적외선 투과 렌즈 양산
난리형(亂離型) 유리를 프레스 가공
伊藤光學 생산 원가 3분의 1
伊藤光學工業(愛知縣 蒲郡市, 사장 伊藤寬)은 방범카메라나 적외선 센서에 사용하는 적외선 투과성 렌즈를 저가로 양산할 수 있는 기술을 확립했다. 실리콘이나 게르마늄을 연삭・연마하는 현행 방법을 바꾸어, 보다 값싼 칼코게나이드를 프레스 가공하여 양산한다. 豊橋技術科學大學과 공동으로 다이아몬드라이크카본(DLC)에 의한 금형 보호막을 개발, 금형이 잘 떨어지지 않는다고 알려진 칼코게아니드의 프레스 가공을 실현했다. 생산 원가는 현행의 반에서 3분의 1. 2012년도 말을 목표로 연간 생산 20만 개의 양산을 개시한다.
탄소를 고전압으로 프레스화하여 증착하는 다이아몬드라이크카본(DLC)가공을 금형에 부어 보호막을 형성한다. 전자코일을 이용하여 탄소와 불순물을 나누어 탄소의 순도를 높였다. 경도는 50기가 - 60기가파스칼로 일반적인 DLC막의 2 - 6배. 내열온도는 600℃로 일반적인 DLC막에 비해 200 - 300℃ 높다. 고경도 DLC막은 금형의 장수명화로도 이어진다.
렌즈 형상이 적외선 투과율을 좌우하므로 고정도 프레스 가공이 가능하도록 DLC막의 밀도나 두께를 조정했다. 양산 라인은 관련 회사인 심 옵티컬(愛知縣 豊川市)에 설치. 최대 직경 50밀리미터까지의 소형 렌즈를 중심으로 생산한다. 이미 카메라 메이커로부터 문의가 들어오고 있다.
적외선 투과렌즈는 방범 카메라나 적외선 센서에 탑재하여 어두운 곳에서 사람 등의 상(像)을 포착하는데 이용한다. 현재, 렌즈에 사용되고 있는 실리콘이나 게르마늄은 칼코게나이드보다 비싼데다가 연삭・연마가공하므로 공정이 복잡하다. 칼코게나이드는 현재는 주로 반도체 기판에 사용되고 있다. 단, 금형과의 박리성이 나빠 프레스 성형은 어려웠다. 일간공업

바이오숯을 상업화하는 데 도움을 주는 바이오매스 기술
바이오매스를 연소하여 생산한 전기와 바이오숯을 동시에 생산하고자 하는 노력이 진행되고 있다. 하지만, 전력 생산 분야와 농업 분야는 아직 서로에 대해 많은 것을 배워야만 한다.
초기 바이오숯 산업은 가스화와 열분해를 통해 전기와 숯을 동시에 생산하는 바이오매스 발전기술과 연계되어 발생하고 있다.
하나가 다른 것보다 더 많은 수익성을 보일 때, 더 많은 전기, 바이오숯, 또는 바이오오일을 생산하기 위해 조정이 된 시스템과 함께 바이오매스의 단일원천은 표면적으로 다양한 수익 흐름을 만들 수 있다.
본 연구는 바이오숯이 토양비옥도을 개선시키고, 수질오염을 감소시키며, 중금속을 완화시킬 수 있다는 사실을 보여주었다. 숯과 같은 물질은 연구진들로부터 열정적인 지원을 받고 있으며, 하지만, 이는 상업화하기에 시간이 지체되어져왔다.
이와 관련하여 국제바이오숯협의회 프로젝트 개발 책임자인 Kelpie Wilson은 다음과 같은 말을 하였다.
“이는 닭이 먼저냐 달걀이 먼저냐 라는 문제를 가지고 있는 새로운 산업 브랜드이다. 당신은 많은 연구를 하였지만, 그러한 연구가 잉여가 된 정도는 아니다. 즉, 많이 연구진행이 있었지만 재고로 쌓일 정도로 많지는 않다는 것이다.”
하지만, 현재 대형 바이오매스 전력 생산업체들은 바이오숯을 만들기 위한 설비를 갖추지 않았거나 바이오숯을 만드는 데 관심을 가지고 있지 않다. 바이오숯 제조는 전력생산을 위해 매우 적은 에너지만을 남기게 된다. 뿐만 아니라, 하나의 산업으로써 농업 분야에서 바이오숯을 위한 시장 역시 만들어지지 않은 상태이다.
지지자들은 바이오매스 운영자들은 바이오숯으로부터 더 많은 수익을 곧 창출하게 될 것이라고 말하고 있다. 왜냐하면, 유기농 농부들과 정원센터들은 토양혼합을 위해 바이오숯을 요구하기 시작하였다. 미환경보호청 청정물규제가 바이오숯에서 영양소 크레딧 교환을 열 수 있다. 그로 인해, 농업 및 환경완화에서 바이오숯 붐(boom)을 위한 단계를 만들었다.

▲ 전력 생산에 초점
그러한 바이오숯 시장이 진화하는 동안, 열분해 및 가스화 운영업체들은 전기 및 바이오매스 처리의 필요성을 가지고 있는 사업을 운영하는 분산형 에너지 시스템을 가지고 있는 획득하고 있다.
열분해는 목재 바이오매스 또는 산소가 없는 가마에 있는 비료에 열을 가하는 것을 수반하고 있다. 가스화는 제한된 산소를 가지고 바이오매스에 열을 가한다. 열은 목재 또는 비료를 분해한다. 그로 인해, 합성가스를 만들게 되며, 이 가스는 열이나 스팀(steam) 생산과정에서 연소가 되어질 수 있다. 전통적인 바이오매스 발전소는 흙에서 나온 공급연료를 불태우게 된다. 열분해는 바이오매스를 토양 내 수분을 보유하고 있는 인을 풍부하게 함유하고 있는 숯으로 변환할 수 있다.
Phoenix Energy社는 수정된 디젤엔진(diesel engines)으로 전기를 생산하는 동안 바이오숯을 생산할 수 있는 가스화 시스템을 만들고 있다. Phoenix Energy社에서 제작한 500kW 시스템 - 미국에서 최초로 전력망에 연결된 가스화 기기 - 은 100% 전기를 생산하기 위해 폐목재를 사용하고 있다.
Phoenix Energy社의 Greg Stangl 회장은 이와 관련하여 다음과 같이 말하고 있다.
“우리는 이와 같은 사업을 하고 있다. 왜냐하면, 이는 투자수익률을 촉진할 수 있는 투자이기 때문이다.”
고객은 현장에서 생산된 전기를 위해 1kWh당 소매가 20센트를 지불하고 있다. 반면에 Phoenix Energy社는 공급 및 운영을 위해 1kWh당 6센트 정도의 지출을 초래하고 있다. 이는 전력망에 판매를 함으로써 도매가 1kWh당 11센트를 벌 수 있다. Phoenix Energy社는 캘리포니아(California) 주 북쪽에 위치한 농업설비에 전기를 판매하기 위해 과수원에서 나오는 다듬어진 것을 사용할 두 개의 1MW 규모의 시스템을 위한 인허가를 기다리고 있다.
이와 관련하여 Stangl 회장은 다음과 같이 말하였다.
“당신은 전력을 사용하고 바이오매스 연료를 가지고 있는 일분 고객들을 위해 이러한 업무를 하기 위해 보조금을 필요로 하지 않는다.”
그러한 캘리포니아주 비즈니스 모델(business model)은 낮은 요금(율)을 가지고 있는 주에서만 반드시 일어나는 것은 아니다.
▲ 바이오숯 확장성
Phoenix Energy社는 목재용 바이오매스 공급연료의 양을 통해 5%에서 20%의 숯을 만들 수 있다. 500kW 규모의 시스템은 매일 1톤의 바이오숯을 만들 수 있다. 그리고 100달러 이하에 판매가 된다. 하지만, 이 시스템은 더 많은 바이오숯을 만들 수 있다.
이와 관련하여 Stangl 회장은 다음과 같이 말하였다.
“달러(dollar: 자금) 조건에서 주목할 만한 정도는 아니다. 나는 실제 바이오숯이 더 많은 수익을 창출할 수 있을 것이라고 믿고 싶다. 하지만, 당신이 1톤 당 3,000달러를 만들기 시작할 때까지 이는 전기를 만들기 위해 더 많은 가치를 가질 것이다.”
국제바이오숯협회에 따르면, 바이오숯은 전형적으로 1톤 당 200달러에서 600달러 정도에 판매가 된다.
바이오숯/바이오매스 발전산업은 가금류 퇴비 및 녹색 퇴비를 위한 시장에서부터 확장성에 대해 학습할 수 있다. 가축류 폐기물은 질소가 부족하다. 하지만, 인을 포함하고 있다. 따라서, 토양개량제로써 판매가 된다.
미네소타(Minnesota)에 있는 Fibrowatt社의 55MW 규모의 발전소는 매년 600,000톤의 가금류 퇴비로부터 100,000톤의 재(흙)를 만들고 있다. 이러한 재(흙)는 1톤 당 90달러에 판매가 된다. 가격은 45달러에서 100달러 이상 정도로 변동이 심하다. 아직, 이러한 재는 20% 이하의 수익률을 기록하고 있다.
이와 관련하여 Fibrowatt社 대변인인 Paul Kelso 대변인은 다음과 같이 말하고 있다.
“우리는 재 결과량을 기반으로 한 발전소를 절대 건축하지 않는다. 나는 바이오숯 또는 재가 어떻게 발전소를 위해 사용되고 연료로 가능할 수 있는지를 이해하지 못하고 있다.”

▲ Nutrient Credit Exchange (영양소 크레딧 교환)
퇴비(거름) 및 가금류 퇴비 바이오매스는 아직 질소 및 인의 연속적 축소를 감소시키기 위해 “영양소 다이어트”를 시작하고 있는 미환경보호청에 의해 의무화된 몇몇 주 정부 내 바이오숯을 위한 서약(계약)을 보유하고 있다. 산소 고갈 영양소들은 멕시코만(Gulf of Mexico) 내 “데드존(dead zone)”을 만드는 것으로 알려져 있다.
분수계(分水界) 내 영양소들은 종종 가축 및 가금류 등에서 나오게 된다. 체서피크 만(Chesapeake Bay)을 깨끗하게 만들기 위한 노력은 인근 주 정부에 양양소 크레딧 교환 프로그램을 낳게 되었다. 버지니아주(Virginia)에서 이러한 거래 계획안은 폐수지역과 같은 “점진원(이산적인 확산을 하지 않는 점으로 생각되는 가상의 진원)”에서 제한되어진다. 하지만, 이러한 법령은 “비점진원”에서 교환이 될 때, 바이오숯 거래를 포함할 수 있다.
미국 Coaltech Energy社와 함께 양양소 크레딧을 판매하는 브로커(broker) 역할을 하는 Peter Thomas는 12개월 이내에 바이오숯의 대규모 생산을 예측하고 있다. 많은 프로젝트들이 체서피크 만과 캘리포니아 농장 인근에 개발이 될 것이다.
이와 관련하여 Thomas는 다음과 같이 말하였다.
“신재생에너지 발생, 인이 풍부한 바이오숯을 만들기 위해 가금류 퇴비 또는 생활쓰레기 등의 가스화, 그리고 양양소 거래 등은 뗄레야 뗄 수 없는 필수불가결한 관계이다. 그 결과, 경제적으로 성장이 가능한 모델을 만들 수 있다.”
퇴비 및 가금류 퇴비를 연소시키는 전통적인 바이오매스 발전소 역시 혜택을 줄 것으로 희망하고 있다.
이와 관련하여 Fibirowatt社의 Kelso 회장은 다음과 같이 말하였다.
“가금류 퇴비를 제거하는 것에는 어느 정도의 가치가 있을 것이다. 따라서 영양소들은 체서피크 만에서 나가지는 않을 것이다.”
하지만, 환경보호론자들은 이 프로그램이 바이오숯 크레딧에 초점을 맞추기를 원한다 - Fibrowatt社는 체서피크 지역을 통해 반대에 직면하여왔다.
버지니아주 바이오숯 지지자인 Eric J. Knight는 페이지 카운티(Page County)에서 Fibrowatt社의 계획된 가금류 퇴비 발전소에 이의를 제기하였다. 왜냐하면, 이 발전소는 온실가스배출량을 증가시키게 되기 때문이다. Knight는 이러한 대형 발전소를 반대하는 많은 사람들이 좀 더 작은 규모의 가스화 시스템 - 바이오숯 및 전기를 동시에 생산 -을 지지하고 있다고 말하였다.
Knight는 다음과 같이 말하였다.
“지역적으로 분산된 발전소 - 1MW에서 15MW 사이 - 는 모든 측면에서 좀 더 감각적이고 상식적인 방법을 만들고 있다.”

▲ 기후 규제
미환경보호청이 바이오매스 발전소는 석탄 활용 화력발전소와 같은 양의 이산화탄소 배출을 요구받고 있다고 발표한 이후, 바이오매스 발전산업은 장기적인 불확실성에 직면하고 있다. 가스화와 열분해 선도기업들은 그들이 회의적인 시각을 하고 있는 대중들에게 바이오매스가 청정에너지원일 수 있다라는 사실을 증명하고자 하는 바이오매스 발전산업에 도움을 줄 수 있다.
International Tech Corp(ITC).社 Mike Ballantine 회장은 이에 대해 다음과 같은 말을 하였다.
“우리는 많은 소미립자를 만들 수 있다. 왜냐하면, 바이오매스와 절대 직접적인 화염 계약이 존재하지 않기 때문이다. 연소실에서 산소와 혼탁도는 수많은 미립자들을 만들게 된다.”
이 기업은 연도가스를 연소시키기 위해 열분해를 사용하고 있는 열회복설비를 만들고 있다. 그 결과, 터빈을 돌려 전력을 생산할 수 있는 스팀을 만들게 된다. 이 설비는 1시간 당 4,000파운드의 녹색퇴비를 필요로 하며, 2톤의 바이오숯과 2,500kWh의 전기를 생산할 수 있다. ITC社는 이번 달 대기업과 하나의 계획을 발표하기를 희망하고 있다.
미네소타 오염 통제 기구에 따르면, Fibrowatt社의 미네소타 발전소는 445톤의 일산화탄소 및 361톤의 질소산화물을 배출하였다. Fibrowatt社는 미네소타 전역의 농장으로부터 가금류 퇴비 - 닭 배설물, 먹이, 그리고 잠자리 짚의 혼합 - 를 얻고 있다.
Fibrowatt社의 모기업인 Homeland Renewable Energy Inc.社는 물과 가스배출로부터 획득되어진느 폐열을 재활용함으로써 질소산화물 및 미립자들을 낮출 수 있는 프로세스(process)를 개발하였다.
이와 관련하여 Kelso 회장은 다음과 같이 말하였다.
“우리는 청정 공기 요구조건을 충족시킬 수 있다.”
그는 다양한 열분해와 가스화 시스템은 대형 바이오매스 발전소에 수반되는 에너지 안보 및 규제를 회피하게 될 것이라고 걱정하고 있다.
Phoenix Energy社 Stangl 회장은 다음과 같이 말하였다.
“우리들의 하강기류 가스화는 천연가스보다 질소산화물 배출을 더 낮게 할 수 있다. 우리는 우리가 미국 내 가장 어려운 지역에서 공기 인증을 얻을 수 있다는 의구심의 그늘 이상을 명확하게 설명해줄 수 있다.”
▲ AG 과학 이해
Nature Communications에서 발표한 2010년 연구보고서는 바이오숯이 바이오에너지보다 기후변화를 완화시키는 데 20% 더 효과적이라고 말하고 있다. 왜냐하면, 이는 농업생산성을 증가시키는 동안 대기 속 탄소수익률은 느려지기 때문이다.
바이오숯은 바이오매스 전력과 농업 사이에 본래 존재하는 경쟁적인 관심을 수반하고 있다. 하지만, 연구 및 확장에 대한 노력들은 이러한 것을 이해하는 데 발생하는 갭(gap: 차이)을 줄이기 시작하고 있다. 농부들은 그들이 전기를 같이 생산할 수 있는 바이오숯에 대한 더 큰 관심을 설명할 것이라고 말하였다. 물론 이러한 관심과 바이오숯이 농업과학에 근간으로 자리잡을 수 있다면 말이다.
미국 농림부 토양과학자인 Jeff Novak 박사는 이와 관련하여 다음과 같은 말을 하였다.
“당신은 좋지 않은 숯은 좋지 않은 토양에서 나오게 된다는 사실을 적용함으로써 부정적인 유산을 창출하기를 원하지 않는다. 다시 말해, 당신은 토양을 좋지 않게 만들어서 좋지 않은 숯을 생산하기를 원하지 않는다.”
그의 연구는 300에서 400도의 온도에서 생산된 숯이 정말 좋은 품질을 가지고 있다는 것을 보여주고 있다. 하지만, 이 연구에 따르면, 600도 이상의 온도에서 만들어진 숯들은 알칼리성이 될 수 있다. 남부 토양을 개선하고 있는 숯들은 다른 지역에서 영양소 불균형을 이끌 수 있다.
이러한 생각과 관심을 인정하고 있는 국제바이오숯협회는 숯 생산을 표준화하고 이를 증명하기 위한 노력을 시작하였다.
국제바이오숯협회의 프로젝트 개발 책임자인 Wilson은 이와 관련하여 다음과 같이 말하였다.
“전기 생산은 우리들의 관심이 아니다. 비록 우리가 바이오숯이 생산되어질 때 에너지를 유출하는 데 많은 관심을 가지고 있다 하더라도 말이다. 궁극적인 목적은 기후변화에 관한 영향력을 가지는 것이다.” GTB

소각시설 해체 현장의 회진(灰塵)
소형 물처리 장치로 제거
戶田建이 규조토 활용
戶田建設은 청소공장 등 소각시설을 해체할 때 설비를 세정하는 물에 녹은 유해한 다이옥신 등을 포함하는 재를 현장에서 제거하는 소형 물처리 장치를 완성했다. 제거를 위해 용수철 구조의 막대 모양 부재에 규조토를 부착시킨 필터를 개발. 해체공사에 일반적인 「한외(限外) 여과막」에 의한 물처리에 비해 약 30% 원가 절감이 가능해진다고 한다. 청소공장 이외에 소각설비를 가진 공장이나 학교, 병원 등에 영업하여 첫해 10건 이상의 수주를 계획하고 있다.
소형 물처리 장치 「TS필터 여과장치」는 환경장치용 필터 등을 다루는 모노베엔지니어링(千葉市 花見川區, 사장 物部長順)의 협력을 얻어 개발. 터널공사의 탁수(濁水) 처리장치로 실용화를 꿈꾸는 매시 30입방미터의 처리 능력을 가진 대형 시스템을 베이스로 처리능력을 동 1 - 1.5입방미터로 소형화했다.
소각시설의 해체공사는 굴뚝이나 소각로 안쪽에 부착한 재를 제거할 필요가 있는데, 한외여과막은 인공투석 등에 사용되는 고가의 막을 사용하므로 처리원가가 높다. 개발한 장치의 필터는 값싸게 조달할 수 있는 규조토를 이용하여 원가를 절감. 필터의 눈이 막힌 경우에는 내부에서 고압수를 분사하여 규조토와 흙을 제거하고 새로운 규조토를 장착하면 재생할 수 있다. 일간공업

시켄
화려하며 성능이 좋은 칫솔 「에큐아(エキュア)」
산화티탄 내장 칫솔 「에큐아」는 칫솔에 산화티탄에 의한 광촉매 효과를 부가시킴으로써 치석을 제거하는 효율을 높였다.
사용방법은 간단. 물에 적셔서 밝은 장소에서 닦기만 하면 되는 것. 치약은 기본적으로는 필요치 않으므로 물만으로 닦으며 효과를 느낄 수 있을 것이다.
「에큐아」의 매력은 광촉매뿐이 아니다. 칫솔의 중심부에는 삼각형 모양의 삼각 러버모를 심었다. 이로써 칫솔 자체의 물리적인 치석제거 효과를 높였다.
또 에콜로지를 의식한 삼각 러버모로 둘러쌈으로서 칫솔이 벌어지거나 하지 않게 했다. 본체는 4가지 색이 있다.
구취 치주염이 걱정되는 사람이라면 고기능이며 친환경적인 칫솔 「에큐아」를 꼭 사용해 보기 바란다. 일간공업