• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.14-20
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• 2019

The power to gas (P2G) is one of the energy storage technologies that can increase the storage period and storage capacity compared to the existing battery type. One of P2G technologies produces hydrogen by decomposing water from renewable energy (electricity) and the other produces $CH_4$ by reacting hydrogen with $CO_2$. The objective of this study is the reaction of $CO_2$ methanation which synthesized methane by reacting carbon dioxide and hydrogen. The effect of $CO_2$ conversion and $CH_4$ selectivity on reaction temperature, pressure, and methane contents over 40% Ni catalyst was mainly investigated throughout this study. As a result, the activity of this catalyst appeared to be the highest in $CH_4$ yield at around $400^{\circ}C$ and the selectivity of $CH_4$ increased with increasing reaction pressure. The methane content was not significantly influenced below 3% of all componets. As the space velocity increases from 10,000 to 30,000/hr, the $CO_2$ conversion rate tends to decrease.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.151-160
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• 2009

Natural gas combustion characteristics of mass produced oxygen carrier particles were investigated in a batch type bubbling fluidized bed reactor. Five particles, NiO/bentonite, OCN601-650, OCN702-1100, OCN703-950, OCN703-1100 were used as oxygen carrier particles. Natural gas and air were used as reactants for reduction and oxidation, respectively. During reduction reaction, high fuel conversion and high $CO_2$ selectivity were achieved for most of oxygen carriers. During oxidation, NO emission was very low. These results indicate that inherent $CO_2$ separation and low NOx combustion are feasible for the natural gas fueled chemical-looping combustion system. Among the five oxygen carriers, OCN703-1100 particle was selected as the best candidate for demonstration of long-term operation in large-scale chemical-looping combustor from the viewpoints of fuel conversion, $CO_2$ selectivity, $CH_4$ concentration, and CO concentration.

• Food Science and Biotechnology
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• 제18권1호
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• pp.66-72
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• 2009

An aqueous ribose-cysteine model system (initial pH 5.6) was conventionally heated to the same browning at varying temperatures ($120-180^{\circ}C$), supercritical carbon dioxide (SC-$CO_2$, 20 MPa) was also applied on the same matrices for same periods at each temperature and about 20% reduction of the absorbance at 420 nm was observed as compared with sole thermal treatment. The headspace volatiles from Maillard reaction mixtures were analyzed by solid-phase microextraction (SPME) in combination with gas chromatography and mass spectrometry (GC-MS), and predominated with sulfur containing compounds, such as thienothiophenes, polysulfur alicyclics, thiols, and disulfides. Reaction temperature exhibited complex effects on volatiles formation and those effects became further complicated by the SC-$CO_2$ treatment. The formation of noncarbonyl polysulfur heterocyclic compounds and thienothiophenes was generally favored at high temperatures. Most volatiles were inhibited in SC-$CO_2$ as compared with thermal treatment alone, however, the well-known meaty aromatic compounds, such as thiols and disulfides, were obviously enhanced.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권1호
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• pp.63-68
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• 2018

본 논문은 이산화탄소 고정 과정이 포함된 인공 광합성 과정을 모사하기 위하여 지구상에 흔히 존재하는 촉매 재료를 이용해 개발한 광화학 반응 시스템(인공나뭇잎)과 시스템 에너지 포집 및 변환 능력에 대한 성능을 조사하기 위한 기초 연구 결과를 제시한다. 본 연구에서 개발한 시스템은 태양광 전지의 전면부에 산화코발트를 도핑 하여 물의 전기분해로 인한 산소 발생이 태양전지 표면에서 직접 발생하도록 하였고, 후면 기판 표면에는 이산화탄소 변환 반응을 위한 효율적인 촉매로 $MoS_2$를 도핑 하여, 전선이 없는 구조로 구성하였다. 직접 태양광 연료 변환 시스템은 약4.5%로 이산화탄소를 일산화탄소와 수소로 변환하여 지속 가능한 연료(합성가스)의 형태로 생산하며, 이는 음극에서 촉매 변환 효율이 75%이상이 될 수 있음을 의미한다. 본 연구는 물의 광분해뿐만 아니라 태양광에 의해 유도된 이산화탄소 전환 과정을 하나의 시스템에서 동시에 실현하여 자연적 광합성 과정을 좀 더 성공적으로 모사할 수 있는 시스템 개발에 기여하였다.

• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.992-998
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• 1996

Citrate process로 제조한 $La_{1-x}Ca_xCoO_3$에서 Ca이 20mole% doping된 perovskite oxide가 산소환원반응에 대해 가장 높은 전류밀도와 specific activity를 보여주었으며 cyclic voltammogram에서 carbon만으로 제조된 전극에서보다 carbon과 Perovskite oxide를 혼합한 전극에서 높은 산소흡착/탈착전류를 보였다. 입자크기분포와 소결효과에 의해 $900^{\circ}C$, 5시간 공기중에서 소결한 $La_{0.8}Ca_{0.2}CoO_3$가 산소환원반응에 대한 전기화학적 촉매특성이 우수하였다.

• 한국대기환경학회지
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• 제16권5호
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• pp.529-537
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• 2000

Several Pt-based oxidation catalysts with different loading were prepared with various metal precursor solutions and characterized with H$_2$ chemisorption and TEM for Pt particle size. V was added to Pt-based catalyst for inhibiting SO$_2$oxidation reaction, as result, Pt-V/Ti-Si catalyst prepared by ERMS(Free Reduced Metal in Solution) method showed high enough activity and better inhibition on SO$_2$oxidation than Pt only catalyst. Optimum Pt particle size for diesel oxidation reaction turned out to be the size of around 20 nm. A prototype catalyst was prepared for light=duty diesel passenger car, and teated for the emission reduction performance with Korean regulation test mode(CVS-75 mode) on chassis dynamometer. The catalyst shows the performance reduction of 75~94% for CO, 53~67% for HC and 10~31% for PM. In the case of heavy-duty diesel catalyst, the domestic formal regulation teat mode D-13 was adopted for both Na engine and Turbo engine. The conversions of CO and THC are high enough(86% and 41%) while the reductions of NOx and PM are relatively low(3~11%).

• 대한화학회지
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• 제34권5호
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• pp.460-464
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• 1990

산성용액내에서 trans-[$Co(en)_2(NO_2)Cl]^+$ 착물과 [$Fe(H_20)_6]^{2+}$ 착물과의 산화환원반응 속도를 UV/vis-분광광도계로 측정하여 $H^+$가 관여한 반응속도상수 k$_H^+$, 반응차수 및 열역학적 활성화파라메타를 구하였다. Co(III), Fe(II)에 대해 각각 1차, H$^+$에 대해서 1차로 진행되는 총괄반응이 3차 반응이고 이 때, $H^+$가 작용한 속도상수 $k_H^+$는 6.7 ${\times}\;10^{-1}$ $L^2$/mol$^2$·min이였고 $E_a$, ${\{Delta}H^{\neq}$는 14.5 Kcal/mol, 13.8 Kcal/mol ${\{Delta}S^{\neq}$는 -18.3 e.u였다. 이러한 실험자료로부터 내부권 반응임을 알았으며 그 메카니즘을 제안하였다.

• Composites Research
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• 제32권6호
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• pp.355-359
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• 2019

고효율의 물 분해 시스템은 수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER) 각각에서의 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 효율로 인해 향상되는 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이 금속 기반의 화합물(산화물, 황화물, 인화물, 그리고 질화물)은 현재 상용되고 있는 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서, 우리는 FESEM 분석을 통해 최적의 단분산된 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 합성하고 XRD, FT-IR 분석을 통하여 결정성을 확인하고 TG-DTA를 통해 PBAs의 열적 거동을 확인하였다. 그리고 합성된 최적의 Co₃[Co(CN)₆]₂ PBAs를 열처리해서 단분산된 Co₃O₄나노 큐브를 합성하였고 XRD를 통해 이의 결정성을 확인하고 OER 측정을 진행하였다. 최종적으로 합성된 Co₃O₄ 나노 큐브는 10 mA·cm^-2의 전류 밀도에서 312 mV의 낮은 과전압과 96.6 mV·dec^-1의 낮은 Tafel slope을 보인다.

• Journal of Microbiology and Biotechnology
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• 제33권11호
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• pp.1403-1411
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• 2023

Carbon dioxide (CO₂) is the most abundant component of greenhouse gases (GHGs) and directly creates environmental issues such as global warming and climate change. Carbon capture and storage have been proposed mainly to solve the problem of increasing CO₂ concentration in the atmosphere; however, more emphasis has recently been placed on its use. Among the many methods of using CO₂, one of the key environmentally friendly technologies involves biologically converting CO₂ into other organic substances such as biofuels, chemicals, and biomass via various metabolic pathways. Although an efficient biocatalyst for industrial applications has not yet been developed, biological CO₂ conversion is the needed direction. To this end, this review briefly summarizes seven known natural CO₂ fixation pathways according to carbon number and describes recent studies in which natural CO₂ assimilation systems have been applied to heterogeneous in vivo and in vitro systems. In addition, studies on the production of methanol through the reduction of CO₂ are introduced. The importance of redox cofactors, which are often overlooked in the CO₂ assimilation reaction by enzymes, is presented; methods for their recycling are proposed. Although more research is needed, biological CO₂ conversion will play an important role in reducing GHG emissions and producing useful substances in terms of resource cycling.

• 해양환경안전학회지
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• 제27권7호
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• pp.1074-1081
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• 2021

아산화질소(N₂O, Nitrous Oxide)는 6대 온실가스 중 하나로 대기 중에서 적외선을 흡수하여 온실효과를 유발하는 것으로 알려져 있다. 특히 지구온난화지수(GWP)는 CO₂에 비해 310배 높아 국내뿐만 아니라 전 세계적으로 이슈화되고 있으며, 그에 따른 강력한 환경 규제 강화법들이 발의되고 있다. N₂O 저감 기술에는 물리적인 방식에 따라 농축회수, 촉매분해, 그리고 열분해로 구분할 수 있는데, 본 연구에서는 그 중 가장 효과적인 열분해 처리방식에 대해 논의하고자 일반적인 연소 조건 내 고온 열분해 방식을 이용하여 비용 저감과 함께 질소산화물을 저감시키는 온도 조건 및 반응 시간에 대한 정보를 제공하고자 한다. 열분해 조건으로 선정된 고온 영역은 1073 K부터 1373 K까지 100 K 간격을 두고 계산을 수행하였다. 1073 K과 1173 K의 온도조건에 경우, N₂O 저감율과 일산화질소 농도가 체류시간에 따라 비례관계를 이루는 것이 관측되었으며, 1273 K에 경우, 체류시간이 증가함에 따라 발생되는 역반응으로 인해 N₂O 저감율이 감소되는 것이 관측되었다. 특히 1373 K에 경우, 모든 체류시간에 대해 정반응과 역반응이 화학 평형상태에 도달하여 N₂O 저감에 대한 반응진행율이 오히려 감소하는 것으로 확인되었다.