단순 수증기 활성화 방법을 통한 활성 바이오차의 제조 = Production of Activated Biochar by Simple Steam Activation Method
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학술지명
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발행연도
2020
작성언어
-주제어
KDC
500
자료형태
학술저널
수록면
43-43(1쪽)
제공처
유기성 폐기물의 열분해를 통해 얻어지는 바이오차는 열분해 과정에서 발달한 넓은 표면적으로 인해 활성탄을 대체할 수 있는 저렴한 흡착제로써 주목받고 있다. 바이오차를 토양 개량제로 이용할 경우 영양물질의 유출 저감, pH 조절, 토양 미생물의 서식 환경 제공 등을 통해 농업 생산력을 향상시킬 수 있다는 이점이 있다. 이러한 바이오차의 특징으로 인해 실제로 국내에서도 토지 개량제의 용도로 현재 시장에 유통되고 있으며, 제조 기술이 어렵지 않아 농장 단위에서 직접 제조하여 사용하기도 한다. 우리나라뿐만 아니라 개발도상국에서도 바이오차는 농업 생산성을 높일 수 있는 저렴하고 단순한 기술로 주목받고 있다. 하지만, 원료의 탄화 공정 이후 공극 활성화 공정을 거쳐서 생산되는 활성탄과는 달리 원료의 탄화 공정만으로 제조되는 일반 바이오차는 비교적 표면적이 낮아 농업 및 흡착제로써 큰 효과를 기대하기는 어렵다. 활성화 공정은 물리적 활성화와 화학적 활성화로 나뉘며, 물리적 활성화는 보통 고온에서 대상 물질에 스팀 또는 CO<sub>2</sub> 가스를 지속적으로 공급하여 표면의 탄소 일부를 가스화함으로써 공극을 발달시킨다. 이러한 물리적 활성화 공정을 위해서는 특수한 활성화 장비가 필요하므로 농장 단위에서는 활성 바이오차를 제조하기 어려우며, 개발도상국에서도 활성화 기술이 보급되기 어렵다. 따라서, 본 연구에서는 특수한 장비 없이도 바이오차의 공극을 활성화할 수 있는 단순 수증기 활성화 방법을 제시하고, 그 효과를 확인하고자 하였다. 실험에 사용된 바이오차는 왕겨(rice husk)를 400 ℃ 무산소 조건에서 두 시간 동안 열처리하여 제조하였다. 단순 수증기 활성 바이오차는 도가니에 일정량의 H<sub>2</sub>O와 바이오차를 함께 담은 후, 바이오차 제조와 같은 온도 및 시간 조건에서 열처리하여 제조하였다. 제조한 바이오차의 비표면적 분석 및 암모늄 이온에 대한 등온흡착실험을 통해 단순 수증기 활성화 방법의 효과를 확인하고자 하였다.
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