• 제목/요약/키워드: 수소전달반응

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광합성 박테리아를 이용한 고성능 수소 생산 고정화 생물반응기의 개발(II) :고정층 반응기와 연속 교반탱크 반응기에서의 수소 생산성 및 물질전달 저항 비교 (Development of Bioreactors for Hydrogen-Producing Immobilized Photosynthetic Bacteria(II) : Evaluation of Immobilized Bioreactor for Hydrogen Productivity and Mass Transfer Resistance)

  • 선용호;한정우
    • KSBB Journal
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    • 제8권3호
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    • pp.256-265
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    • 1993
  • 본 연구는 광합성 미생물 R. rubrum KS-301을 이용한 연속 반응기인 고정층 반응기와 연속 교반탱크 반응기에서 실험을 수행하여 도입 포도당 농도, 희석속도에 대한 수소 생산성과 고정화 담체에 의해서 형성되는 내부, 외부 및 총괄 물질전달 저항, 반응 속도식 변수 등을 평가한 후 비교하였다. 고정층 반응기에서의 겉보기 $K_m$은 희석속도의 증가에 따라 감소하며, 연속 교반탱크 반응기의 경우는 희석속도 $0.4h^{-1}$ 이상에서는 거의 일정한 값을 나타내었다. 고정층 반응기에서의 수소 생산성과 물질전달 실험결과는 연속 교반탱크 반응기에서와 비슷한 경향을 보이나 두 반응기를 비교하면 수소 생산성과 외부 효율인자는 교반탱크 반응기일 때가 크고, 내부 효율인자는 고정층 반응기일 때가 컸다. 그러나 총괄 효율인자는 두 반응기가 도입 포도당 농도에 따라서는 비슷한 수치를 나타내었다.

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SBA-15 실리카에 고정화된 ruthenium 촉매를 사용한 Microwave하에서의 비대칭 수소 전달반응 (Microwave-mediated Asymmetric Hydrogen Transfer by SBA-15-supported Ruthenium Catalyst)

  • 진명종;전인철
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권4호
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    • pp.752-755
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    • 2008
  • 메조포러스 SBA-15 silica와 (1R,2R)-N-(trimethoxysilylpropyl-N-sulfonyl)-1,2-cyclohaxanediamine 또는 (1R,2R)-N-(trimethoxysilylpropyl-N-sulfonyl)-1,2-diphenylethylenediamine과의반응을통하여 메조포러스 silica SBA-15-supported TsCHDA와 TsDPEN가 각각 제조되어졌다. SBA-15-supported TsCHDA로부터 얻어진 ruthenium complex들은 microwave하에서의 케톤의 비대칭 수소 전달반응에서 우수한 촉매능과 만족할 만한 거울상 입체선택도를 주었다. 이불균일상 SBA-15-supported ruthenium 촉매는 사용이 용이하게 안정할 뿐 만 아니라, 재사용 할 수 있었다. 비대칭 수소전달반응을 위한 microwave를 사용한 효율적인 공정이 개발되었다.

RF 안테나 주파수에 따른 유도결합형 수소 플라즈마 이온원의 수소 이온 밀도 분율 변화 연구

  • 허성렬;김곤호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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    • pp.133-133
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    • 2010
  • 중성입자빔 입사장치(neutral beam injection, NBI)의 중성빔 에너지 효율은 이온원의 수소 이온밀도 분율이 결정한다. 이온원에서 만들어진 $H^+$, $H_2^+$ 그리고 ${H_3}^+$는 중성화 과정(neutralization) 중 해리(dissociation) 때문에 각각 입사 에너지의 1, 1/2 그리고 1/3을 가진 중성입자가 된다. 중성빔 에너지 효율 제고하기 위해서는 이온원의 전체 이온 중 단원자 수소 이온 밀도 증가가 필요하다. 유도결합형 수소 플라즈마 이온원에서 RF 안테나 주파수에 따른 플라즈마 밀도와 단원자 수소 이온 밀도 비율 변화를 관찰하였다. RF 플라즈마에서 가스 압력이 결정하는 전자의 운동량 전달 충돌 주파수 대비 높은 RF 안테나 주파수(13.56 MHz)와 낮은 RF 안테나 주파수(수백 kHz)의 전력을 인가하였으며, Langmuir 탐침, 안테나 V-I 측정기 그리고 QMS(quadrupole mass spectrometer)을 이용하여 플라즈마 특성을 진단하였다. 플라즈마 밀도와 수소 이온 밀도 분율은 플라즈마 가열 메커니즘과 수소 플라즈마 내 반응 메커니즘에 의해 결정된다. 플라즈마 가열 메커니즘에 따른 실험 결과에 대한 RF 안테나 주파수 효과는 플라즈마 트랜스포머 회로 모델을 통해 해석하였으며, 수소 플라즈마 내 반응은 0-D 정상 상태의 입자 및 전력 평형 방정식 결과로 해석하였다.

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팔라디움 전극에서의 전기화학적 수소산화반응 (Electrochemical Oxidation of Hydrogen at Palladium Electrode)

  • 오미혜;백지홈;조병원;윤경석;민병철;주재백;손태원
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.45-54
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    • 1996
  • PdOx 전극, Pd전극에서의 전기화학적 수소산화반응 특성을 30% KOH용액에서 온도와 수소농도를 변화시키면서 조사하였다. PdOx전극에서는 -0.8~-0.5V(vs. Hg/HgO)에서 전극 표면에 흡착된 수소의 산화반응이 주로 나타났고, Pd전극에서는 전극 표면에 흡착된 수소의 산화반응 뿐만 아니라 -0.5~0.0V(vs. Hg/HgO)에서 Pd과 수소가 직접 반응하여 형성된 금속수소화물이 산화되는 반응이 나타냈다. 두 전극 모두 수소농도의 증가에 따라 전하전달저항은 감소하였고, 교환전류는 증가하였다. PdOx 전극과 Pd전극의 경우 전달계수는 각각 0.78과 0.72로 Pd전극에서의 반응성이 우수하였다. 활성화에너지는 과전압이 증가할때 감소하였으며 PdOx 전극인 경우 23.9~20.3 KJ/mole, Pd전극인 경우 7.2~3.0KJ/mole로 나타났다.

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Development of Metal Hydride Heat Pump

  • Park, Chan-Kyo;Cho, Tae-Hwan;Suda, Seijirau
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제7권1호
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    • pp.93-110
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    • 1996
  • 금속수소화물은 열에너지 및 수소저장 또는 에너지변환장치 등에 많은 응용이 기대되고 있다. 특히 금속수소화물을 이용한 최근의 에너지 변환기술은 기술적으로 뿐만 아니라 경제성면에서도 그 가능성이 한층 높아지고 있다. 본문에서는 이와 같은 열변환장치의 하나인 열펌프의 제작에 필요한 동적특성을 P-C-T, 열 및 물질전달, 흡 탈착반응속도 그리고 성능 등의 관계에서 그 발전과정을 살펴보고, 그밖에 실용화에 따른 문제성도 논의하였다.

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수소원자 전달반응에 관한 이론적 연구 (제 3 보) (Theoretical Studies on the Hydrogen Atom Transfer Reaction (III))

  • 이익춘;송창현;박병서
    • 대한화학회지
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    • 제30권2호
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    • pp.166-171
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    • 1986
  • 반경험적 분자궤도함수법인 MINDO/3방법을 사용하여 수소원자 전달반응인$ RNH_2+CH_3{\to} RNH+CH_4$(여기서 R=H, $CH_3$)에 관해 연구하였다. 그결과 $CH_3$$NH_3$간에 안정한 착물의 존재가 예상되었다. 또한 이들 반응들에 대한 활성화엔트로피를 포함해서 활성화파라메타를 결정하였으며 그 결과 절대엔트로피와 활성화 엔트로피의 경우에 비교가 가능한 곳에는 ab initio 및 실험결과와 잘 일치하였다.

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차세대 바이오디젤 생산을 위한 HDO 반응용 Ce-$ZrO_2$에 담지된 Ni 촉매 합성 (Synthesis of Ni supported on Ce-$ZrO_2$ for HDO Reaction to Produce New Generation Bio-diesel)

  • 정대운;엄익환;김기선;고창현;노현석
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.527-527
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    • 2009
  • 1세대 바이오디젤인 fatty acid methyl ester(FAME)의 문제점을 극복하기 위하여 많은 연구가 진행 중 이다. 소위 차세대 바이오디젤은 triglyceride의 산소 화합물을 제거하여 정유 공정을 통해 생산된 디젤과 동일한 특성을 지닌 탄화수소로 전환시킨 오일이다. 이를 위하여 수소를 첨가하여 산소를 제거 시키는 Hydrodeoxygenation(HDO) 반응이 필요하다. 고온($300-400^{\circ}C$), 고압(50-100 bar)의 혹독한 조건에서 높은 수율과 안정성을 보이는 촉매 개발이 필요하다. 이를 위하여 반응물중의 산소를 효과적으로 제거하기 위하여 산소 전달능이 뛰어난 $CeO_2$ 담체에 열안정성을 높이는 $ZrO_2$를 조합한 $Ce-ZrO_2$ 담체를 선정하였으며 수소첨가 탈산소 반응에 활성을 나타낼 것으로 예상되는 니켈을 활성성분으로 선정하였다. 본 연구에서는 15%Ni-$Ce_{(1-x)}Zr_{(x)}O_2$ ($0{\leq}x{\leq}1$)촉매를 공침법(co-precipitation)으로 제조하였으며 $500^{\circ}C$에서 소성하였다. 촉매 특성분석은 XRD, BET, H2-TPR을 이용하였다.

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수소저장합금 반응용기에서 수소 흡.탈장과정에서의 열 및 물질전달 특성에 관한 실험적인 연구 (An Experimental Study of Heat and Mass Transfer During Absorption and Desorption Processes in a Hydride Material Bed)

  • 박찬우;강병하;이춘식
    • 대한기계학회논문집
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    • 제19권1호
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    • pp.202-211
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    • 1995
  • Heat and hydrogen transfer characteristics have been experimentally investigated for a hydride reaction bed, in which hydride material LaN $i_{4,7}$A $l_{0.3}$ is contained for hydrogen storage. This problem is of particular interest in the design of metal hydride devices such as metal-hydride refrigerators, heat pumps, or metal-hydride storage units. Transient behavior of hydrogen transfer through the hydride materials as well as heat transfer is studied during absorption and desorption processes in detail. The experimental results obtained indicate that the mass flow of the hydrogen is strongly affected by the governing parameters, such as the initial pressure of the reaction bed, absorption or desorption period, and cooling or heating temperature. These mass transfer results are along with the heat transfer rate between hydride materials and heat transfer medium in the reaction bed.d.d.

Pd/C촉매하 파라니트로아닐린 수소첨가에 의한 고순도 파라페닐렌디아민의 합성공정 (Synthesis of High Purity p-Phenylenediamine from p-Nitroaniline by Catalytic Hydrogenation)

  • 조철군;정광보
    • 공업화학
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    • 제10권8호
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    • pp.1210-1215
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    • 1999
  • Pd/C촉매가 부유되어 있는 3상 슬러리 반응기에서 원료 p-nitroaniline(PNA)를 수소 첨가시켜 고순도의 p-phenylenediamine(PPD)를 합성하는 최적 반응조건을 구하였다. 수소첨가 반응시 활성점에서 수소부족을 줄이고 불순물의 생성을 감소시킬 수 있도록, 기체-액체, 액체-촉매사이의 물질전달 저항을 최소화하고 표면반응속도가 율속할 수 있게 반응조건을 설정하였다. 이 반응조건은 온도 $60^{\circ}C$, 압력 60~70 psig, 촉매농도 1~2 g-cat/L일 때가 최적이었으며, 반응속도는 PNA 농도에 0차, 수소 반응압력에 1차를 각각 보여주었으며, 총괄반응속도식은 $R_A=6.44{\times}10^6{\cdot}H{\cdot}P{\cdot}m{\cdot}$exp(-4659/T)로 나타났다.

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