• 제목/요약/키워드: 구리-니켈

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도금된 폴리카보네이트 분리판을 이용한 공기 호흡형 고분자 전해질막 연료전지에 관한 연구 (Study of Air-Breathing Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell Using Metal-Coated Polycarbonate as a Material for Bipolar Plates)

  • 박태현;이윤호;장익황;지상훈;백준열;차석원
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제37권2호
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    • pp.155-161
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    • 2013
  • 본 연구에서는 도금된 폴리카보네이트를 사용하여 공기호흡형 고분자 전해질막 연료전지의 분리판을 제작하였다. 도금층은 구리 $40{\mu}m$, 니켈 $10{\mu}m$, 금 $0.3{\mu}m$ 로 구성되었으며, 구리는 전기 전도층, 니켈은 구리와 금의 결합, 금은 도금층의 부식을 방지하기 위해 사용되었다. 본 분리판을 사용하여 성능을 평가한 결과 $120mW/cm^2$ 의 전력 밀도를 보였으며 이는 동일한 조건에서 그라파이트 분리판을 사용했을 때의 전력밀도와 거의 차이가 나지 않았다. 또한 평판형 12 층 스택의 공기호흡형 연료전지를 구성한 결과 각 전지당 $132.7mW/cm^2$ 의 성능을 보였으며 이를 12 시간 운전해본 결과 안정적인 성능을 보여 공기호흡형 고분자 전해질 연료전지의 분리판으로 적합함을 확인하였다.

어린이용품 환경유해인자인 중금속과 프탈레이트의 함유량 및 전이량 조사 (Contents and Migration of Heavy Metals and Phthalates in Children's Products and Phthalates in Children's Products)

  • 최인석;최성철
    • 대한환경공학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.127-138
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    • 2014
  • 어린이용품의 위해성에 대한 관심이 증대됨에 따라 프탈레이트계 가소제와 중금속에 대해 세계적으로 규제가 날로 강화되고 있다. 우리나라에서도 2009년부터 환경보건법에 어린이용품에 대해 건강상에 문제를 일으킬 수 있는 물질에 대한 규제를 법적으로 고시 해 왔다. 본 연구에서는 우리나라에서 유통되는 어린이용품에 대해서 경구 및 경피 노출이 야기될 가능성이 높은 제품들 중 22개 제품군에 대해 총 124개 제품을 선정하여 제품 내 프탈레이트와 중금속의 함유량과 전이량을 조사하였다. 124개 제품 중 123개 제품에서 중금속 14종에 대하여 분석결과 중금속이 함유되어 있는 것으로 확인되었다. 경구 전이량 결과에 따르면 블록류, 플라스틱 인형, 목재완구, 놀이용 바닥매트, 물놀이용품이 전이가 가능하였고 분석 결과 대부분의 제품에서 바륨(Ba), 구리(Cu), 아연(Zn), 주석(Sn)의 인체 전이가 일어날 수 있는 것으로 조사되었고 일부 품목에서 코발트(Co), 니켈(Ni), 납(Pb) 등이 추가적으로 전이가 가능하였다. 경피 전이량 분석 결과 바륨(Ba), 구리(Cu), 아연(Zn)은 악세서리를 제외한 대부분의 제품에서 전이가 가능하였고 악세서리의 경우 크롬(Cr), 바륨(Ba), 니켈(Ni), 아연(Zn), 구리(Cu)가 전이 가능하였다. 프탈레이트 분석 결과, 124개 제품 중 21개 제품이 함유되어 있는 것으로 확인되었다. 함유량 분석 결과 DBP, DEHP, DINP의 검출을 보인 제품을 대상으로 경구 전이량을 조사한 결과, 물놀이용품 2개 제품에서 DEHP 물질의 인체 전이가 일어날 수 있는 것으로 조사되었다. 경피 전이량 분석 결과 대부분의 제품에서 DEHP의 전이가 가능하였고 DBP는 2개, DINP 7개에서 경피 전이가 일어날 수 있는 것으로 조사되었다.

무전해 니켈도금방법을 이용한 EMI 복합분말제조에 관한 연구 (A study on Manufacture of EMI Composite Powder by the Electroless Ni Plating Method)

  • 정인;윤성렬;한승희;나재훈;김창욱
    • 한국재료학회지
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    • 제8권5호
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    • pp.444-449
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    • 1998
  • EMI 차폐재를 이용하여 전자파 장해를 극복하는 방법에는 금속판을 이용하는 방법과 플라스틱 표면에 전도층을 형성하는 방법, 전도성 충진제를 플라스틱에 혼입하는 방법이 대표적으로 사용되고 있으나 각각의 방법마다 장단점이 존재하기 때문에 많은 연구들의 목적은 전자 기기 본체의 무게를 증가시키지 않고 최대한 전자파 차폐 효율을 높이는 물질 개발에 목적을 두고 있다. 이러한 목적을 위하여 본 연구에서는 비중이 낮고 판상형인 운모 분체 펴면 위에 무전해 니켈 도금을 시행하므로써 전도성을 지니는 금속화운모를 제조하여, 이를 EMI차폐용 분체로서 사용하였다. 또한 이 EMI 차폐용 분체의 특성을 고찰 하였다. 미분체 운모 표면에 무전해 니켈막 금속화운모 미분체를 도료화하여 전자파 차폐 효과를 측정한 결과 최고 63dB를 나타내었다. 이 값은 구리 금속판을 이용한 전자파 차폐의 90dB에는 못 미치지만, 도포 횟수를 6회 이상 시행했을 경우 전자파 차폐 효과가 약 10dB 정도가 증가함을 알 수 있었고, 넓은 범위의 전자파 차폐 효과를 거둘 수 있는 특징이 있다.

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화장품과 중금속 (Heavy Metals and Cosmetics)

  • 김영소;정혜진;장이섭
    • 대한화장품학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.15-30
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    • 2002
  • 최근 화장품 사용인구의 증가와 안전성에 대한 관심 증대에 따라 화장품 중 유해성분 함유에 대한 논란이 종종 있어왔다. 화장품에 대한 전문적 지식이 없는 사람들에 의하여 진행된 잘못된 정보로 인하여 화장품 중에 포함된 모든 중금속이 인체에 심각한 영향을 초래한다는 등의 오해를 불러와 관련 업계에 적지 않은 피해를 주기도 하였다. 이에 본 자료에서는 구체적 근거자료와 연구 논문들을 기반으로 유해한 중금속, 안전하여 사용이 공인된 중금속 등을 조사하여 화장품에서의 중금속의 개념을 정립하고자 하였다. 국내에서는 식품의약품안전청 고시 제2000-27호에 화장품에 포함되었을 때 유해한 중금속으로 납, 비소 및 수은을 명시하고 그 규제농도를 규정하고 있다. 규제 중금속은 아니지만 피부에 알러지를 일으키는 중금속으로는 니켈이 있는데 화장품 중 몇몇 제품군에서 소량(수∼수십ppm) 이 검출되기도 한다. 그러나 이는 일상으로 사용하는 각종 귀금속, 시계, 안경테, 클립, 지퍼 등의 금속 용품에 포함된 니켈의 양(수∼수십%)에 비하여 매우 적은 양이며 정상적인 사람에게는 무해하다. 실제 대다수의 니켈 알러지는 화장품이 아닌 귀금속이나 시계 등의 금속류 제품 등에 의하여 유발된다. 또한 많은 종류의 중금속 화합물이 화장품 원료로 사용되고 있다. 전세계적으로 널리 사용되는 것으로 크롬, 망간, 비스머스, 구리, 철, 코발트, 티타늄, 아연 등의 화합물이 있으며 이들은 각종 화장품 공정서 및 원료집 등에 수재되어 사용되고 있다. 이들 중 코발트와 크롬이 피부에 유해하다는 몇몇 보고가 있지만, 이는 이들 원소의 수용성염형태의 특정 화합물인 cobalt chloride와 chromate 및 dichromate의 염에 관한 것으로 화장품에서 사용되는 불용성 산화물인 cobalt aluminum oxide, cobalt titanium oxide, cobalt blue, chromium oxde greens 및 chromium hydroide green 등, 국제적으로 널리 사용되는 안전한 중금속 화합물과는 그 특성 및 독성이 판이하게 다르다. 따라서 화장품에서는 매우 안전한 중금속 화합물만이 사용된다. 업계는 유해 중금속에 관해서는 규제에 입각한 엄격한 품질관리에 힘쓰고 중금속의 화학적 분자구조(수용성염 vs 불용성산화물)를 구별할 수 있는 분석방법 개발에 주력하여야 한다. 그리고 안전한 화장품을 사용하고자 하는 소비자의 욕구를 충족시키고 잘못된 인식과 보도로 인하여 안전한 화장품이 유해한 것으로 오도되는 것을 막아야 할 것이다.

Synthesis of High-Quality Monolayer Graphene on Copper foil by Chemical Vapor Deposition

  • 이수일;김유석;송우석;조주미;김성환;박종윤
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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    • pp.351-352
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    • 2011
  • 그래핀(Graphene)은 2차원 평면구조의 $sp^2$ 탄소 결합으로 이루어진 물질이다. 일반적으로 그래핀은 탄소 원자 한층 정도의 얇은 두께를 가지면서 강철의 100배 이상 높은 강도, 다이아몬드보다 2배 이상 뛰어난 열 전도성, 그리고 규소보다 100배 이상 빠른 전자이동도 등의 매우 우수한 특성을 지닌다. 그래핀을 합성하거나 얻는 방법에는, 기계적 박리법(Micro mechanical exfoliation), 산화흑연(graphite oxide)을 이용한 reduced graphene oxide(RGO)방법과 탄화 규소(SiC)를 이용한 epitaxial growth 방법 등이 있지만, 대 면적화가 어렵거나 구조적 결함이 큰 문제점이 있다. 반면, 탄화수소(hydrocarbon)를 탄소 공급원으로 하는 열화학 기상 증착법(Thermal chemical vapor deposition, TCVD)은 구조적 결함이 상대적으로 적으면서 대 면적화가 가능하다는 이점 때문에 최근 가장 많이 이용되고 있는 방법이다. TCVD를 이용, 니켈, 몰리브덴, 금, 코발트 등의 금속에서 그래핀 합성연구가 보고되었지만, 대부분 수 층(fewlayer)의 그래핀이 합성되었다. 하지만, 구리 촉매를 이용하는 것이 단층 그래핀 합성에 매우 효율적이라는 연구결과가 보고되었다. 구리의 경우, 낮은 탄소융해도(solubility of carbon) 때문에 표면에서 self limiting 과정을 통하여 단층 그래핀이 합성된다. 그러나 단층 그래핀 일지라도 면저항(sheet resistance)이 매우 높고, 이론적 계산값에 비해 전자이동도(electron mobility)가 낮게 측정된다. 이러한 원인은 구조적 결함에서 기인된 것으로써 산업으로의 응용을 어렵게 만들기 때문에 양질의 단층 그래핀 합성연구는 필수적이다[1,2]. 본 연구에서는 TCVD를 이용하여 구리 포일(25 ${\mu}m$, Alfa Aeser) 위에 메탄가스를 탄소공급원으로 하여 수소를 함께 주입하고, 메탄가스의 양과 합성시간, 열처리 시간을 조절하면서 균일한 단층 그래핀을 합성하였다. 합성된 그래핀을 $SiO_2$ (300 nm)기판위에 전사(transfer)후 라만 분광법(raman spectroscopy)과 광학 현미경(optical microscope)을 통하여 분석하였다. 그 결과, 열처리 시간이 증가할수록 촉매로 사용된 구리 포일의 grain size가 커짐을 확인하였으며, 구리 포일 위에 합성된 그래핀의 grain size는, 구리 포일의 grain size에 의존하여 커짐을 확인하였다. 또한 동일한 grain 내의 그래핀은 균일한 층으로 합성되었다. 이는 기계적 박리법, RGO 방법, epitaxial growth 방법으로 얻은 그래핀과 비교하여 매우 뛰어난 결정성을 지님이 확인되었다. 본 연구를 통하여 면적이 넓으면서도 결정성이 매우 뛰어난 양질의 단층 그래핀 합성 방법을 확립하였다.

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망간단괴 매트상 모의 침출용액으로부터 용매추출-전해채취 공정에 의한 구리의 회수 (Recovery of Copper from Synthetic Leaching Solution of Manganese Nodule Matte by Solvent Extraction-electrowinning Process)

  • 김현호;박경호;남철우;윤호성;김민석;김철주;박상운
    • 자원리싸이클링
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    • 제25권1호
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    • pp.60-67
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    • 2016
  • 망간단괴 매트상 침출액 조성으로 제조 된 모의 용액(Cu 10.5 g/L, Co 2.0 g/L, Ni 15.0 g/L, Fe 0.2 g/L)으로부터 용매추출-전해채취 연속공정을 통해 구리를 분리-회수하기 위하여 규모 확대용 용매추출장치인 6단 혼합-침강기(mixer-settler : 추출 4단, 탈거 2단)와 전해조를 이용하였다. 용매추출의 경우 추출제로는 40%(v/v)의 LIX 84I, 탈거용액은 전해폐액(Cu 35.0 g/L, $H_2SO_4$ 180 g/L)을 사용하였으며 추출단과 탈거단의 O/A 비는 각각 1/1과 1.5/1 이었다. 용매추출공정의 구리의 추출율과 탈거율은 각각 96.7%와 91.0%이었으며 탈거액(전해액)의 구리, 니켈, 코발트 그리고 철의 농도는 각각 50~51 g/L, 25 ppm, 5 ppm 그리고 3 ppm 이었다. 전해채취공정은 $1.50A/dm^2$의 전류밀도에서 98.9%의 전류효율을 나타내었으며, 99.833% 순도의 금속 구리를 얻었다.

한국산 주요 식용해조류의 미량금속 함량 및 안전성 평가 (Trace Metal Contents and Safety Evaluation of Major Edible Seaweeds from Korean Coast)

  • 목종수;박희연;김지회
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제34권9호
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    • pp.1464-1470
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    • 2005
  • 우리나라 연안에서 수집한 김(33점), 미역(88점), 다시마(12점), 파래(43점)등 총 176점의 주요 식용 해조류에 대한 미량금속의 함량을 조사한 결과, 아연, 망간, 구리 순으로 우리 체내에서 없어서는 안되는 필수성분들의 함량이 높았으며, 다음으로 크롬, 니켈, 납, 카드뮴, 수은 순이었다. 김에서는 카드뮴과 아연이, 그리고 파래에서는 크롬, 니켈 및 납이 가장 높게 검출되었고, 다시마에서는 수은이 가장 높게 검출되는 경향을 나타내었다. 카드뮴과 아연의 농축계수는 김에서 각각 약 12,000 및 14,000으로 가장 높게 나타났으며 크롬과 납은 파래 에서 각각 약 23,000 및 약 2,500으로 가장 많이 농축되었다. 또한, 구리는 김과 파래에서 약 5,500으로 많이 농축되었다. 다시마에서는 망간과 납 사이에 다른 식용해조류와는 달리 특이적으로 높은 상관관계를 나타내었으며, 금속간의 상관관계도 같은 갈조류인 미역, 그리고 녹조류인 파래와 전혀 다른 경향을 나타내었다. 김, 미역, 파래에서는 니첼-망간, 니켈-크롬 및 망간-크롬간에는 높은 상관관계를 나타내어 다른 금속들과 뚜렷한 차이를 보였으며, 특히 크롬-니켈은 높은 상관관계를 나타내었다. 우리나라 국민의 식용해조류를 통한 수은의 1일 섭취량은 평균 $0.03{\mu}g$이었으며, 이는 PTWI($5{\mu}g/kg$ body weight/week)의 $0.07\%$ 수준이었다. 또한, 카드뮴의 1일 섭취량은 평균 $2.15{\mu}g$이었으며, 이는 PTWI(7${\mu}g/kg$ body weight/week)의 $3.57\%$ 수준이었다. 납의 1일 섭취량은 평균 $2.65{\mu}g$이었으며, 이는 PTWI($25{\mu}g/kg$ body weight/week)의 $1.20\%$ 수준이었다. 따라서 우리국민이 해조류를 통해 일주일에 섭취하는 수은, 납, 카드뮴등의 함량은 PTWI의 $0.07{\~}3.57\%$에 해당되며, 유해중금속 함량은 매우 안전한 수준인 것으로 판단된다. 우리나라 국민은 해조류 통한 구리, 아연, 망간, 크롬의 섭취량은 영양소 기준치의 각각 1.35, 0.89, 4.28, $9.18\%$ 수준이었다.

한국에서 유통 중인 산화형 염모제의 중금속 농도에 관한 연구 (A Study on Heavy Metal Concentrations of Oxidized Hair Coloring Products in Korea Market)

  • 최채만;홍미선;이윤정;김화순;김현정;김정헌;채영주
    • 대한화장품학회지
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    • 제39권3호
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    • pp.241-249
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    • 2013
  • 2012년 1월에서 10월 사이에 전국에서 유통 중인 산화형 염모제(1제) 125개 제품에서 납(Pb), 비소(As), 카드뮴(Cd), 크롬(Cr), 망간(Mn), 니켈(Ni), 구리(Cu)의 농도 측정과 국산, 수입산 및 헤나별, 성상별, 색상별로 비교해 봄으로써 이에 관련된 분야의 기초자료를 제공하고자 본 연구를 시행하였다. 분석된 전체 염모제의 평균 중금속 농도는 납 0.211 ${\mu}g/g$, 비소 0.051 ${\mu}g/g$, 카드뮴 0.008 ${\mu}g/g$, 크롬 0.954 ${\mu}g/g$, 망간 6.250 ${\mu}g/g$, 니켈 0.591 ${\mu}g/g$, 구리 0.544 ${\mu}g/g$으로 측정되었으며 납, 비소의 경우 우리나라 화장품 안전기준 등에 관한 규정에서 허용기준인 납 20 ${\mu}g/g$, 비소 10 ${\mu}g/g$보다 낮은 수치이다(식품의약품안전처 고시 제2013-24 호). 또한 헤나 염모제는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p < 0.05), 납 1.264 ${\mu}g/g$, 비소 0.267 ${\mu}g/g$, 카드뮴 0.025 ${\mu}g/g$, 크롬 4.055 ${\mu}g/g$, 망간 72.044 ${\mu}g/g$, 니켈 3.076 ${\mu}g/g$, 구리 4.640 ${\mu}g/g$으로 국산 및 수입 염모제보다 높았다. 염모제의 성상별 중금속 농도는 통계적으로 유의한 차이를 보였으며(p < 0.05), 크림과 액체 타입에서 크롬이 각각 0.708 ${\mu}g/g$, 0.478 ${\mu}g/g$로 가장 높았고, 분말타입에서는 망간이 60.041 ${\mu}g/g$로 높았다. 염모제의 색상별 중금속 농도는 통계적으로 유의한 차이를 보이지 않았으며, 노란색의 경우 납, 크롬이 높은 평균 농도를 보였고, 적색과 분홍색의 염모제는 크롬, 갈색과 흑색은 망간이, 녹색은 니켈이 높은 평균 농도를 나타내었다.

폐 이차전지 리사이클링을 위한 건식공정 생성물 분석 (Analysis of Dry Process Products for Recycling of Spent Secondary Batteries)

  • 김진한;김용철;오승교;전종기
    • 청정기술
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    • 제27권2호
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    • pp.139-145
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    • 2021
  • 본 연구의 목적은 건식 공정을 통해 폐전지에서 금속을 회수하는 것이다. 특히, 열처리 온도를 변수로 하여 공정 중에 발생되는 액상 및 기상상태의 생성물과 공정 후에 회수되는 고상상태의 생성물에 대하여 정성 및 정량적으로 분석하여 비교하였다. 폐전지의 커버를 제거한 후, NaCl 용액에 존치하여 방전시켰다. 폐전지를 파쇄과정을 통하여 가루형태로 만들어서 산소 분위기의 튜브 전기로에서 폐전지의 용융실험을 수행하였다. 리튬이온 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 고체상태 생성물의 회수율은 80.1 wt%이었고, 주성분은 27.2 wt%의 코발트이었으며 그 외 리튬, 구리, 알루미늄 등이 미량 존재하였다. 니켈-수소 폐전지는 반응온도 850 ℃에서 회수율이 99.2 wt%로 건식공정으로부터 손실되는 금속이 거의 없었으며 약 37.6 wt%의 니켈이 주성분이었다. 그 외, 철을 포함하여 여러 금속을 가지고 있다. 니켈-카드뮴 폐전지는 온도가 증가할수록 카드뮴이 기화되면서 회수율이 65.4 wt%까지 낮아진다. 반응온도 1050 ℃에서 회수된 고체상태의 주 금속성분은 41 wt%의 니켈과 12.9 wt%의 카드뮴이었다. 또한 니켈-카드뮴 폐전지는 다른 이차 폐전지로부터 검출되지 않은 벤젠과 톨루엔 성분이 기체상태의 생성물에서 검출되었다. 본 연구 결과는 폐 이차전지의 건식 리사이클링 공정 연구에 기초 자료로서 활용 가능하다.

도심인공호 퇴적물의 총중금속, 용존중금속, 생물이용성 중금속의 연관성 규명 (Examining the Interrelation of Total, Soluble, and Bioavailable Metals in the Sediments of Urban Artificial Lakes)

  • 백용욱;안윤주
    • 생태와환경
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    • 제41권1호
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    • pp.66-72
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    • 2008
  • 대도시의 기본 생활수준 향상을 위해 건립된 인공호는 지역적 환경요인에 의한 퇴적물 중금속 오염이 우려된다. 본 연구의 퇴적물 조사대상인 도심의 소형인공호들은 저수용량이 적고, 체류시간이 길며, 도시대기오염으로 인한 침적물낙하와 함께 호수에 유입될 수 있는 중금속이 최종적으로 퇴적물에 축적된다. 본 연구에서는 도시지역에 조성된 인공호를 대상으로 퇴적물매체에 축적된 총중금속, 용존중금속, 그리고 생물이용성 중금속의 상호연관성을 규명하고자 시도하였다. 생물이용량은 약전해질추출법(Weak-Electrolyte Extraction, WEE)에 의해 측정하였다. 도심인공호 전체 조사지역에 대한 퇴적물의 총중금속 검출빈도는 아연, 구리, 크롬, 니켈, 비소, 카드뮴 순으로 확인되었고, 총량에 대한 검출은 아연이 가장 높은 수치를 나타내었다. 총중금속에 대한 생물이용성 중금속의 비율은 중금속별, 측정지역별로 매우 상이하였으며 전반적으로 중금속의 생물이용성은 구리 (Cu)가 높은 것으로 나타났다. 높은 생물이용성을 나타낸 구리의 경우 기존독성연구 결과와 비교한 결과 높은 생태독성을 나타내고 있어 본 연구에서 예측한 현상을 지지하고 있으나, 차후 생물검정법(Bioassay)을 통한 검증이 필요할 것으로 사료된다.