• 제목/요약/키워드: $CH_4$ addition

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Pt 전극을 사용한 $SnO_{2}(Ca)/Pt$ 후막소자의 탄화수소계가스에 대한 감응특성 (Gas Sensing Characteristics of $SnO_{2}(Ca)/Pt$ Thick Film Using Pt Electrode for Hydrocarbon Gases)

  • 홍영호;이덕동
    • 센서학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.37-44
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    • 1995
  • 공침법을 이용하여 Ca 및 Pt 가 첨가된 $SnO_{2}$ 미세 분말을 제조하였다. 제조한 미세분말에 대해 TEM, XRD 및 BET 분석으로 결정크기 및 비표면적을 분석하였으며, 제조한 원료분말을 이용하여 스크린 인쇄법으로 후막형 가스 감지 소자를 제작하고, 그 특성과 탄화수소계가스에 대한 감지 특성을 조사하였다. 첨가된 Ca 및 Pt에 의해 하소와 소성의 열처리 과정 중에 $SnO_{2}$ 결정 성장이 억제되었으며, 탄화수소계가스에 대한 응답특성의 향상을 가져왔다. 한편, 소자의 전극으로써 Au 와 Pt를 사용하여 비교 분석하였는데, Au를 전극으로 사용할 경우에 Pt에 비해 가스 감응 특성 면에서 큰 저하를 가져왔다. 이는 Pt 전극도 $CH_{4}$의 산화에 기여했기 때문이다. Ca 및 Pt를 각각 0.1, 1 wt% 첨가한 $SnO_{2}$ 후막소자의 경우 2000 ppm의 $CH_{4}$에 대해 약 83%의 감도를 보였다.

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기판 바이어스 DC 전원의 종류와 반응가스 분압비가 3성분계 B-C-N 코팅막의 합성과 마찰 특성에 미치는 영향 (Effects of DC Substrate Bias Power Sources and Reactant Gas Ratio on Synthesis and Tribological Properties of Ternary B-C-N Coatings)

  • 정다운;김두인;김광호
    • 한국표면공학회지
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    • 제44권2호
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    • pp.60-67
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    • 2011
  • Ternary B-C-N coatings were deposited on Si(100) wafer substrate from $B_4C$ target by RF magnetron sputtering technique in $Ar+N_2+CH_4$ gas mixture. In this work, the effect of reactant gas ratio, $CH_4/(N_2+CH_4)$ on the composition, kinds and amounts of bonding states comprising B-C-N coatings were investigated using two different bias power sources of continuous and unipolar DCs. In addition, the tribological properties of coatings were studied with the composition and bonding state of coating. It was found that the substrate bias power had an effect on chemical composition, and all of the obtained coatings were nearly amorphous. Main bonding states of coatings were revealed from FTIR analyses to be h-BN, C-C, C-N, and B-C. The amount of C-C bonging mainly increased with increase of the reactant gas ratio. From our studies, both C-C and h-BN bonding states improved the tribological properties but B-C one was found to be harmful on those. The best coating from tribological points of view was found to be $BC_{1.9}N_{2.3}$ composition.

Characteristics of Sr2Ni1.8Mo0.2O6-δ Anode for Utilization in Methane Fuel Conditions in Solid Oxide Fuel Cells

  • Kim, Jun Ho;Yun, Jeong Woo
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제10권3호
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    • pp.335-343
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    • 2019
  • In this study, $Sr_2Ni_{1.8}Mo_{0.2}O_{6-{\delta}}$ (SNM) with a double perovskite structure was investigated as an alternative anode for use in the $CH_4$ fuel in solid oxide fuel cells. SNM demonstrates a double perovskite phase over $600^{\circ}C$ and marginal crystallization at higher temperatures. The Ni nanoparticles were exsolved from the SNM anode during the fabrication process. As the SNM anode demonstrates poor electrochemical and electro-catalytic properties in the $H_2$ and $CH_4$ fuels, it was modified by applying a samarium-doped ceria (SDC) coating on its surface to improve the cell performance. As a result of this SDC modification, the cell performance improved from $39.4mW/cm^2$ to $117.7mW/cm^2$ in $H_2$ and from $15.9mW/cm^2$ to $66.6mW/cm^2$ in $CH_4$ at $850^{\circ}C$. The mixed ionic and electronic conductive property of the SDC provided electrochemical oxidation sites that are beyond the triple boundary phase sites in the SNM anode. In addition, the carbon deposition on the SDC thin layer was minimized due to the SDC's excellent oxygen ion conductivity.

핵융합 배가스 중 CQ4와 Q2O 처리공정 제안 및 HAZOP 분석 (Process Suggestion and HAZOP Analysis for CQ4 and Q2O in Nuclear Fusion Exhaust Gas)

  • 정우찬;정필갑;김정원;문흥만;장민호;윤세훈;우인성
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권2호
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    • pp.169-175
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    • 2018
  • 본 연구는 핵융합 배가스 중 삼중수소가 포함된 화합물인 메탄($CQ_4$) 및 물($Q_2O$)로부터 수소동위원소를 회수하기 위한 공정에 관한 것이다(Q는 수소, 중수소, 삼중수소). 수증기-메탄 개질반응과 수성가스 전환반응을 이용하여 $CQ_4$$Q_2O$$Q_2$로 변환시키고, 후속하는 팔라듐 분리막으로 생성된 $Q_2$를 회수한다. 본 연구에서는 $CQ_4$$Q_2O$ 중 하나의 물질인 $CH_4$$H_2O$로부터 수소 회수를 위해 촉매반응기, 팔라듐 분리막, 순환펌프로 구성된 순환루프를 적용하였다. 촉매반응온도 및 순환유량을 변화시켜가며 $CH_4$$H_2O$의 전환율을 측정하였다. $CH_4$ 중 수소 회수는 촉매반응온도 $650^{\circ}C$, 순환유량 2.0 L/min 조건에서 99% 이상의 $CH_4$ 전환율을확인하였고, $H_2O$ 중수소 회수는촉매반응온도 $375^{\circ}C$, 순환유량 1.8 L/min 조건에서 96% 이상의 $H_2O$ 전환율을 확인하였다. 이와 더불어, 향후 핵융합 실증로(K-DEMO)에서의 $CQ_4$ 발생량을 예측하고, 이에 대한 처리공정을 제안하였으며, HAZOP (Hazard and Operability) 분석을 실시하여 공정의 위험요소와 운전상의 문제점을 도출하고 해결방안을 제시하였다.

키토산 제조시 반응 온도와 시간 및 입자크기가 키토산의 물리화학적 특성에 미치는 영향 (Effects of Reaction Temperature, Time and Particle Size on the Physicochemical Properties of Chitosans)

  • 이우진;한범구;박인호;박승현;오훈일;조도현
    • 한국식품과학회지
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    • 제27권6호
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    • pp.997-1002
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    • 1995
  • 상업적으로 제조된 키틴으로 부터 키토산을 제조할 때 반응온도, 시간, 키틴의 입자크기가 제조된 키토산의 물리 화학적 성질에 미치는 영향을 검토하였다. 78% 이상의 탈아세틸화를 시키기 위하여서는 $100^{\circ}C$에서는 6시간, $120^{\circ}C$에서는 20분, $140^{\circ}C$에서는 10분 정도를 처리하였으며 이때 생성된 키토산의 점도는 각각 180cps, 130 cps, 30 cps로 측정되었다. 또한 반응 후 잔류시간이 키토산의 점도를 감소시킴을 보였으며 키틴의 입자크기가 작은 경우에 탈아세틸화를 촉진시키며 동일한 탈아세틸화도에서 높은 점도를 유지하였다. 한편 생성된 키토산은 키틴에 비하여 수분흡수, 지방흡수성에서 차이를 보이지 않았으나 색소흡수능력은 평균 4배이상 증가하였다. IR스펙트럼에서는 전반적으로 둔화된 모습을 보였으며 특히 $1,000{\sim}1,800\;cm^{-1}$에서 흡수pattern이 둔화되었다.

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산소와 질소의 첨가에 따른 DLC막의 광학적 특성의 변화 (Effects of Oxygen and Nitrogen Addition on the Optical Properties of Diamond-Like Carbon Films)

  • 황민선;이종무;문종
    • 한국재료학회지
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    • 제7권12호
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    • pp.1047-1051
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    • 1997
  • CH$_{4}$와 H$_{2}$의 혼합가스에 미량의 질소와 산소를 첨가하여 rf-플라즈마 CVD법으로 DLC막을 합성하였다. 이 때 챔버내 압력은 430mtorr, 기판에 인가된 전력은 80W였으며, H$_{2}$와 CH$_{4}$의 비율은 1:1이었다. 이 시편들에 대해 가시광선 영역과 자외선 영역에서의 투과도를 비교하였으며, 결합구조의 변화를 알아보기 위하여 FTIR 분석을 실시하였다. 질소의 경우 첨가량이 6.3%에서 17.4%으로 증가됨에 따라 전체적인 투과도값이 증가하였으며, FRIR 분석결과 wavenumber 3500 $cm^{-1}$ /의 위치에 N-H stretching band가 나타나고 2300$cm^{-1}$ /에는 nitrile의 피크가 나타났다. 이 피크들의 존재는 질소의 첨가에 의하여 interlink를 감소시킴으로써 막의 잔류응력을 현저히 감소시킬 수 있음을 의미한다. 2% $O_{2}$를 첨가한 경우 막의 투과도는 질소를 첨가한 경우보다 월등히 더 향상되었다. 질소첨가량을 증가시킴에 따라 optical band gap또한 증가되는 경향을 보였으며, 2% $O_{2}$를 첨가하였을 때 막의 optical band gap은 0.5까지 감소하였다.

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청피홍심무우의 모상근 배양에서 안토시아닌의 생성 및 PAL, CHS의 활성에 미치는 호르몬의 영향 (Effect of Exogenous Hormones on Anthocyanin Accumulation and Phenylalaine Ammonia-lyase and Chalcone-synthase Activity in the Hairy Root Cultures of Raphanus sativus cv. Chungpihongsim)

  • 안준철;백윤웅조혜선황백
    • KSBB Journal
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    • 제9권1호
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    • pp.26-34
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    • 1994
  • 챙파홍섬무우의 모상근 배양에서 몇 가지 외재 호르몬에 대한 반응을 조사하였던 바, auxins중의 2, 4-D는 안토시아닌의 생성을 촉진하였으며 동시에 뿌리의 탈분화를 유도하였다. Cytokinins은 이식 초기의 비교적 소량의 색소능 촉진효과를 나타내었으며, ABA는 색소의 발현억제 효과를 보이고 GA3 는 색소 생성에 별다른 영향을 마치지 않았다. 1mg/l의 농도에서 2, 4-D 이외의 호르몬은 모상근의 탈분화를 유도하지 않았으며, 모상근의 생장을 대조구 이하로 억제하였다. 2, 4-D와 kinetin를 처리하여 시간경과에 따른 안토시아닌 함량의 변화와 PAL, CHS의 활성변화를 조사하였다. 색소능의 변화를 볼 때, 대조구는 6일 에서 kinetin은 6-9일의 이식초기에 일시적인 색소의 증가를 보였으며, 2, 4-D 처리구는 9엘부터 증가하여 18일경에 peak를 보이며 가장 높은 색소 생성을 나타내었다. PAL의 활성 변화에 있어서는, 대조구에 비하여 kinetin, 2, 4-D처리구 둘 다 활성의 증가를 보이고 kinetin은 6 일에 서 2, 4-D는 9 일에 셔 각각 활성의 peak를 나다내였으며, 특히 2, 4$\longrightarrow$D 의 경우는 18일에서 또 한번의 약한 활성 증가를 보였다. CHS는, 대조구에서는 이식 후 3일에 활성의 일시적인 증가가 있었을 뿐 이후 계속 낮은 상태를 유지하였고 Kinetin 처리구는 6일에서 활성이 증가하여 9일에 최대활성을 보이고 이후 감소하게 된다. 2,4-D 처리구는 9일부터 활성이 증가하여 18일경 최대활성을 나타내고 이후 비교적 높은 활성수준에서 유지되였다. 이외에 이식 후 hormone free 배지 에서 2주간의 전배양 후 kinetin의 처리는 색소축적에 별다른 영향을 미치지 않았다. 이러한 결과에 따라, 2, 4-D, kinetin에 의한 안토시아닌 생성의 촉진효과는 PAL, CHS의 활성 증 가와 유의적인 연관을 나타내였으며, 특히 시간경과 에 따른 CHS의 활성 변화와 색소의 축적은 비례하여 색소 생성에 있어 CHS의 rate-limiting 역할을 제시하였다. Kinetin를 포함하는 cytokinins은 뿌리의 상처에 의한 “wound-response"에 따른 배양초기의 색소 발현을 촉진하는 작용을 하는 것으로 사료되었다. 2, 4-D와 kinetin에 의해 발현되는 PAL, CHS의 활성증감의 정도는 물론 peak를 보이는 경과시간에서의 차이는 각기 다른 조절기작을 갖는 Isozyme의 존재에 의한 것으로 추정되었다.정되었다.

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첨가제가 유기성 폐기물 퇴비화 과정 중 온실가스 발생에 미치는 영향: 리뷰 및 데이터 분석 (Effects of Additives on Greenhouse Gas Emission during Organic Waste Composting: A Review and Data Analysis)

  • 정석순;박병준;윤정환;이상필;양재의;김혁수
    • 한국환경농학회지
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    • 제42권4호
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    • pp.358-370
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    • 2023
  • Composting has been proposed for the management of organic waste, and the resulting products can be used as soil amendments and fertilizer. However, the emissions of greenhouse gases (GHGs) such as CO2, CH4, and N2O produced in composting are of considerable concern. Hence, various additives have been developed and adopted to control the emissions of GHGs. This review presents the different additives used during composting and summarizes the effects of additives on GHGs during composting. Thirty-four studies were reviewed, and their results showed that the additives can reduce cumulative CO2, CH4, and N2O emission by 10.5%, 39.0%, and 28.6%, respectively, during composting. Especially, physical additives (e.g., biochar and zeolite) have a greater effect on mitigating N2O emissions during composting than do chemical additives (e.g., phosphogypsum and dicyandiamide). In addition, superphosphate had a high CO2 reduction effect, whereas biochar and dicyandiamide had a high N2O reduction effect. This implies that the addition of superphosphate, biochar, and dicyandiamide during composting can contribute to mitigating GHG emissions. Further research is needed to find novel additives that can effectively reduce GHG emissions during composting.

Molecular Weight, Protein Binding Affinity and Methane Mitigation of Condensed Tannins from Mangosteen-peel (Garcinia mangostana L)

  • Paengkoum, P.;Phonmun, T.;Liang, J.B.;Huang, X.D.;Tan, H.Y.;Jahromi, M.F.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제28권10호
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    • pp.1442-1448
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    • 2015
  • The objectives of this study were to determine the molecular weight of condensed tannins (CT) extracted from mangosteen (Garcinia mangostana L) peel, its protein binding affinity and effects on fermentation parameters including total gas, methane ($CH_4$) and volatile fatty acids (VFA) production. The average molecular weight ($M_w$) of the purified CT was 2,081 Da with a protein binding affinity of 0.69 (the amount needed to bind half the maximum bovine serum albumin). In vitro gas production declined by 0.409, 0.121, and 0.311, respectively, while CH4 production decreased by 0.211, 0.353, and 0.549, respectively, with addition of 10, 20, and 30 mg CT/500 mg dry matter (DM) compared to the control (p<0.05). The effects of CT from mangosteen-peel on in vitro DM degradability (IVDMD) and in vitro N degradability was negative and linear (p<0.01). Total VFA, concentrations of acetic, propionic, butyric and isovaleric acids decreased linearly with increasing amount of CT. The aforementioned results show that protein binding affinity of CT from mangosteen-peel is lower than those reported for Leucaena forages, however, the former has stronger negative effect on IVDMD. Therefore, the use of mangosteen-peel as protein source and $CH_4$ mitigating agent in ruminant feed requires further investigations.

Pd 나노입자의 자가 회복이 가능한 지능형 페로브스카이트 산화물 음극의 직접 탄화수소계 SOFC 성능 평가 (Self-Regeneration of Intelligent Perovskite Oxide Anode for Direct Hydrocarbon-Type SOFC by Nano Metal Particles of Pd Segregated)

  • 오미영;;신태호
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제31권5호
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    • pp.345-350
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    • 2018
  • Nanomaterials have considerable potential to solve several key challenges in various electrochemical devices, such as fuel cells. However, the use of nanoparticles in high-temperature devices like solid-oxide fuel cells (SOFCs) is considered problematic because the nanostructured surface typically prepared by deposition techniques may easily coarsen and thus deactivate, especially when used in high-temperature redox conditions. Herein we report the synthesis of a self-regenerated Pd metal nanoparticle on the perovskite oxide anode surface for SOFCs that exhibit self-recovery from their degradation in redox cycle and $CH_4$ fuel running. Using Pd-doped perovskite, $La(Sr)Fe(Mn,Pd)O_3$, as an anode, fairly high maximum power densities of 0.5 and $0.2cm^{-2}$ were achieved at 1,073 K in $H_2$ and $CH_4$ respectively, despite using thick electrolyte support-type cell. Long-term stability was also examined in $CH_4$ and the redox cycle, when the anode is exposed to air. The cell with Pd-doped perovskite anode had high tolerance against re-oxidation and recovered the behavior of anodic performance from catalytic degradation. This recovery of power density can be explained by the surface segregation of Pd nanoparticles, which are self-recovered via re-oxidation and reduction. In addition, self-recovery of the anode by oxidation treatment was confirmed by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM).