Biohydrogen production from glycerol by novel Clostridium sp. SH25 and its application to biohydrogen car operation

김상현,김현중,Shashi Kant Bhatia,Ranjit Gurav,전종민,윤정준,김상현,안정오,양영헌 한국화학공학회 2022 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.39 No.8

Biohydrogen is a clean and efficient source of energy produced easily by anaerobic systems. Therefore, thediscovery of novel and efficient production methods and utilization of inexpensive starting material are crucial for economicalbiohydrogen production. In this study, novel hydrogen producing bacterial strain Clostridium sp. SH25 wasscreened from the anaerobic sludge obtained from a water treatment plant, which showed a higher hydrogen-producingactivity on glycerol than other strains. The effective hydrogen production was evaluated under varying anaerobicculture conditions, and the optimum temperature, initial pH, additional NaCl concentration, and inoculum size were37 oC, 6.0, 0%, and 10% (v/v), respectively. The cumulative hydrogen production volume from crude glycerol was24.30±1.07ml after 36 h. To test the practical application of biohydrogen, a 20ml culture of Clostridium sp. SH25 wasincubated for 12 h and directly applied to a small hydrogen car unit operated for 19.05±0.33 s with 8.37±0.21m displacement. Overall, identification of the efficient Clostridium sp. SH25 strain resulted in the production of a largeamount of biohydrogen, which further supported the operation of a small hydrogen car. This implied a possible applicationof biosystems in biohydrogen production.

단기간과 장기간 지구성 운동에 따른 골격근 내 대사적응

김상현,안나영,고진호,김기진 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.3

김상현, 안나영, 고진호, 김기진. 단기간과 장기간 지구성 운동에 따른 골격근 내 대사적응. 운동과학, 제21권 제3호. 331-338, 2012. 지구성트레이닝에 따른 해당효소의 역할은 미토콘드리아효소에 비해 명확하게 밝혀져 있지 않을 뿐 아니라, 미토콘드리아의 적응이 일부분만 이루어진 상황에서의 해당효소 작용 또한 규명된 것이 없다. 이에 본 연구는 지구성트레이닝에 따른 에너지대사 적응이 어떻게 이루어지는가를 알아보기 위해 단기간과 장기간 지구성트레이닝 후 미토콘드리아 전자전달 효소와 해당효소의 발현정도를 분석하였다. 이를 위해 24마리의 흰쥐를 각각 6마리씩 4그룹(sedentary; Sed, 1 day exercise; 1d Ex, 3 day exercise; 3d Ex, 3 weeks exercise; 3wk Ex)으로 분류한 다음 수영을 실시하였다. 미토콘드리아 전자전달 효소와 해당효소의 발현 분석을 위한 골격근은 마지막 운동훈련 18시간 후 적출하였다. 그 결과 해당효소인 총 LDH와 GAPDH는 Sed 그룹에 비해 1d Ex 그룹(60 %)과 3d Ex 그룹(80 %)은 유의하게 감소하였으며, 3d Ex 그룹은 1d Ex 그룹과도 유의한 차이를 보였다. 그러나 3wk Ex 그룹은 Sed 그룹과 비슷한 수준을 보였다. 그리고 HK와 LDH-H는 3d Ex 그룹과 3wk Ex 그룹이 Sed 그룹에 비해 유의하게 높게 나타났다. 미토콘드리아 효소 중 β-산화효소인 LCAD는 1d Ex, 3d Ex 그리고 3wk Ex 그룹 모두 Sed 그룹에 비해 유의하게 증가하였으며, 3d Ex 그룹은 1d Ex와 3wk Ex 그룹보다도 유의하게 높게 나타났다. 미토콘드리아 전자전달계 효소인 COX4와 NADH는 1d Ex, 3d Ex 그리고 3wk Ex 그룹 모두 Sed 그룹에 비해 유의하게 증가하였다. 또한 단기간 지구성트레이닝시 미토콘드리아 효소와 해당효소간에는 유의한 부적상관관계가 있으며, 장기간 지구성트레이닝시에는 아무런 상관관계가 없었다. Kim, S. H., Ahn, N. Y., KO, J. H., Kim, K. J. Metabolic adaptation by acute and chronic endurance swim exercise in skeletal muscle. Exercise Science, 21(3): 331-338, 2012. The Effect of chronic and acute endurance training on the role of glycolytic enzymes compared to the mitochondrial enzymes has not been clearly identified, This study measured mitochondrial electron transport enzymes and glycolytic enzymes to evaluate the metabolic adaptation after acute and chronic endurance training, Twenty-four rats were randomly assigned into 4 groups (Sedentary, Sed; 1 day exercise, 1d Ex; 3 day exercise, 3d Ex; 3 weeks exercise, 3wk Ex). Exercise groups were trained by using a 6h/day swimming program. Muscle samples for mitochondrial enzymes and glycolytic enzymes were harvested 18 hours after the last bout of exercise, The expressions of total LDH and GAPDH in glycolytic enzymes were decreased in the 1d Ex (60 %) and 3d Ex (80 %) group from the Sed group. But, 3wk Ex group was not changed compared with Sed group, The expressions of HK and LDH-H form were increased in 3d Ex and 3wk Ex group compared to the Sed group, The expression of mitochondrial β-oxidation enzyme LCAD was increased more in the 1d Ex, 3d Ex and 3wk Ex than the Sed group, with the 3d Ex group having the most increase. The expressions of mitochondrial electron transport enzymes COX4 and NADH were increased in all exercise groups. There is a negative correlation between mitochondrial enzymes and glycolytic enzymes by acute endurance exercise, but by prolonged endurance exercise there is no correlation.

베타-아드레날린 수용체의 활성이 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향

김상현,김기진 한국운동생리학회(구 한국운동과학회) 2012 운동과학 Vol.21 No.3

김상현, 김기진. 베타-아드레날린 수용체의 활성이 골격근 내 미토콘드리아 생합성에 미치는 영향. 운동과학, 제21권 제3호. 347-354, 2012. 카테콜라민의 작용에 의해 골격근 내 미토콘드리아 생합성이 증가하는가에 대해서는 수 십년 전부터 관심의 대상이었다. 최근 몇몇 연구는 카테콜라민의 생성이 운동시에도 증가되기 때문에 운동에 의한 골격근 내 미토콘드리아 생합성 또한 카테콜라민의 작용에 의해 이루어진다고 주장한다. 이에 본 연구는 운동시 골격근 내 미토콘드리아 생합성이 실제로 베타 아드레날린성 작용을 통해 이루어지는가를 알아보았다. 이를 위해 흰쥐를 대상으로 갈색지방조직과 골격근에서 β-AR의 활성에 따른 미토콘드리아 생합성 정도를 분석하기 위해 norepinephrine과 베타 아드레날린성 촉진제(clenbuterol)를 처치하였으며, 운동에 의한 골격근 내 미토콘드리아 생합성 정도를 분석하기 위해서는 AMPK 활성체인 AICAR와 베타 아드레날린성 억제제(propranolol)를 처치하였다. 그 결과 norepinephrine과 clenbuterol에 의한 β-AR의 활성에 의해 갈색지방조직에서는 PGC-1α의 mRNA와 단백질 발현이 증가하였으나, 골격근에서는 PGC-1α mRNA와 단백질 발현뿐 아니라 미토콘드리아 전자전달계 효소 또한 아무런 변화가 없었다. 또한 AICAR 처치는 PGC-1α mRNA를 증가시켰으나, propranolol은 AICAR에 의해 증가된 PGC-1α mRNA를 더욱 증가시켜 β-AR의 활성 차단이 운동에 따른 골격근 내 미토콘드리아 생합성을 억제하지 않음을 알 수 있었다. Kim, S. H., Kim, K. J, The effect of β-AR on mitochondrial biogenesis in rat skeletal muscle, Exercise Science, 21(3): 347-354, 2012. Mitochondrial biogenesis by activation of β-adrenergic receptor (β-AR) with catecholamine in skeletal muscle was the object of interest for several decades. Several recent studies argue that because catecholamine formation is increased during exercise, mitochondrial biogenesis is also increased by catecholamine action in skeletal muscle. This study measured PGC-1α and mitochondrial electron transport enzymes to evaluate the mitochondrial biogenesis by β-adrenergic stimulates in rat skeletal muscle. Rats were subcutaneously injected with norepinephrine and clenbuterol(β-adrenergic agonist) for mitochondrial biogenesis by β-AR activation in brown adipose tissue(BAT) and skeletal muscle. Also propranolol(β-adrenergic antagonist) and AICAR was injected subcutaneous to determine whether catecholamine and necessary for exercise induced mitochondrial biogenesis. Norepinephrine and clenbuterol increased PGC-1α mRNA and protein expression in BAT, but they had no effect on PGC-1α and mitochondrial electron transport enzymes in skeletal muscle. While AICAR increased PGC-1α mRNA expression, propranolol suppression of PGC-1α mRNA expression did not occur, and was actually expressed more than AICAR treated group.

[OPINION] 기후변화 대응 위해 국가간 전력망 연계 필요 : 김상현 한국기후변화연구원 원장

김상현,배성수 대한전기협회 2019 전기저널 Vol.- No.512

불교의 신도 교육과 사회발전

김상현 천태불교문화연구원 2011 天台學硏究 Vol.14 No.-

신종 노조살상무기 “단체협약 해지”에 연대로 맞서며 : 전태일 노동상을 받은 보건의료노조 세종병원지부

김상현 한국노동사회연구소 2006 노동사회 Vol.116 No.-

효율적인 비디오 시퀀스 정합 알고리즘

김상현,박래홍 대한전자공학회 2004 電子工學會論文誌-SP (Signal processing) Vol.41 No.5

디지털 미디어의 증가로 비디오 시퀀스를 효율적으로 정합하기 위한 다양한 알고리즘이 제안되었다 기존의 비디오 검색 알고리즘에서는 주로 프레임 단위의 질의에 관한 검색 알고리즘이 연구되었으나 비디오 시퀀스 단위의 질의에 관한 정합 알고리즘 연구는 미진하였다. 본 논문에서는 비디오 시퀀스 질의에 관한 효율적인 비디오 색인과 검색 알고리즘을 제안한다. 시퀀스 정합의 정확도와 성능 향상을 위하여 연속되는 프레임의 히스토그램간의 유사도 함수로 커쉬함수를 사용하였으며 기존의 방법에 비해 높은 성능을 나타내었다. 비디오 샷들로부터 추출된 키프레임들은 샷묶음 뿐만 아니라 비디오 시퀀스 정합이나 브라우징에도 사용되며 여기서 키프레임은 이전 프레임들과 중요한 차이를 보이는 프레임을 나타낸다. 몇가지 키프레임 알고리즘이 제안되었고 적절한 유사도 측정을 통해 샷경계 검출과 유사한 방법으로 키프레임 추출이 가능하다. 본 논문에서는 누적된 커쉬함수를 사용하여 효과적으로 키프레임을 추출하는 알고리즘을 제안하고 기존의 방법들과의 성능을 비교한다. 비디오 시퀀스 정합은 키프레임간의 유사도 측정에 의해 수행될 수 있다 본 논문에서는 추출된 키프레임의 정합 효율을 향상 시키기 위하여 커쉬함수와 하우스도르프 거리를 사용하였다. 몇가지 실험 영상을 이용한 실험결과 제안한 방법은 기존의 방법에 비해적은 계산량으로 높은 정합 성능을 보였다. According tothe development of digital media technologies various algorithms for video sequence matching have been proposed to match the video sequences efficiently. A large number of video sequence matching methods have focused on frame-wise query, whereas a relatively few algorithms have been presented for video sequence matching or video shot matching. In this paper, we propose an efficientalgorithm to index the video sequences and to retrieve the sequences for video sequence query. To improve the accuracy and performance of video sequence matching, we employ the Cauchy function as a similarity measure between histograms of consecutive frames, which yields a high performance compared with conventional measures. The key frames extracted from segmented video shots can be used not only for video shot clustering but also for video sequence matching or browsing, where the key frame is defined by the frame that is significantly different from the previous fames. Several key frame extraction algorithms have been proposed, in which similar methods used for shot boundary detection were employed with proper similarity measures. In this paper, we propose the efficient algorithm to extract key frames using the cumulative Cauchy function measure and. compare its performance with that of conventional algorithms. Video sequence matching can be performed by evaluating the similarity between data sets of key frames. To improve the matching efficiency with the set of extracted key frames we employ the Cauchy function and the modified Hausdorff distance. Experimental results with several color video sequences show that the proposed method yields the high matching performance and accuracy with a low computational load compared with conventional algorithms.

원자력 발전소 탄소강 배관재의 유체가속부식에 미치는 용존 산소의 영향

김상현 대한금속·재료학회 2006 대한금속·재료학회지 Vol.44 No.2

고온 회전원통전극을 이용한 탄소강 배관재의 유체가속부식에 관한 연구

김상현,김인섭 대한금속ᆞ재료학회 2006 대한금속·재료학회지 Vol.44 No.4

선박용 LED Chamber Light의 열 및 광학 특성에 관한 연구

김상현,이도엽,김우성,장낙원,Kim, Sang-Hyun,Lee, Do-Yup,Kim, Woo-Sung,Jang, Nakwon 한국전기전자재료학회 2015 전기전자재료학회논문지 Vol.28 No.1

Recently, LED is widely used in the kinds of display devices or lighting. In this paper, we fabricated LED chamber light for naval vessels to replace to conventional chamber light using incandescent lamp. The LED package of chamber light was designed with luminous intensity of 5.5 cd, color temperature of $6,000{\pm}500K$, forward voltage of 3~3.2 V and input current of 60 mA. A LED module was composed of 36 LED packages and metal PCB. The VF and luminous intensity of LED package were getting down when temperature increased. The temperature of LED chamber light was measured by changing the number of LED package and applied current for one hour when an electric current flow. The heat transfer capability have been improved by using metal PCB. The power consumption of LED chamber light reduced by 86% compared to the conventional chamber light using incandescent lamp.