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  • 국가에너지기본계획 및 저탄소녹색성장을 위한 전략과 방안
    REPORT과 목 명 :학 과 :담당교수 :학 번 :이 름 :제 출 일 :국가에너지기본계획(안)이 최종 확정되었다. 전체적으로 에너지안보와 에너지효율 및 환경친화를 강조하고 에너지자립사회 구현 등 5대 비전을 제시하고, 원자력발전소 11기추가 건설이라는 정부방침이 포함되었다.대략적인 내용을 요약해 보면 다음과 같다.계획기간은 2008~2030년으로써 20년을 계획기간으로 하는 국가에너지기본계획을 5년마다 수립 시행함을 근거로 하였다.1) 국가에너지기본계획의 주요 내용으로는 아래와 같다.○ 국내외 에너지수급의 추이와 전망○ 에너지 안정적 확보, 도입○ 공급 및 관리를 위한 대책○ 신 재생에너지 등 환경친화적인 에너지의 공급 및 사용에 관한 대책○ 에너지이용합리화와 이를 통한 온실가스 배출 감소대책○ 에너지의 안전관리를 위한 대책○ 에너지 관련 기술의 개발 보급○ 에너지 관련 전문 인력 양성○ 에너지 정책 및 관련 환경정책의 국제적 조화와 협력○ 국내 부존 에너지자원 개발 및 이용2) 국가에너지기본계획의 의의 및 성격□ “저탄소 녹색성장 구현” 등 미래지향적 에너지 정책 방향의 제시- 중장기 에너지 정책의 기본방향을 설정하여 국민경제의 건전한 발전에필요한 에너지자원의 확보, 국내 수급안정 및 공급 인프라 확충, 에너지이용의 합리화 등에 체계적으로 대응.* 에너지 분야는 화석연료 자원의 고갈, 기후변화 등 인류사적 도전에 직면하고 있으며, 각 국은 미래지향적 에너지정책을 국가적 과제로 추진.- 미래 비젼의 새로운 패러다임으로서 “녹색성장”구현을 위한 에너지 정책의 기본방향을 제시하며, 에너지 안보, 효율, 환경 등 국가 에너지 정책목표를 효과적으로 달성하는데 기여.□ 에너지 정책 관련 최상위 국가전략- 에너지 관련 모든 분야를 대상으로 하며, 다른 에너지 관련 계획과 체계적으로 연계하고 거시적인 관점에서 조정하는 기본계획- 에너지원별, 부문별 등 다른 에너지 관련 계획에 대하여 원칙과 방향을제시하는 최상위 계획,□ 국민 참여형 기본계획- 작성단계부터 범 부처, 에너인당 에너지 소비량은 1.18TOE에서 2005년 4.73TOE로 4배 증가했다. 한국의 1인당 에너지 소비량은 OECD평균 4.74TOE에 육박하는데, 세계평균에 비해서는 2.5배 높다. 1인당 GDP가 OECD평균의 76.7% 정도인 것에 비교한다면 GDP 규모에 비해 에너지 소비가 많다. 한국은 이미 1인당 석유 소비가 세계 5위이고, 1인당 에너지 소비가 독일(4.18TOE), 영국(3.88TOE), 일본(4.15TOE)보다 높은 상태다.한편 부가가치 1,000달러 생산에 필요한 에너지투입량을 나타내는 '에너지원단위'(Energy Intensity)는 2005년 0.357TOE/1,000$로 경제협력개발기구(OECD) 회원국 전체 평균 0.195와 격차가 크다. 일본의 0.106과는 3배 이상 차이가 난다. 이 수치가 낮을수록 에너지 효율성이 뛰어난 것인데, 한국경제가 에너지 효율성의 측면에서 지극히 낙후되어 있음을 보여준다.최종 소비 부문에서는 2006년 현재 산업 부문이 최종 에너지의 56.0%를 소비하여 가장 높은 비중을 차지하고 있다. 수송 부문이 21.0%, 가정 및 상업 부문이 20.8%로 비슷한 비중을 보이고 있다. 따라서 가구 에너지 절약 중심의 캠페인과 전기요금체계는 에너지 효율성 향상에 큰 효과를 얻기 어렵다. 최종 에너지 소비를 에너지원별로 살펴보면, 석유가 56.6%로 가장 높고 그 다음이 16.7%를 차지한 전력이다. 그런데 한국에서는 석유화학산업의 비중이 높아 비에너지용으로 쓰이는 석유 비중이 상당하다. 최종 에너지의 22.6%가 석유화학산업을 비롯해서 다양한 산업에 비에너지용으로 쓰이고 있다. 최종 에너지 소비 부문별로 에너지원 소비를 보면, 산업 부문은 2006년 석유의 52.5%, 전력의 50.7%를 소비했다. 2005년 현재 최종 에너지의 16.7%를 차지하는 전력은 화력발전으로 57.5%가, 원자력발전으로 40.3%가 생산된다. 원자력발전소는 2008년 현재 20기가 가동 중이고 4기가 건설 중이며 4기가 계획 중이다. 수준으로 확대하는 것이 목표이다. 신ㆍ재생에너지를 신성장동력 산업으로 육성하기 위해 우리가 강점을 갖고 산업파급효과가 큰 세부기술을 선택하여 한정된 자원을 집중함으로써 국내기술개발을 적응 추진, 신ㆍ재생에너지 원별 적정 믹스 및 기술개발 로드맵, 개발기술 산업화, 수출전략 등 세부내용은 제2차 신ㆍ재생에너지기본계획에 반영한다.에너지 저소비사회, 저탄소사회로의 전환에 있어서 고유가 및 기후변화에 대응하여 지속 가능한 성장이 가능하도록 에너지 저소비형ㆍ저탄소형 경제사회구조로 전환을 꾀하여 2030년까지 에너지원단위를 47% 향상시켜 국가에너지 효율선진국 실현을 목표로 한다.저탄소ㆍ고효율 에너지 사회경제구조로 전환 촉진하여 소비부문 효율지표성과 평가체제 구축, 에너지 절약형 도시 지역계획 수립 등 탄소 중립형 에너지 절약형 국토이용 강화 등을 통해 지속가능한 효율정책 체계를 구축한다. 산업건물 부문 에너지 이용 프로세스 합리화 및 효율적인 교통 물류 시스템 구축으로 에너지이용 시스템 혁신 및 소비절감을 추진하고, 가격 시그널 기능, 효율기준 상향 표준화, 고효율 신기술개발 지원, 에너지공급자 효율향상 투자 의무화 등 효율투자 활성화를 위한 시장구조를 확립한다.절약정보 제공, 교육홍보 및 시민단체 협력, 에너지절약 국제교류 등을 통해 고효율 및 온실가스 저감 사회문화를 조성하여 에너지 저소비사회로의 전환체계를 성립한다.에너지 저소비사회로의 전환을 통해 2020년 1차 에너지 전망수요의 7.6%(23.6백만TOE), 2030년 전망수요의 12,4%(42.3백만 TOE)추가 감축을 목표로 하고, 2030년까지 1차 에너지 소비 연평균 증가율을 기준안 1.6%에서 목표안 1.1%로 0.5% 포인트 감축한다.1차 에너지 소비는 ‘20년 288.0백만TOE,’30년 300.4백만TOE 수준을 유지하며 에너지원단위를 2030년까지 47% 개선하여 선진 에너지효율 국가 실현을 목표로 한다.- 에너지단위를 06년 대비 20년까지 32.8%, 30년 까지 46.7% 개선- 국가 에보면, 먼저 '수요전망과 수요관리 분야'를 살펴보면 정부는 2030년까지 연간 GDP성장률 3.7%, 2030년 석유 1배럴당 100달러에 기반해 총에너지 소비가 연평균 1.7%씩 증가할 것으로 예상하고 있다. 수요관리를 통한 목표 안은 에너지효율 45% 향상으로 에너지원단위를 0.347에서 0.190로 낮추어 총에너지 소비 증가율을 1.2% 증가로 낮출 예정이다. 그러나 여전히 에너지수요는 계속 증가할 것으로 예상해서 2030년 3억850만TOE로 2006년 대비 32% 증가할 것으로 보고 있다.정부안의 문제점은 다음과 같다. 먼저 2030년까지 유가가 배럴당 100달러에 머문다는 전망은 기대에 불과할 뿐 현실적이지 못하다. 유가는 현재도 130달러를 넘나들고 있고 장기적으로 150달러나 200달러에 달할 것이라는 예측도 있다. 특히 최근에는 석유생산량이 '허버트 곡선'이라는 종모양의 곡선을 그려 생산량이 정점에 달한 후 감소할 것이라는 피크오일론이 설득력을 얻고 있다. 원유가격이 인상됨에 따라 오일샌드나 이판암으로부터 석유를 추출하는 비재래식 석유 개발 가능성이 높아져 가지만 이에 따르는 금전적, 환경적 비용이 만만치 않다. 따라서 피크오일은 값싼 석유의 종말 신호다.미국의 환경사회학자 존 벨라미 포스터에 따르면 피크오일 논쟁은 지난 10년 동안 첨예하게 벌어졌는데, 현재는 조기 정점론과 만기 정점론으로 정리가 되었다고 한다. 조기 정점론은 2010~2012년경 피크오일에 도달할 것이며 2005~2006년에 이미 도달했을지도 모른다고 주장한다. 만기 정점론은 2020년 또는 2030년에서야 비로소 정점에 도달할 것이라고 주장한다. 즉 피크오일이 현실이거나 조만간 현실이 될 것이라는 데는 합의가 있는 것이다. 문제는 그 시기가 언제인가, 이미 지났는가 하는 점이다.이런 상황을 고려한다면 국가에너지기본계획은 100달러 이상의 초고유가를 예상하고 에너지수요 자체를 줄이는 노력을 주요 내용으로 담아야 한다. 특히 한국은 산업에서 제조업 비중은 비슷한데 1인당 GD입액이 82억5000만 달러인 점을 감안하면 수입 원유의 절반가량을 재가공해 수출하는 셈이다.따라서 정부가 에너지 수요 증가를 예상할 수밖에 없는 이유는 이러한 한국 경제구조의 특징 때문이다. 한국은행에 따르면 실질 GDP 대비 수출의 비율은 2008년 2/4분기에 64.9%로 관련 통계가 나오기 시작한 지난 1970년 이후 가장 높았다. 이 비율은 1970년 2분기 4.5%에 불과했으나 같은 분기 기준으로 1980년 13.8%, 1990년 17.1%, 2000년 40.5% 등으로 상승하다 2004년부터 50%를 돌파했다. 이어 2005년 52.5%, 2006년 57.6%, 2007년 60.9%로 빠르게 올라갔다. 따라서 2008년 6월 수출액 기준으로 볼 때 석유제품(1위 40억 달러), 정보통신기기(2위 39억4000만 달러), 승용차(3위 30억3000만달러), 선박(4위 28억2000만달러) 등 주로 중화학공업 생산물을 수출해 지탱되는 한국경제의 근본적인 체질개선이 없으면 에너지 수요의 급감은 기대하기 어려운 실정이다.설사 환경시민단체의 요구대로 고부가가치 산업으로의 전환이 가능하더라도 이것이 제3세계로의 또 다른 산업입지 이전의 결과가 되지 않으리라는 보장도 없다. 따라서 한국도 이미 에너지 수요 증가율이 줄어들기 시작했으므로 빠른 시일 내에 최고점을 지나 수요가 줄어드는 단계로 들어 갈 것을 예상하고, 이를 위해서 적극적으로 노력해야 한다는 주장에는 섬세한 비판과 분석이 뒤따라야 한다. 한국의 에너지 효율성 달성이 전 세계적인 차원에서는 산업 입지와 에너지 소비의 불평등을 악화하는 방향으로 작용할 수도 있기 때문이다.두 번째 문제점은 '에너지원 구성방안' 측면에서 보자면 국가에너지기본계획안은 최종에너지 수요에서 연간 신ㆍ재생에너지 증가율을 7.0%로 예상하고 있다. 전력 수요는 연간 1.7% 이상 증가할 것으로 예상하며 석유의 낮은 증가(0.2%), 석탄 증가율의 감소(-1.6~2.0%)를 원자력 발전으로 채울 계획이다. 결국 재생가능에너지는 1차 상태다.
    공학/기술| 2010.04.07| 11페이지| 2,500원| 조회(1,007)
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  • 온실가스 감축목표의 의미와 대응방향
    과목명 : 환경경제학REPORT날 짜:담당교수:학 과:학 번:이 름:[서론]지구온난화는 기후변동 및 해수면 상승으로 인한 해안저지대 침수뿐만 아니라 생물 종의 멸종 등 생태계 혼란, 사막화 심화, 가뭄, 홍수, 태풍 등의 기후변화를 초래하고 있다. 기후변화의 문제가 전 지구의 문제로 점차 심각해짐에 따라, 세계 각국은 지난 1992년에 RIO 세계환경정상회의를 개최하여 기후변화협약(United Nations Framework Convention on Climate Change, UNFCCC)을 채택하여, 지구온난화 방지를 위한 국제적 노력을 개시하였다.기후변화협약은1997년 교토의정서에 의해 구체화되었으며, 2001년 11월 제 7차 당사국총회에서 그 이행 방안이 최종 타결되었다. 이로써 부속서 I 국가(Annex I Party)들은 2008년부터 2012년까지 온실가스 배출량을 1990년 수준 대비 평균 5.2% 감축해야 하는 온실가스 감축의무 부담방식이 확정되었다. 기후변화협약이 실제로 이행됨에 따라 감축의무를 부여 받은 국가들의 경제 및 산업 활동에 직?간접적 영향을 미치기 때문에, 기후변화는 환경문제에서 경제문제로 확대되는 새로운 국면을 맞이하였다. 특히, 유럽연합 등 선진국의 기업들이 온실가스 감축 자율협정 등으로 기후변화협약에 대응하는 조치를 취하는 것이 새로운 무역장벽으로 작용하여 개도국의 수출 장애요인으로 부상할 가능성이 높아지고 있다.한국은 당시 개도국으로 인정되었기에 비 부속서 I 국가(Non-Annex I Party)에 포함되어 일단 의무부담에서 제외되었으나, 현재 온실가스 배출 세계 10위권의 국가이자 OECD 회원국임을 감안할 때, Post-2012 전지구적 기후변화 대응체제에서 온실가스 감축의무를 부여 받을 가능성이 커지고 있다. 그러나 한국은 경제가 안정기에 접어든 선진국과 달리, 경제발전 기간이 짧고 현재의 선진국과 같은 경제수준에 도달하기 위해 상당기간 제약 없는 경제발전이 필요하기 때문에, 기후변화협약 특히 2012년 이후의 온 리스크를 적게 하는 제도적 접근, 정책 인프라의 구축이 매우 중요하다고 강조한다.신축성 제체 접근 가운데 배출권 거래제가 기본적으로 다자간 협약에 의하여 온실가스 저감 비용을 국제적으로 낮추는 것을 목표로 하는 것에 비하여, 공동이행과 청정개발체제의 경우 양자 간 협약 형태인 투자국과 투자대상국 간의 협의에 의하여 온실가스 저감활동 및 저 감량에 대한 배분, 획득된 편익의 분배가 이루어진다.OECD는 이러한 거래비용의 문제에 대하여 지속적으로 제도적 접근을 통하여 완화시키는 정책을 주장하였다. 우선 거래와 관련된 통화단위의 설정을 통하여 탐색비용과 협상비용을 완화시키는 것이다. 통화단위의 설정과 관련하여 OECD는 초기 정책연구에서 IMF의 주도적 역할을 강조하였고, 획득된 저감성과는 UNFCCC에서 통화 형태로 관리 하는 것을 주장하였다.거래비용에 대한 두 번째 접근방식은 뱅킹의 허용이다. 여기서 뱅킹의 첫 번째 의미는 온실가스 저감에 대한 것이 아니라 실제 금융부문의 역할인 은행업무와 같은 방식을 통하여 예치된 자금을 온실가스저감 프로젝트에 활용하는 방식이다. 즉 프로젝트 파이낸싱과 유사한 방식을 말한다. OECD에 따르면 뱅킹은 시장의 안정과 정보의 통합을 통하여 신축성 체제 운용에 따른 탐색비용을 저감시키며, 다양한 온실가스 저감 프로젝트를 고려한다는 점에서 보험비용도 저감 시킨다고 강조하였다.한편 OECD는 초기에 기후변화협약 체제에 도입 가능한 뱅킹 시스템에 대해서도 긍정적으로 평가하였다. 즉 온실가스 저감 의무부담국들이 일정한 기간 내에 온실가스 누적저감을 목표로 설정하고 개별국의 기술발전, 에너지 수급 등 실정을 감안하여 효율적으로 전체 저감목표를 달성하는 방식이다. 이러한 방식은 시간적으로 개별국가의 비용최소화 접근이 가능하다는 측면에서 꾸준히 논의되는 사항이다.2) 지속 가능한 발전과 기후변화협약OECD는 기후변화협약의 이행 및 성과를 지속 가능한 발전 체제의 전반적인 운영과 순환적인 상호작용을 통하여 달성하여야 한다고 주장한다.즉 다양한 적절하게 도출하는 것은 매우 어려운 작업임을 지적하고 있다.장기적 관점에서 의무부담 논의는 적정한 선의 저감량 결정, 혹은 안전한 수준의 저감량 결정 이라는 가치판단이 필요한 문제로 인하여 더욱 복잡하게 된다. 한편 저감정책의 수행시기와 같은 시간적 변수를 고려할 경우 기술진보의 속도, 미래 경제여건의 변화 등 미래 비전과 관련된 판단이 필요하다. 따라서 OECD 관점에서 초장기적인 의무부담 논의는 지속적으로 이어지는 중간 혹은 단기적 의무부담의 연속이라는 측면으로 해석되고 있다.이에 비해, 단기 의무부담 논의는 정량적 목표설정, 국가 특성을 반영한 대안적 목표, 배분 등의 주제를 중심으로 구체적으로 진행되고 있다. OECD에 따르면 정량적 목표의 설정은 고정 목표 설정, 동태적 목표 설정, 가격 통제, 비 구속 목표설정 등으로 구분할 수 있다. 그 외에 정량적 목표설정의 대안으로서 개별 국가 수준으로 고려되는 접근방식으로 정책과 조치가 있다. 정책과 조치는 개발도상국과 선진국이 모두 편익을 향유하는 상생적 정책 대안을 마련하는 것이다. 기술협약과 탄소세가 대표적인 정책 사례이다. 기술협약은 경제성장과 기술파급을 제고하기 위하여 국제적 협약을 통하여 새로운 저감기술의 보급을 강화하는 정책이다. 이러한 기술협약은 발전부문과 같은 구체적인 산업을 대상으로 하거나, R&D에 대한 지원을 강화하거나, 신 재생에너지와 같은 기술에 대한 시장을 확대하는 방식을 채택할 수 있다.저감 목표설정과 관련하여 OECD는 우선 단기 혹은 중기의 목표설정은 보다 장기적인 경우의 예시적 접근 방식으로 매우 중요하다고 주장한다. 또한 기후변화의 불확실성으로 인하여 목표설정이나 정책접근 방식은 정기적으로 포괄적인 검토를 통하여 수정 및 보완되어야 한다고 지적한다. 고정국가 의무부담 설정에 대한 다양한 대안적 목표설정 방식은 비용효과적인 설정방식이 될 수 있다. 그러나 환경적 편익을 고려하여 보완적인 정책으로 수행하는 것이 바람직하다. 일부 선진국과 많은 개발도상국이 상대적으로 불충분한 )4. ‘90~’06 증가율(%)는 연평균 증가율임.한국은 경제적으로나 역사적으로 볼 때, 기후변화 문제에 관한 높은 책임과 행동이 요구되는 상황이다.현재 38개 국가가 온실가스 의무감축을 하고 있는 상황에서 한국은 온실가스 배출량 세계 9위, 누적배출량 22위로 배출량이 1990년 약 3억t에서 2006년 6억t가량으로 늘어나 증가 속도가 경제협력개발기구(OECD)국가 가운데 가장 빠른 증가세를 보이고 있으며 1990년부터 2006년까지 101.1% 증가해 OECD 국가 중 증가율 1위를 기록했다.우리나라의 이산화탄소 배출량은 특단의 대책이 없다면 곧 영국을 넘어서 세계 8위로 올라설 전망이고, 지난 10일 독일의 재생가능에너지 산업연구소 발표에 의하면 2008년 현재 6억 6359만 톤으로 캐나다(6억 5830만 톤)와 영국(5억 8180만 톤)을 지치고 이미 세계 7위에 올라섰다.)이 같은 배출량 증가를 고려할 때 역사적 책임과 다배출 국가의 책임을 면하기 어려워 보이며, 개도국 보단 높은 수준의 온실가스 감축 압력을 받을전망이다.2) 각국 감축목표 수준과 최근의 상황변화지구온난화 문제를 해결하기 위해 “교토의정서”를 중심으로 글로벌 차원의 온실가스 감축방안 마련?추진 중에 있다. 국가간 기후변화협약 체결 경과연도협약주요내용2007발리로드맵-포스트 교토의정서 체제에 대한 협상을 2009년말까지 완료토록 한다-선진국은 물론 개도국도 측정?검증?보고 가능하게 감축행동2005교토의정서 발효-온실가스 감축 1차 의무공약기간(‘08~’12)이행준비 및 교토 메커니즘 활용2001마라케쉬 합의문채택교토의정서의 구체적인 이행방안 마련1997교토의정서 채택-37개 선진국과 EU,를 대상으로 온실가스 배출 감소 협의-한국은 감축의무국에서 제외1992리오 UN 환경개발회의-기후변화에 관한 UN 협약(UNFCCC)□ 국제사회는 교토의정서의 1차 온실가스 감축 공약기간이 만료되는 2012년 이후의 새로운 온실가스 감축체제 논의 중에 있다.○ ‘07년 “발리로드맵”은 post-2로 설정하고 규제할 예정임을 표명(‘09.9)○(브라질) 현재수준 대비 20~40% 감축방안 검토중○(인도네시아)BAU 대비 26% 감축(‘09.9)3) 중기(2020) 감축목표 설정 방안가. 감축 목표가 갖는 의미과거 60년 “수출 100억불 달성”이 한강의 기적을 촉발시켰듯이 미래 60년, “온실가스 감축목표”는 기후변화?에너지 문제 해결, 저탄소 녹색성장의 성공여부를 가늠하는 핵심지표가 될 것이다. 이는 2020년에 달성하고자 하는 일국의 온실가스 감축분으로써 산업계 뿐 아니라 전 국민에게 제시하는 등대이자 깃발이 될 것이다.2050년 장기 감축목표는 선언적 목표인데 반해, 2020 중기 목표는 포스트쿄토체제 하의 과저기적인 실천적 목표로서 감축목표의 국제적 평가에 따라 국가 브랜드와 기업 및 제품의 브랜드가 형성되고, 신 국제질서에 선진국과 개도국을 가를 새로운 잣대가 될 것이다.나. 중기 감축목표 시나리오 제시감축잠재량 분석 결과와 국제사회 요구수준 등을 감안하여 3개의 시나리오를 제시하였다. 배출전망과 3가지 감축 시나리오감축목표감축정책선택기준주요 감축수단(예시)각각은 이전 시나리오의 정책수단 포함BAU대비‘05년기준①△21%+8%비용효율적 기술및 정책 도입-건물/주택의 녹색화-고효율 설비 보급 등 수요관리 강화-저탄소 교통체계 개편-신재생에너지 및 원자력 비중 확대-스마트그리드 추진②△27%동결국제적 기준의감축비용 부담-지구온난화지수가 높은 불소계가스 제거-바이오연료 보급확대-CCS 일부 도입③△30%△4%개도국 최대감축수준-차세대 그린카(전기차, 연료전지차 등) 보급-고효율제품 가전제품 보급 확대-강력한 수요관리정책 추진4) 중기(2020) 감축목표 설정 대응정부는 먼저, 국제사회가 우리의 감축목표를 인정할 수 있도록 노력해야 할 것이다. 우리가 발표할 감축목표가 향후 국제협상과정에서 최소한의 기준으로 작용하여, 우리나라에 더 큰 감축의무가 부과될지도 모른다는 우려도 있기 때문이다. 국제협상이라는 것은 사실 각 나라의 이익을 절충하는 과정이며 1다.
    생활/환경| 2010.04.07| 13페이지| 2,500원| 조회(495)
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    Contents1.Chromatography의 정의 2.Chromatography의 종류 3.Ion Exchange Chromatography 의 원리 4.이온교환수지의 종류 및 특성 5.이온교환수지 결정 후 고려사항Chromatography혼합된 시료성분이 분리관(Column)의 고정상(stationary phase)과 이동상(mobile phase)을 통하여 흐르면서 시료가 고정상과 이동상 사이의 분배, 흡착, 이온교환, 시료의 크기 차이에 의해 물리적, 화학적 작용을 일으켜 각각의 단일 성분으로 분리되는 현상.Chromatography의 원리Chromatography의 특징1. 장점 - 적은양의 혼합물도 효과적으로 분리 가능 - 끓는점, 녹는점, 밀도 등의 성질이 유사한 물질들도 한번에 효과적 으로 분리 가능 2. 단점 - 한꺼번에 많은 양의 혼합물을 분리하기는 어려움 - 독자적인 정성분석에 한계를 지니고 있음Chromatography의 종류Ion Exchange Chromatography-이온 교환체를 고정상으로 사용하여 이온 교환 반응을 이용하는 액체 크로마토그래피의 일종. -단백질, 아미노산, 효소 등의 분리에 이용.Ion Exchange Chromatography 원리Ion Exchange 평형의 모식도지지체로 사용되는 물질- 합성 polymer: 폴리스티렌(polystylene) 폴리아크릴레이트(polyacrylate) - 다당류 지지체: 셀룰로오즈(cellulose) 아가로즈(agrose) 덱스트란(dextran) - 복합 지지체: 토요펄(Toyoperl) 세파아크림(sephacryl)Cation Exchanger(양이온 교환수지)작용기작용기명약어양이온 교환수지 Cation Exchangers강산-SO3-Sulfo-S--CH2SO3 -Sulfomethyl-SM--C2H4SO3 -Sulfoethyl-SE--PO3H-Phospho-P-약산-COO-Carboxy-C--CH2COO-Carboxymethyl-CM-Anion Exchangers(음이온 교환수지)작용기작용기명약어음이온 교환수지 Anion Exchangers강염기-CH2N+(CH3)3Trimethylaminometyl-TAM--C2H4N+(C2H5)3Triethylaminoethyl-TEAE-약염기-C2H4N+H3Aminoethyl-AE--C2H4N+H(C2H5)2Diethylaminoethyl-DEAE--CH2-C6H4+H3Para-aminobenzyl-PAB-이온교환수지의 성질• 다공성 - 가교제 양 多 : 수지의 내부구조 조밀, 이온교환 속도가 작아지고 분자량이 큰 분자는 이온교환수지의 내부 침투 불가. - 가교제 양 少 : 큰 분자량을 갖는 물질의 교환 가능, 이온교환수지의 물리적 강도가 낮아짐. • 물리적 강도 : 팽윤 수축이나 기계적 충격에 의한 입자 파괴에 대한 안정성. • 높은 binding capacity • 높은 물리적 안정성 (온도, 압력 등에 대한 안정성) • 높은 화학적 안정성 (산, 염기, 유기 용매 등에 대한 안정성)이온교환수지의 개발•높은 binding •높은 물리적, 화학적 안정성 •높은 performance •낮은 non-specific binding •cellulose, Sephadex, Sepharose와 같은 다당류 계열의 matrix는 bred 내의 pore size가 비교적 커 단백질과 같은 큰 분자량을 갖는 물질들이 pore 내로 접근 용이하여 큰 binding 능력을 가짐. •다당류 계열 matrix경우 물리적/화학적 안정성이 합성 polymer보다 약함.이온교환수지 matrix의 특징• cellulose -fiber type -비균질성 -여러 번 재 사용 못함 -activation 과정이 필수이며 time buffer-cinsuming • sephadex -bead type으로 균질 -gel부피의 변화가 심함(salt농도, pH, Hydrostatic force 등에의해) -화학적 안정성 약함(NaOH 에 의해 resin 손상) -Swelling 과정 필요:미세 입자 제거 과정 •sepharose -bead type으로 균질 -activation 과정 필요 없이 즉시 사용 가능 -Highly cross-linking: 물리적/화학적 안정성 큼 -High resolution이온교환수지의 용도• 의학분야 - 항균제, 항생물질 정제 - 의약용 단백질 정제 - 핵산 정제 •불순물의 제거 - 폐수정화 - 음용수화 - 탈색 •고부가 물질의 회수 •탈염이온교환수지의 pH에 따른 전하량의 변화단백질의 pH에 따른 전기적 성질의 변화pH pI :단백질은 전기적으로 + :Cationic exchanger 사용pH=pI :단백질은 전기적으로 0pH pI :단백질은 전기적으로 – :Anionic exchanger 사용이온교환 수지 결정 후 고려사항① buffer pH ② 온도 ③ 완충용액 성분 ④ buffer 의 이온 세기 ⑤ 용출 buffer 의 이온 세기 ⑥ 용출 pattern : linear gradient/step gradient ⑦ column size : 직경, 높이 및 이 들의 비 ⑧ flow rate ⑨ fraction size (volume)완충용액(Buffers)• 약산과 짝염기로 이루어지며 pH 변화를 완충해주는 용액 • 이온 교환 수지 과정 중 ① buffer pH ② buffer의 ionic strength가 매우 중요함. • Buffer의 ionic strength가 낮을수록 수지의 결합 능력은 증가 - 낮은 이온세기의 buffer를 사용하여 단백질을 결합 • buffer 선택 시 주의사항 - 단백질 정량 시 영향을 주지 않아야 함. - 정제하고자 하는 단백질 활성에 영향을 주지 않아야 함. - 금속이온 안정화제 기능을 하는 경우에 금속이온 농도에 영향을 주지 않아야 함.용출방법-1 (pH 변화)-이온교환수지에 결합되어 있는 단백질을 띠어 내는 과정. -pH 변화는 단백질의 전하량을 변화 시킴 pH를 pI 값 근처로 Change: 단백질의 총 전하량은 감소 ↓ 이온 교환 수지와 결합이 약해짐 ↓ 단백질 용출 -pH 변화에 의한 단백질의 변성 가능성 → 많이 사용하지 않음용출방법-2 (Salt 이용)-NaCl 또는 KCl 사용, 가장 일반적으로 사용단백질의 전하량이 많으면 ↓ 수지에 강하게 결합 ↓ 높은 농도의 salt 처리 시 용출 -Cation exchanger의 경우 :수지에 결합된 단백질과 Na+ 가 교환 -Anion exchanger 의 경우 :수지에 결합된 단백질과 Cl-가 교환{nameOfApplication=Show}
    공학/기술| 2009.11.02| 23페이지| 3,300원| 조회(1,173)
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  • HPLC를 이용한 캔커피 중의 카페인 정량 평가A+최고예요
    1. 실험 제목HPLC를 이용한 캔커피 중 caffeine 정량분석 실험2. 실험 목적HPLC는 음료나 차에 함유되어 있는 카페인(Caffeine)의 농도를 정량하는데 매우 유용하다. 카페인을 분석하는 전통적인 방법은 추출방법을 통하여 분광 광도법으로 정량하는 것이나 액체 크로마토그래피(HPLC)를 이용하면tannin acid, caffeine acid, sucrose 등과 같은 물질에 함유되어 있는 카페인(caffeine)을 빠르고 쉽게 분리 할 수 있다.농도가 다른 표준 caffeine 용액으로 표준곡선을 그려 녹차 티백에 함유되어 있는 카페인(caffeine)의 농도를 알아보기로 한다.3. 실험 기구 및 시약HPLC system (Waters Co. U.S.A)검출기 (UV Detector)Waters C-18 reverse phase column (4.5 × 150mm)Volumetric flask 100㎖ 4개0.45㎛ membrane filter 4개syringe 4개Caffeine anhydrous 순도 98.5% JUNSEI Co.(Japan) 표준시약3차 증류수 (HPLC급)캔 커피 (let's be)Methanol J.T Baker HPLC급4. 실험 이론? HPLC 이론 및 정의HPLC는 High performance liquid chromatography의 약자로써 고성능 액체크로마토그래피라고 한다. HPLC는 보통의 액체크로마토그래피에서 입자를 더욱 작게 하고, 가는 분리관을 사용해서 알맞은 압력을 가하여(입자를 작게 하면 액체의 통과가 느려지므로) 용매를 흘리면, 기체크로마토그래피와 같은 속도로, 또한 뛰어난 분리기능을 얻을 수 있다. 충진제는 10~15㎛의 다공질 중합체 또는 비 다공질인 작은 입자에 실리카겔과 같은 것의 엷은 층을 만들어 여기에 액체를 입힌 것 등이 쓰인다. 도입 압력은100~3000psi, 검출기로는 차동굴절계 자외선 분광광도계 등이 있다.HPLC를 이용한 분석은 column의 종류와 eluent의 성질에 크게 민감하므로 반드시 분석하고자 하는 물질에 적당한 column과 eluent를 선정해야 한다. 사용하고자 하는 solvent는 HPLC grade 이상이어야 한다. 용매를 pump 저장용기에 넣기 전에 반드시 vacuum pump를 이용하여 filter시켜 용매에 녹아있는 gas와 먼지 등을 제거한다. 분석하고자 하는 시료도 용매에 녹인 후 filter하여 거른 후 주입한다.? HPLC를 이용한 정성 및 정량 분석1) 정성분석(가) 머무름(Retention time)에 의한 확인법머무른 시간과 머무른 부피는 주어진 실험 조건에서 용질과 정지상 및 이동상에 따른 특성이므로 용질을 확인하는데 이용할 수 있다.동일한 HPLC 조건에서 표준물질과 미지의 물질을 분석하여 머무른 시간으 비교하면 정성분석이 가능하다.(나) 검출기의 감응에 의한 확인법일정한 조건에서 두 개 이상의 서로 다른 검출기를 사용하여 화합물의 특성을 비교하는 방법이다. 시료를 한 column에서 용출시켜 첫 번째 검출기를 통과시키고 난 후 제2의 검출기에서 다시 확인하는 것이다.2) 정량분석 → 정량 분석은 주로 외부 표준법이 보편적으로 사용된다.(가) 내부 표준법이 방법은 상대적 또는 간접적인 방법으로 시료와 표준물질의 농도비를 적당히 여러 개로 만들어 분석하고 피크넓이의 비와 농도비를 이용하여 검량곡선을 만든 다음 내부표준물질을 일정량 정확하게 미지시료에 넣은 후 분석을 한다. 넓이의 비를 측정하고 검량선위에서 미지시료와 표준물질의 농도비를 구한다.(나) 외부 표준법순수한 표준 시료를 정확한 양 주입하여 얻은 피크의 넓이를 농도에 따라 표시하여 검량곡선을 만들고 미지시료를 정확한 양 주입하여 피크넓이를 측정한 후 검량곡선으로부터 시료 성분의 양을 계산하는 것이다.? Merck Index3,7-Dihydro-1,3,7-trimethyl-1H-purine-2,6-dione분자량 : 194.19mp: 238℃고등식물 속에서 볼 수 있는 퓨린염기로서 3개의 메틸기를 가진 크산틴 구조이다.세계적으로 가장 널리 소비되는 흥분제의 하나이며 1820년 스위스의 생리학자 Runge에 의해 커피콩에서 처음 발견되었다.화학식 C8H10O2N4 이며, 브라질의 커피콩에 1~1.5%, 동양의 차 잎에 1~5% 열대 아프리카의 콜라 열매에 3%존재하는 흥분성 성분으로 흰색의 연한 결정이다. 찬물에 녹기 어렵고 뜨거운 물에는 잘 녹으며 쓴 맛이 있다.중추신경계와 말초신경계를 자극하는 작용이 있어 적당량을 섭취하면 신경활동이 활발해지고 피고라 경감되는 효과가 있으나 과잉으로 섭취하면 충추신경계에 영향을 미쳐 신경과민, 흥분, 불면 등을 유발하고 위장, 소장, 결장, 내분비계에도 영향을 미친다.< Caffeine 카페인>5. 실험 방법MeOH : Water = 20 : 80 으로 20% MeOH를 제조 후 탈기caffeine 표준시약(Standard) : 순도 98.5% JUNSEI Co.(Japan)제품 사용위의 caffeine 표준시약을 각각 3개의 농도로 Standard를 만든다.1) 30 ppm → 0.003g/100ml Water2) 60 ppm → 0.006g/100ml Water3) 120 ppm→ 0.012g/100ml Water(* ppm : mg/L)커피 일정량 1.5g을 정확히 칭량하여 물 20ml에 녹인 후 0.5 micron cellulose filter로 여과한다. 여과된 시료를 50ml volumetric flask에 옮겨 넣고 표선까지 채운다.columnC18 reverse phase column파장276nmflow0.7㎖/minmobile phaseMeOH : Water = 20 : 80run time30mininjection volume10㎕표준용액과 미지시료 용액을 0.45㎛ membrane filter로 여과 후 주입하여분석 시작.6. 실험 결과1) Standard 표준곡선농도머무른 시간(Tr)면적30ppm20.47573865160ppm20.*************ppm20.52200009102) 검량선의 작성회귀직선식 : y = 16457x + 29652기울기 R 값 : 0.9983) 미지시료 면적 및 머무른 시간농도머무른 시간(Tr)면적188.1218.243125505.507. 결과 계산1) 미지시료 농도 계산
    공학/기술| 2009.05.29| 6페이지| 2,000원| 조회(3,212)
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  • 원자력에너지의 정의 및 현황
    5. 원자력 에너지5.1 원자력의 역사원자핵 속에 막대한 에너지가 들어 있다는 것을 발견하고 그 에너지를 이용하기 시작한 것은 20세기에 들어와서이다. 아인슈타인의 '질량에너지 등가원리'가 규명되자 비로소 물질에 대한 미시적 세계의 해석이 가능하게 되었다. 그 후 차드윅의 중성자 발견과 함께 핵반응을 일으킬 수 있다는 사실이 밝혀지면서 원자력에 대한 기술개발이 급속도로 발전하였다. 1942년 미국 시카고 대학에서 이탈리아 출신의 물리학자 엔리코 페르미가 설계한 CP-1이라는 원자로에서 세계 최초로 우라늄 핵분열 연쇄반응 실험이 성공하였다. 여기서 생산된 인공 방사성동위원소인 플로토륨으로 원자폭탄을 제조, 1945년 8월 일본의 나가사키에 투하하여 제2차 세계대전 종식의 전환점이 되었다.그 8년 후인 1953년 미국의 아이젠하워 대통령이 유엔총회에서 '원자력의 평화적 이용(Atomes for Peace)'을 제창한 것을 계기로 원자력은 평화적인 에너지원으로 발돋움하게 되었다. 1956년 9월 유엔 산하기관으로 국제원자력기구(IAEA : International Atomic Energy Agency)가 설립되었다. 그 후 원자력을 동력원으로 이용하기 위한 연구 개발이 계속되어 경제적이고 또한 안전성 있는 현재의 원자력 발전소를 건설 및 운전할 수 있게 되었다.우리나라는 1955년에 미국과 원자력협력협정을 체결한 것을 시작으로 국제 원자력 회의에 참석하는 등 적극적인 자세를 보였으며, 국내에서도 1956년 3월 문교부 소속 기술교육국내에 원자력 연구개발 및 이용을 위한 행정부서로 원자력과가 신설되었다. 이어서 1958년 2월 원자력원의 직제를 포함한 원자력관계법의 모법인 원자력법이 국회를 통과하였으며, 3월에는 법률 제 483호로 공포되어 1959년 1월 원자력원이 정식 발족함으로써 원자력의 이용-개발에 필요한 체제를 갖추었다.이 시기는 또한 원자력 연구개발의 터전을 닦은 시기였다. 1959년 3월 원자력 연구개발을 위한 전문 연구기관으로 원자력연구소가 발족되어 1 100만 배가 넘는 방사능을 띠고 있음을 발견하였다.또한 라듐 방사선의 열작용도 측정하였는데 라듐 1g당 1시간 동안에 약 100cal의 열작용을 한다는 사실도 알게 되었다. 아울러 라듐이 방사능을 방출하고 다른 원소로 변환되어 간다는 사실의 발견으로 그때까지의 “원자는 더 이상 나눠질 수 없다 ”는 정설을 뒤집었다.4) 상대성 이론의 발표1905년 미국의 물리학자 아인슈타인은 상대성 이론을 발표하였다. 이론의 내용 중 한 가지 중요한 결론은 질량과 에너지의 등가성인데 E=mc2(m : 질량, E : 총에너지, c : 빛의 속도)로 표시한다.즉 세상의 모든 물질은 에너지의 덩어리와 같은 것으로 물질을 완전히 부수어 에너지로 변환하면 그것은 엄청난 양이 된다는 이론이다. 이것은 “원자폭탄의 가능성 ”을 예언한 것이다.5) 원자핵의 발견1911년 영국의 물리학자 러더포드(E.Rutherford)는 가이거와 마스텐 등과 함께 알파(α)선의 산란실험 중 알파선이 큰 각으로 산란하는 것을 발견하여 이 해석 결과 원자내의 원자핵 존재를 결론지었다.이는 보어(Bohr)의 양자론의 도입과 더불어 저명한 “러더포드-보어의 원자모형”으로 결실을 맺었다.6) 원자이론의 확립1913년 덴마크의 물리학자 보어(Bohr)는 러더포드의 핵모형에 프랑크(M.Planck)의 양자가설을 적용하여 원자이론을 세우고 수소의 스펙트럼 계열의 설명에 성공하였다. 그 후 이 이론은 양자조건 및 진동수 조건으로 규정된 더욱 일반적인 원자이론으로 정리되어 “보어의 원자구조론“ 으로 알려지게 되었다.7) 원자핵의 인공붕괴1918년 러더포드는 천연의 방사성물질에서 나오는 고에너지의 알파(α)선을 이용하여 인공적으로 원자핵을 붕괴하는데 성공하였다. 즉, 고속의 헬륨(He) 원자핵을 질소(N) 원자에 충돌시켜 산소(O)와 양자(P)를 얻었다.8) 중성자의 발견1932년 영국의 물리학자 채드윅(J. Chadwick)에 의해 중성자가 발견되었다.1930년 독일의 과학자 보데(W.Bothe)와 베거(H.Becker중수로 CP-3(300KWth)이 완성되었다. 플루토륨 생산로 CP-6은 남캘롤라이나주의 사바나리빠에 1955년까지 5기를 건설하여 핵폭탄의 원료인 플루토륨을 생산하였다.14) 원자력의 평화적 이용1950년대에 접어들면서 세계 각국에서 원자력의 평화적 이용에 대한 관심이 고조되어 화석연료에 대신하여 다음 대의 에너지원으로 원자력을 주목하게 되었고 세계 각국이 원자력 발전의 개발에 힘을 기울였다.15) 세계 최초의 원자력 발전1951년 미국의 EBR-1(Experimental Breeder Reactor No.1)이라는 세계 최초의 원자력 발전이 이루어졌다. 장소는 아이다호(Idaho)주의 국립원자력시험장의 사막 가운데였다. EBR-1이란 나트륨 냉각 고속로의 실험로로서 이 원자로에서 나오는 열로 증기를 만들어 전기를 발생시키는데 성공하였다.16) 원자력 잠수함의 이용1954년에 취역한 미국의 노오틸러스(Nautilys)호가 그 최초의 것이며 수 파운드의 우라늄으로 3만리 이상을 운항할 수 있고 50일 이상 연속 잠수할 수 있어 잠수함의 능력과 효용에 혁명을 일으켰다.17) 원자력 발전의 개발1954년에 소련에서 5,000KW급의 원자력 발전소가 완성되었고, 1956년에는 영국에서 세계 최초의 상업용 발전소 콜더홀(Calder Hall)의 운전을 개시했다.미국은 1956년에 알곤에 비등수형 원자로(BWR)의 원자력 발전을 시작했으며, 1957년 미국의 웨스팅하우스사가 원자력 잠수함의 원자로 기술을 활용하여 쉽핑포트(Shipping Port) 가압경수형 발전소(60,000KWe)를 제작하였고, 1959년에 드레스텐(Dresden) 비등수형원자로, 1960년에 양키(Yankee) 가압수형원자로(134MWe)를 완성하였다.18) 원자력 발전의 실용화1950년대 종반부터 1960년대 초반까지는 중동, 북해 등에서 대규모의 유전, 천연기체가 발견되어 원자력발전 비용이 쉽게 저하되지 않아 침체기를 맞이하였으나 오이스터 그리커(Oyster Greek)의 51만 5천 KW급의은 원자력발전은 우라늄을 원료로 하여 핵분열 할 때 나오는 열로 증기를 만든다는 점이다. 원자력발전에서는 원자로가 화력발전의 보일러와 똑같은 역할을 하고 있어서 우라늄이 핵분열하여 에너지를 낼 수 있도록 만들어진 우라늄 전용 보일러이다. 원자로는 원자로의 기능과 개발단계에 따라 여러가지로 구분될 수 있다.현재 전 세계적으로 가동되고 있는 상용원자로는 미국에서 개발한 “가압경수로”와 “비등경수로”, 영국에서 개발한 “고온가스 냉각로“, 캐나다에서 개발한 “가압중수로” 등 크게 4종류로 나눌 수 있다.원자로는 우라늄과 물의 역할로 이루어진다 해도 과언이 아닌데 우라늄이 열을 내면 물이 그 열을 흡수해 그 열로 터빈을 돌려 전기를 발생시키는 것이다. 게다가 물은 우라늄의 핵분열 속도를 늦춰주는 기능까지 해준다.그런데 물은 일반적으로 100℃만 되면 끓어 증기가 된다. 그래서 원자로 내에서 물이 끓도록 하고 이로부터 나오는 증기를 활용하기도 하지만 이보다는 물이 끓지 않도록 하는 것이 더 유리하다. 물의 온도가 올라가는데도 끓지 않도록 하기 위해서는 압력을 높이면 된다. 또 한 가지 방법은 중수라는 특수한 물, 즉 끓지 않는 물을 쓰는 것이다. 이렇게 원자로는 일단 중수를 쓰는 중수로와 경수를 쓰는 경수로 2가지로 분류된다. 경수라는 말은 중수에 상대해 이르는 말로 가벼운 물, 즉 보통 물을 의미한다.경수를 쓰되 압력을 가해 끓지 않도록 하는 형태의 원자로를 ‘가압경수형 원자로Pressurized Water Reactor :PWR)라고 하고, 이에 대해 물이 끓도록 이로부터 생기는 증기를 사용하는 원자로의 형태를 ‘비등경수로’라고 한다. 세계 원자로의 60%는 가압경수로이며 우리나라의 표준형도 이것이다.비등경수로는 가압장치가 필요 없어 간편하지만 원자로와 터빈이 한 시스템 안에 있어 원자로에서 발생한 방사능이 증기에 흡수되어 터빈에까지 들어가므로 터빈까지 방사능 차단장치를 해야 하는 어려움이 따른다.가압증수로 (Pressrized Heavy Water Reactor: 거기에 견딜 수 있는 용기를 만들 어 낼 수 있는 방법과 기술이 문제이다.출처: 한국원자력문화재단핵융합 반응의 원료가 되는 중수소는 바닷물이든 호수물이든 또는 강물이든 시냇물이건 간에 모든 물속에 중수로 약 0.015% 비율로 함유되어 있기 때문에 실용화 할 수 있는 시대가 온다면 에너지 걱정은 해결된다고 말할 수 있을 것이다.5.2.2 원자력 발전소의 현황1) 원자력 발전소의 국내 현황① 고리원자력 본부출처: 한국수력원자력호기위치용량(MWe)노형원자로공급회사터빈발전기 공급회사기술용역공급회사운전일1호기부산기장군장안읍고리587PWRWGECGAI'78.4.292호기650PWRWGECGAI'83.7.253호기950PWRWGECBechtel'85.9.304호기950PWRWGECBechtel'86.4.29② 월성원자력 본부출처: 한국수력원자력호기위치용량(MWe)노형원자로공급회사터빈발전기 공급회사기술용역공급회사운전일1호기경북경주시양남면나아리678.7PHWRAECLHP/CAPCanatom‘83.4.222호기700PHWRAECL/한중./한원연한중/GEAECL/한기‘97.7.13호기700PHWRAECL/한중한중/GEAECL/한기‘98.7.14호기700PHWRAECL/한중한중/GEAECL/한기‘99.10.1③ 영광원자력 본부출처: 한국수력원자력호기위치용량(MWe)노형원자로공급회사터빈발전기 공급회사기술용역공급회사운전일1호기전남영광군흉농읍계마리950PWRWWBechtel'86.8.252호기950PWRWWBechtel'87.6.103호기1,000PWREC/한중./한원연한중/GE한기/S&L'95.3.314호기1,000PWREC/한중./한원연한중/GE한기/S&L'96.1.15호기1,000PWR한중/한기/CE한중/GE한기/S&L'02.5.216호기1,000PWR한중/한기/CE한중/GE한기/S&L'02.12.24④ 울진원자력 본부출처: 한국수력원자력호기위치용량(MWe)노형원자로공급회사터빈발전기 공급회사기술용역공급회사운전일1호기950PWRFrametomeAlsthomBechtel'88.9.다.
    공학/기술| 2009.05.16| 21페이지| 3,000원| 조회(1,011)
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