그리고 CH4에 대한 기체 선택도는 증가하였 고, 그외의 H2, N2, CO2에 대한 기체(H2, N2, CO2, CH4)의 선택도는 감소하였다. 그리고 각 기체들에 대한 가장 높은 선택도 는 CO2인 경우에 얻어졌고, H2, N2, CH4에 대한 CO2의 선택도 값은 12~156이었다.

Carbon aerogel is a porous carbon material possessing high porosity and high specific surface area. Nitrogen doping reduced the specific surface area and micropores, but it furnished basic sites to improve the CO2 selectivity. In this work, N-doped carbon aerogels were prepared with different ratios of resorcinol/melamine by using the sol-gel method. The morphological properties were characterized by scanning electron microscopy (SEM). Nitrogen content was studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and the specific surface area and micropore volume were analyzed by N2 adsorption-desorption isotherms at 77 K. The CO2 adsorption capacity was investigated by CO2 adsorption-desorption isotherms at 298 K and 1 bar. Melamine containing N-doped CAs showed a high nitrogen content (5.54 wt.%). The prepared N-doped CAs exhibited a high CO2 capture capacity of 118.77 mg/g (at resorcinol/melamine = 1:0.3). Therefore, we confirmed that the CO2 adsorption capacity was strongly affected by the nitrogen moieties.

High crystallinity coke-based activated carbon (hc-AC) is prepared using a potassium hydroxide solution to adsorb carbon dioxide (CO2). The CO2 adsorption characteristics of the prepared hc-AC are investigated at different temperatures. The X-ray diffraction patterns indicate that pitch-based cokes prepared under high temperature and pressure have a high crystal structure. The textural properties of hc-AC indicate that it consists mainly of slit-like pores. Compared to other textural forms of AC that have higher pore volumes, this slit-poreshaped hc-AC exhibits higher CO2 adsorption due to the similar shape between its pores and CO2 molecules. Additionally, in these high-crystallinity cokes, the main factor affecting CO2 adsorption at lower temperature is the pore structure, whereas the presence of oxygen functional groups on the surface has a greater impact on CO2 adsorption at higher temperature.

본 연구에서는 지구온난화 조건에서 한국의 주요 작물인 백태와 서목태의 식물계절, 잎 수, 원줄기의 마디 수, 가지 수, 식물개체당 총 종자 수와 총 꼬투리 수, 식물개체당 총 종자 무게, 꼬투리당 종자 수 그리고 종자 하나의 무게에 대한 반응을 알아보았다. 이를 위해 CO2농도가 일반 대기조건과 같은 대조구와, CO2농도와 온도를 상승시킨 처리구에서 두 종의 콩을 생육시켜 관찰하였다. CO2농도는 540 ppm으로, 온도는 처리구가 대조구보다 2.2℃ 상승하도록 설계하였다. 그 결과 백태의 최초 개엽시기, 서목태의 최초 개화시기와 열매성숙시기는 대조구보다 처리구에서 늦어졌다. 백태와 서목태의 잎, 가지 그리고 원줄기의 마디의 수는 대조구와 처리구간에 차이가 없었으나 서목태의 가지 수는 처리구에서 6월에만 적었다. 백태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수와 식물개체당 총 종자 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 그러나 식물개체당 총 종자무게는 대조구와 처리구 간에 차이가 없었다. 서목태의 종자 하나당 무게와 꼬투리당 종자 수는 대조구와 처리구 간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 꼬투리 수는 대조구보다 처리구에서 적었다. 또, 식물개체당 총 종자 수는 대조구와 처리구간 차이가 없었으나, 식물개체당 총 종자 무게는 대조구보다 처리구에서 더 가벼웠다. 이상으로 볼 때, 지구온난화로 백태는 종자 수가 감소하고 서목태는 최초 개엽, 개화, 성숙시기, 그리고 가지 형성시기가 늦어지며, 그 결과 꼬투리 수와 종자 무게가 감소되어 생산량이 줄어들 것이다. 이러한 개체군의 생장을 연구하는 것은 지구온난화에 대한 육상식물의 생태적 반응 연구에 중요한 자료로 활용될 것이다.

본 연구에서는 2013년 06월부터 2014년 05월까지 1년간 불암산 도시자연공원 상수리나무군락에서 토양호흡량과 미기후 분석을 실시하였다. 토양호흡량과 미생물호흡량은 각가 28.14±7.99∼582.47±318.51mg, 12.32±8.04∼415.71±159.92mg CO2˙m-2˙h-1의 범위로 조사되었다. 또한, 토양호흡량은 계절별로 여름, 가을, 겨울, 봄에 각각 1169.1, 454.81, 72.08, 494.23g CO2˙m-2˙month-1로, 미생물호흡량은 526.20, 340.09, 45.13, 374.9g CO2˙m-2˙month-1로 조사되었다. 연간 토양호흡량과 미생물호흡량은 각각 2190.22g CO2˙m-2˙yr-1, 1286.33g CO2˙m-2˙yr-1로 조사되었다. 또한, 토양호흡량, 미생물호흡량과 환경요인과의 상관관계에 대해 지수함수를 이용한 회귀식을 적용하여 분석하였다. 토양호흡과 미생물호흡 모두 토양온도와 대기온도에서 정의 상관관계를 보였으나, 토양수분함량과 광량에서는 매우 낮은 상관관계를 나타내었다. 토양호흡량과 미생물호흡량간의 차이로 추정한 뿌리호흡량은 토양호흡량 중 약 33.60%를 차지하는 것으로 나타났다.

This study was conducted to find out the soil CO2 emission characteristic due to rain fall pattern and intensity changes. Using Automatic Opening and Closing Chambers (AOCCs), we have measured annual soil respiration changes in Pinus koraiensis plantation at Seoul National University experimental forest in Mt. Taehwa. In addition, we have monitored heterotrophic respiration at trenching sites (4×6 m). Based on the one year data of soil respiration and heterotrophic respiration, we observed that 24% of soil respiration was derived from root respiration. During the rainy season (end of July to September), soil respiration at trenching site and trenching with rainfall interception site were measure during portable soil respiration analyzer (GMP343, Vaisala, Helsinki, Finland). Surprisingly, even after days of continuous heavy rain, soil water content did not exceed 20%. Based on this observation, we suggest that the maximum water holding capacity is about 20%, and relatively lower soil water contents during the dry season affect the vital degree of trees and soil microbe. As for soil respiration under different rain intensity, it was increased about 14.4% under 10 mm precipitation. But the high-intensity rain condition, such as more than 10 mm precipitation, caused the decrease of soil respiration up to 25.5%. Taken together, this study suggests that the pattern of soil respiration can be regulated by not only soil temperature but also due to the rain fall intensity.

큰느타리버섯은 장거리 해상운송 후 갈변 및 조직 물러 짐에 의한 품질저하가 클레임의 원인이 되는데, 수출 중 신선도 유지를 위한 전처리 기술을 개발하고자 CO2 처리 의 효과를 검증하였다. 버섯의 수확후 5 o C에서 30, 50% 농도의 CO2를 3시간 처리하고 관행적인 방법으로 필름 포장한 다음 20 o C와 5 o C에 저장하며 무처리와의 품질을 비교분석하였다. CO2 처리구는 무처리에 비해 저장 중 조 직 경도와 색도(Hunter ‘L’, ‘b’)를 유지하였고, 관능평가 에서도 품질이 급격히 저하되는 저온저장 3주차에 조직 물러짐 정도와 갈변지수가 낮아 신선도 유지에 효과가 있 었다. CO2 처리 농도 중 30% 처리구가 50%에 비해 상품 성이 높았으며 무처리에 비해서는 5 o C에서 약 1주일간 신 선도 유지기간이 연장되었다. 따라서 큰느타리버섯의 장 거리 해상운송 중 품질유지를 위한 전처리 방법으로 CO2 처리가 효과가 있는 것으로 판단되며 현장적용을 위해 효 과가 있는 CO2 처리농도의 범위 및 장해를 유발하는 한 계농도의 설정과 처리시간 등 추가적인 실험이 요구된다.

CO2 저장소의 허가가 사실상으로 전통적 유형의 계획확정인지 아니면 새로운 승인유형의 성립을 주목할 수 있는지, 또 다른 문제가 제기되고 있다. 이러한 경우 승인유형에서 카탈로그의 다양화가 요구되는 것으로 보인다. 그러나 여기에서는 아마도 이미 실현된 개발의 명백한 명명이 문제이다. 여기에서는 그런 현상을 인식하고, 표시하며 사실적인 문제상황에 상당한 체계화를 가져오는 행정법학의 급부능력이 나타난다. 향후 우리나라 CCS 관련 현행 개별법을 제정할 때에도 계획확정절차에 관한 규정을 두는 방안을 면밀히 검토할 필요가 있다. 먼저 CO2 수송관의 설치, 운영 및 본질적 변경을 하기 위해서는 개별 CCS 법에 따라 계획 확정이 필요할 것이다. 둘째로 CO2 저장소의 설치, 운영 및 중대한 변경도 마찬가지로 개별 CCS 법에 따라 계획확정을 받아야 할 것으로 본다. 물론 이와 같은 계획확정을 통해 개별 CCS 법에 따라 CO2 수송관과 저장소를 허용하는 것은 공익의 관점에서 확정되고(허가효), 다른 행정청의 허가는 필요없을 것으로 본다(집중효). 청문절차에서 무엇보다 계획에 대한 이의와 행정청의 의견을 사업시행자, 행정기관, 이해관계인과 함께 토의하는 절차는 계획의 설치와 관련하여 제기된 문제들을 이해관계인 전체가 함께 모여서 상세하게 문제들을 협의하는 절차로서, 토의과정에서 갈등을 조정되어 사후에 일어날 수 있는 분쟁을 사전에 예방할 수 있을 것으로 본다. 이것이 바로 CCS 기술의 사회적 수용성의 문제를 해결하는 실마리가 될 것이다.

In order to understand the contribution of seaweed aquaculture to nutrients and carbon cycles in coastal environments, we measured the nutrients & carbon uptake rates of Porphyra yezoensis Ueda sampled at Nakdong-River Estuary using a chamber incubation method from November 2011 to April 2012. It was observed that the production rate of dissolved oxygen by P. yezoensis (n=30~40) was about 68.8±46.0 μmol gFW -1 h-1 and uptake rate of nitrate, phosphate and dissolved inorganic carbon (DIC) was found to be 2.5±1.8 μmol gFW -1 h-1, 0.18±0.11 μmol gFW -1 h-1 and 87.1±57.3 μmol gFW -1 h-1, respectively. There was a positive linear correlation existed between the production rate of dissolved oxygen and the consumption rates of nitrate, phosphate and DIC, respectively, suggesting that these factors may serve as good indicators of P. yezoensis photosynthesis. Further, there was a negative logarithmic relationship between fresh weight of thallus and uptake rates of nutrients and CO2, which suggested that younger specimens (0.1~0.3 g) were much more efficient at nutrients and CO2 uptake than old specimens. It means that the early culturing stage than harvesting season might have more possibilities to be developed chlorosis by high rates of nitrogen uptake. However, N & C demanding rates of Busan and Jeollabuk-do, calculated by monthly mass production and culturing area, were much higher than those of Jeollanam-do, the highest harvesting area in Korea. Chlorosis events at Jeollabuk-do recently might have developed by the reason that heavily culture in narrow area and insufficient nutrients in maximum yield season (Dec.~Jan.) due mostly to shortage of land discharge and weak water circulation. The annual DIC uptake by P. yezoensis in Nakdong-River Estuary was estimated about 5.6×103 CO2 ton, which was about 0.03% of annual carbon dioxide emission of Busan City. Taken together, we suggest more research would be helpful to gain deep insight to evaluate the roles of seaweed aquacul-ture to the coastal nutrients cycles and global carbon cycle.