• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2010년도 제35회 추계학술대회논문집
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• pp.294-299
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• 2010

본 연구의 목적은 열안정성을 향상시키는 첨가제 (열안정제)를 이용하여 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP, $C_{10}H_{16}$)의 열안정성을 향상시키는 것이다. 실험은 반응 진행 중 미량의 시료 추출이 가능한 회분식 반응기에서 수행되었다. 추출한 시료를 gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)를 이용해 성분 분석하여 첨가제 성능-exo-THDCP의 열분해성-을 확인하고, 반응시간에 따른 exo-THDCP의 분해생성물의 성분 및 조성 변화를 통해 첨가제의 작용 메커니즘을 규명하였다. 열안정제로써 수소공여체를 사용하여 실험한 결과 1,2,3,4-tetrahydroquinoline (THQ), benzyl alcohol (BnOH) 등을 첨가하였을 때 exo-THDCP의 열안정성이 향상되었다. 이러한 수소공여체 물질들은 개시반응이 진행된 exo-THDCP 라디칼에 수소원자 (hydrogen radical)를 제공함으로 라디칼의 반응성을 완화시켜 1차 생성물의 활성을 감소시키어 2차생성물질인 $C_{11}$ 이상 생성물의 발생을 감소시키는 것으로 밝혀졌다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.536-540
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• 2020

고분자연료전지(PEMFC) 고분자막의 지지체는 기계적 내구성 향상에 핵심적인 역할을 한다. 지지체로 사용하는 e-PTFE는 화학적으로 안정하여 PEMFC 구동과정에서 전기화학적인 열화에 대해서는 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 e-PTFE가 Fenton 반응과정에서 발생한 라디칼과 과산화수소에 화학적으로 안정한지 검토하였다. Fenton 반응 과정에서 e-PTFE의 주사슬이 끊어져 지지체의 화학적 구조와 형태 변화가 발생하였고, 그에 따라 인장 강도가 감소하였다. 실제 PEMFC 구동과정에서 고분자막 이오노머의 전기화학적 열화는 라디칼과 과산화수소에 의해서 고분자막 내부에서 발생하므로, e-PTFE 지지체의 셀 내에서 전기화학적 열화도 발생할 수 있음을 본 연구 결과가 보였다.

• 한국산업정보학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.9-16
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• 2019

오늘날 세계 에너지 시장에서는 친환경 에너지의 중요성이 대두되고 있다. 수소 에너지는 미래의 청정에너지원이며 무공해 에너지원 중 하나이다. 특히 수소를 이용한 연료전지 방식은 재생에너지의 유연성을 높여주고 장기간 에너지 저장 및 변환이 가능해서 화석 자원의 사용에 따른 환경문제와 자원의 고갈로 인한 에너지 문제를 동시에 해결할 수 있는 방안으로 판단된다. 본 연구의 목적은 플라즈마를 이용하여 효율적으로 수소를 생산하는 방안으로, 온도에 따른 개질반응과 수율을 확인하여 DME(Di Methyl Ether)개질의 최적화 방안을 연구하는데 있다. 연구 방법은 2.45 GHz의 전자파플라즈마 토치를 사용하여 청정 연료인 DME를 개질하여 수소를 생산하고, 저온 조건($T3=1100^{\circ}C$), 저온 과산소 조건($T3=1100^{\circ}C$), 고온 조건($T3=1376^{\circ}C$)에서 가스화 분석을 진행하였다. 저온 가스화 분석을 통해 $1100^{\circ}C$ 근처에서는 불안정한 개질 반응으로 인해 메탄이 발생하는 현상을 확인하였고, 저온 과산소 가스화 분석은 저온 가스화 분석과 비교하였을 때 수소는 적으나 이산화탄소는 많은 것을 확인할 수 있었다. 고온에서의 가스화 분석을 통해 $1200^{\circ}C$ 이상에서는 메탄이 발생하지 않았고 약 $1150^{\circ}C$ 부터 메탄이 발생하는 것을 알 수 있었다. 결론적으로 개질반응시 온도가 높을수록 수소의 비율이 높아지나 CO 비율은 증가하는 것을 볼 수 있었다. 그러나, 가스화기의 구조적인 문제로 인해 열손실과 개질의 문제가 발생함을 확인하였다. 향후 연구의 발전 방향으로는, 가스화기 개선을 통해 불완전한 연소를 줄여 높은 수율의 수소를 얻고 일산화탄소, 메탄과 같은 기체의 발생을 낮출 필요성이 있는 것으로 판단된다. 본 연구에서 제안하는 DME를 수증기 플라즈마 개질하여 수소를 생산하는 최적화 방안이, 향후 친환경, 신재생 에너지를 생산하는데 의미있는 기여를 할 수 있을 것으로 기대한다.

• 청정기술
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• 제17권1호
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• pp.69-77
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• 2011

[ $CO_2$ ]원천 분리 수소제조 반응시스템은 금속 산화물의 산화/환원 반응을 이용하여 기존의 수증기-메탄 개질 반응을 3단계의 반응시스템으로 분리함으로써 메탄 연소 시 발생되는 $CO_2$를 원천적으로 분리함과 동시에 고순도 수소를 별도의 후단 공정없이 직접 생산해 내는 신 개념의 수소 생산 기술이다. 반응 시스템은 크게 연료(즉, $CH_4$)가 공급되는 연료반응기(FR: Fuel Reactor), 수증기가 공급되는 수증기반응기(SR: Steam Reactor) 및 공기가 공급되는 공기반응기(AR: Air Reactor)로 구성되며, 다른 반응기와 비교하여 반응 매체의 전환율과 선택도를 높이기 위하여 긴 체류 시간을 확보할 수 있는 두 개의 이동 층(FR, SR)으로 구성되었다. 본 연구에서는 200 L/h의 수소를 생산할 수 있는 매체 순환식 이동층 반응기 제작을 목적으로 수소발열량 기준 0.55kW급 이동 층 반응기의 개념 설계 및 cold model을 설계 제작하고 주요 운전 변수에 따른 수력학적 특성을 결정하였다. 개념 설계 결과 원하는 매체 전환율을 얻기 위해 필요한 고체 순환속도범위($20{\sim}100kg/m^2s$)를 결정하였다. Cold-model 실험 결과, loop-seal의 유속이 증가함에 따라 고체 순환 속도가 증가하였으며 이를 통하여 고체 순환속도 조절이 가능하였다. 반응시스템의 안정적인 조업을 위해서는 이동층(FR, SR) 조업 조건을 최소 유동화 속도 부근으로 유지하는 것이 좋은 것으로 나타났다. 이동층 내 고체 체류 량은 기상유속 및 고체 순환 속도 종가에 따라 감소하였다. 본 연구를 통하여 조업조건에서 개념 설계에서 원하는 고체 순환 속도 및 흐름 특성을 얻을 수 있음을 확인하였다.

• 한국전산유체공학회지
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• 제9권1호
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• pp.25-33
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• 2004

Flame onset and propagation within hydrogen premixed gas mixture are numerically investigated in an rectangular enclosure. A detailed chemistry for hydrogen reaction is applied to anticipate the thermochemical behavior of intermediate species appropriately. To facilitate computation, 10 species and 16 elementary reaction steps for hydrogen combustion are taken into account. On the basis of 30％ of hydrogen concentration in hydrogen-air mixture, the effects of position and quantity of ignition sources on the flame evolution are analyzed. From the simulation results, the methods to decrease the potential hazard caused by the flame propagation are suggested.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2013년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.46-47
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• 2013

다이아몬드와 같은 $sp^3$ 결합을 가지며, 다이아몬드 다음으로 경도가 강한 입방정 질화붕소(cBN)는 철계금속가공에의 적합성 및 낮은 증착온도로 인하여 표면 코팅소재로의 응용이 크게 기대되어 왔다. 그러나 증착시 cBN 상의 핵생성 이전에 필연적으로 증착되는 비정질 질화붕소(aBN) 및 육방정 질화붕소(hBN) 층의 대기 하에서의 불안정성 그리고 cBN 상의 증착에 수반되는 높은 압축 잔류응력으로 인해 모재와의 밀착력이 낮아지는 문제점 등으로 인해 응용이 크게 제한되어져 왔다. 본 발표에서는 아르곤(Ar)과 질소($N_2$)를 반응가스로 이용하여 스퍼터링법으로 증착한 질화붕소에서 발생하는 높은 잔류응력의 원인과 이를 낮추기 위해 반응가스에 첨가한 수소의 효과에 대해서 상세히 고찰해 보고자 한다.

• 대한의생명과학회지
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• 제4권2호
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• pp.103-112
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• 1998

과산화 효소와 포도당 산화효소의 효소반응을 이용하여 혈액 중 당을 측정하는 혈당 측정 용 스트립을 개발하였다. 멤브레인에 포도당 산화효소와 과산화 효소, 색원체를 건조처리하면 혈당이 멤브레인에 처리된 포도당 산화효소와 즉각 반응하여 과산화 수소를 발생하고 발생된 과산화 수소가 과산화 효소와 반응하여 착색물을 형성한다. 제조된 스트립은 혈액과 접촉하면 반응시간 2∼3분 이내에 0∼800mg/d1의 혈당에 대하여 농도에 따라 연 녹, 청 녹, 짙은 청색을 나타내며 이때 민감도는 40 mg/dl이었다. 육안용 혈당 스트립을 이용하여 정상을 포함한 당뇨 환자의 혈당 농도를 측정한 결과 Ames사와 BM사에서 시판하고 있는 제품과 유사한 결과를 얻을 수 있었다. 본 연구에서 개발된 스트립이 자동 분석기기의 재료로 활용될 수 있는지 여부를 알아보기 위하여 분광 비색계로 발색 반응의 최적 파장을 분석하고 최적 파장에서 각 혈당 농도별 반사 밀도를 측정하여 검정선을 얻었다. 이 검정선에 의해 임상 혈청시료의 혈당 농도를 측정한 결과 일본의 Kyoto Daiichi사의 혈액 분석시스템과 유사한 결과를 얻었다. 이로서 본 연구에서 개발한 혈당 스트립을 이용하여 혈액 중 혈당량을 육안으로 측정할 수 있음은 물론 자동 분석기기의 기본 시료로 이용될 수 있음을 확인할 수 있었다.

• KSBB Journal
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• 제18권2호
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• pp.111-116
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• 2003

하수 소화 슬러지에 pH제어를 통해 메탄발생 박테리아의 활성을 저하시키는 방법으로 수소발생에 관한 실험을 실시하였다. 반응조는 2 L 운전용적으로 혐기상태로 운전하였으며 37$\pm$1$^{\circ}C$로 항온 유지하였다. pH제어는 IN NaOH를 간헐적으로 주입하였으며 연속적인 운전조작은 가스발생이 나타난 후부터 시작하였다. 슬러지의 유실을 방지하는 방법으로 PVA계 친수성 재질의 담체를 사용한 결과 PVA담체는 혐기성 미생물의 성장 시 최적의 환경을 제공하고 기질과 미생물간의 물질전달이 우수한 담체임을 확인할 수 있었다 한편 슬러지에 유무기 복합 고분자를 투입하는 방법으로 입상화 슬러지를 제조시켜 반응조에 투입하였을 때 밀도를 가진 슬러지는 고농도의 미생물유지가 가능하였다고 판단된다. 입상화 슬러지는 초기의 전형적인 혐기성색깔인 검정색에서 회색으로 변화하였으며 입경분포는 1.5~2.0 mm 정도이었다. 최대 바이오가스 생산량은 380 ml/L/hr였으며 수소가스조성은 50%에 달하였다. 입상화 슬러지는 슬러지의 유실을 방지함으로써 고농도의 미생물 유지가 가능하다고 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.64-70
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• 2023

급격한 온실가스 배출량 증가로 인해 지구 온난화가 심화되고 있다. 이로 인해 탄소중립의 필요성과 이행이 더욱 절실해졌다. 이를 위해 여러 가지 신재생에너지 중 수소에 대한 관심이 부각되고 있다. 수소는 지구 상에 풍부한 자원이며 무탄소 전원으로 친환경적이다. 궁극적으로 물의 전기분해에 의해 친환경 수소를 얻을 수 있다. 하지만 산소 발생 반응에 사용되는 촉매는 고가이며 희귀하고 촉매의 내구성에 문제가 있어 어려움을 겪고 있기 때문에 비귀금속 촉매의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 최근 발표된 산소 발생 촉매 중 비귀금속 촉매인 Co와 Mo 기반의 촉매를 정리, 요약하여 소개하고 있다. 이를 통해 비귀금속 촉매의 활성과 내구성을 증가시키기 위한 촉매의 특성 설계를 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• 한국대기환경학회:학술대회논문집
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• 한국대기환경학회 2000년도 추계학술대회 논문집
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• pp.183-184
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• 2000

종합적인 오존대책을 구축하기 위해서는 광화학 옥시단트의 생성물리ㆍ화학과정 및 생물기원(자연발생원) 탄화수소의 영향을 고려한 3차원 광화학반응 모델의 구축이 가장 절실하다. 특히, 광화학 옥시단트는 국지적인 순환(해륙풍)및 혼합층에 의해 지배되기 때문에 지형을 고려한 3차원 기상장 수치모델(도시규모)과 광화학을 포함한 농도장(광화학반응 모델) 모델에 의한 대상지역의 시간적, 공간적인 오존농도 분포를 재현할 수 있는 모델 개발이 필요하다. (중략)