• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.11
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• pp.5357-5364
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• 2011

The objective of this study is development of carbon recycle technology which convert carbon dioxide captured from flue gas to carbon monoxide or carbon and reuse in industrial fields. Since carbon dioxide is very stable and difficult to decompose, metal oxide was used as activation agent for the decomposition of carbon dioxide at low temperature. Metal oxides which convert $CO_2$ to CO or carbon were prepared using Ba-ferrite by solid and hydrothermal synthesis. TPR/TPO and TGA were used in this study. The results of TPR by H2 and TPO by $CO_2$ showed that Ba-ferrite powders synthesized by hydrothermal method were better than those by solid method. TGA showed contrary results that reduction of Ba-ferrite powders synthesized using solid method by $H_2$ was 21.96 wt%, oxidation by $CO_2$ was 21.24 wt% and 96.72 wt% of $CO_2$ decomposition efficiency showing excellent oxidation-reduction characteristics at $500^{\circ}C$.

• Composites Research
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• v.24 no.5
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• pp.23-28
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• 2011

In this paper, the bonding strengths of co-cured T800 carbon/epoxy composite-aluminum single lap joints with and without additional pressures were investigated using the pressure information induced by the fiber tension during a filament winding process. The specimens of all the tests were fabricated by an autoclave vacuum bag de-gassing molding being controlled forming pressures (absolute pressures of 0.1MPa, 0.3MPa and 0.7MPa including vacuum). A special device which can act uniform additional pressures on the joining part of the single lap joint specimen was designed to measure the bonding strengths of composite-aluminum liners of type III hydrogen pressure vessel fabricated by a filament winding process. After the three different additional pressures (absolute pressures of 0.1MPa, 0.3MPa and 0.7MPa) were applied to the specimens the effect of the additional pressures on the bonding strengths of the co-cured single-lap joints were evaluated.

• Analytical Science and Technology
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• v.14 no.4
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• pp.317-323
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• 2001

Dissolution procedures of Monsanto catalyst which has been used to produce acrylronitrile by ammoxidation of propylene have been studied. Optimum dissolution condition of the catalyst supported on silica was obtained by microwave digestion system with mixed of HCl, HF and $H_2O_2$. When a safety device was activated by increased pressure in microwave vessel, Bi, Fe, Mo, Sb and U were not volatilized even though silica was volatilized as $SiF_4$. Quantification results by this method were $SiO_2$ $50.5{\pm}0.4%$, $Sb_2O_3$ $29.6{\pm}0.6%$, $UO_2$ $10.2{\pm}0.1%$, $Fe_2O_3$ $6.1{\pm}0.1%$, $MoO_3$ $0.73{\pm}0.01%$ and $Bi_2O_3$ $0.49{\pm}0.01%$ by ICP-AES and the relative error was within ${\pm}10%$ except bismuth.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.6
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• pp.1008-1014
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• 2012

The amount of domestic carbon dioxide emissions is more than 600 million tons/year. The emitted $CO_2$ should be captured and stored, however, suitable storage sites have not been found yet. A lot of researches on the conversion of captured carbon dioxide to useful carbon source have been conducted. The purpose of this study is to convert stable carbon dioxide to useful resources using less energy. For this purpose reducing gas and metallic oxide (activator) are required. Hydrogen was used as reducing gas and cobalt ferrite was used as activator. Considering that activator has different physical properties depending on synthesis methods, activator was prepared by hydrothermal synthesis and solid method. Decomposition characteristics of carbon dioxide were investigated using synthesized powders. Temperature programmed reduction/oxidation (TPR/TPO) and thermogravimetric analyzer (TGA) device were used to observe the decomposition characteristics of carbon dioxide. Activator prepared by solid method with 5 and 10 wt% CoO content showed an excellent performance. In TGA experiments with samples prepared by the solid method, reduction by hydrogen was 29.0 wt% and oxidation by $CO_2$ was highest in 27.5 wt%. 95% of adsorbed $CO_2$ was decomposed with excellent oxidation-reduction behaviors.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.143.1-143.1
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• 2010

고분자 전해질막 연료전지(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell; PEMFC)는 수소를 이용하여 전기를 발생시키는 친환경적이고 이상적인 발전장치로 고효율과 높은 전류밀도를 가지며 그 응용분야가 다양하다. 저온에서 작동하는 PEM fuel cell은 전극에서 효과적인 산화환원반응을 위해 그 촉매로 활성이 우수한 Pt(Platinum)을 사용하고 있으나, Pt의 높은 가격은 연료전지의 상용화에 걸림돌이 되고 있다. 본 연구에서는 연료전지의 Pt/C 촉매 층에서 Pt의 분산성을 높여 Pt의 담지량을 줄이고 작동 중 발생하는 Pt의 응집 현상을 방지하여 Pt의 수명을 연장시킬 목적으로, Au(gold) 나노입자를 첨가한 Pt-Au/C 복합나노촉매를 제조하였다. 본 발표에서는 합성된 Pt-Au/C 복합촉매 중 Au 첨가량이 Pt 촉매의 활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여, 복합촉매 중에 금속(Pt+Au)의 총 함량이 30 wt.%와 40 wt.% 인 Pt-Au/C 촉매에 대하여 각각 Au 첨가량을 변화시켜, cyclic voltammetry 법에 의해 Au 첨가 효과를 조사한 결과에 대하여 보고하고자 한다. Au 나노입자를 제조하기 위한 출발 물질로는 $HAuCl_4{\cdot}4H_2O$를 이용하였고 trisodium citrate와 $NaBH_4$를 환원제로 하여, 입경이 5~8 nm 인 Au 콜로이드를 제조하였다. Pt-Au/C 복합나노촉매를 제조하기 위하여 먼저 Au/C 복합분체가 제조되었다. 0.03g의 carbon이 첨가된 carbon 현탁액에 합성된 Au 콜로이드 수용액을 첨가한 후 24시간 동안 교반하여 Au/C 복합분체를 제조하였다. 이 Au/C 복합분체에 $H_2PtCl_6{\cdot}6H_2O$ 수용액을 현탁하고 methanol 을 환원제로 사용해 Pt를 환원 석출시켜 Pt-Au/C 복합촉매를 제조하였다. Pt-Au/C 복합 나노촉매에서 Pt와 Au를 다양한 비율(3:1, 2.5:1.5, 2:2)로 합성하였으며 Pt-Au/C 복합촉매 중 금속(Pt+Au) 촉매의 총 함량은 30 wt.%와 40 wt.%로 각각 제조되었다. Au 나노입자 콜로이드의 분산성은 UV-visible spectrum의 흡광도에 의해 관찰되었고, Pt-Au/C 복합 나노촉매의 형상 및 분산성 분석은 transmission electron microscopy(TEM)에 의해 이루어졌다. 또한, 촉매의 전기화학적 특성평가는 cyclic voltammetry(CV)에 의해 조사되었다.

• Journal of the Korean Applied Science and Technology
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• v.30 no.1
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• pp.166-172
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• 2013

The purpose of this study is to evaluate the treatment ability of refractory organics in hot rolling precess waste water by redox(reduction and oxidation) reaction. Metal is oxidized in an aqueous solution to generate electron which can reduce water to generate hydroxy radical. These hydroxy radical is very effective to conduct hydrogen abstraction reaction and addition reaction to the carbon - carbon unsaturated link. The surface area of metal alloy reaction material is more than enough to get equilibrium at a single treatment. The efficiency of COD treatment by redox reaction showed maximum at mild pH of pH 7 and pH 6. But it was not effective in acidic atmosphere of pH 3, 4, 5 and basic atmosphere of pH 8 or over. Redox reaction system in much more helpful in a commercial coagulation sedimentation treatment than exclusive system.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.252.1-252.1
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• 2015

최근 화석연료 고갈 문제를 해결하기 위해 대체에너지 개발과 다양한 형태의 에너지 개발에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 특히, supercapacitor는 high energy density, high power density, longer life-time과 같은 특성으로 인해 에너지 저장 소자로 각광 받고 있다. Supercapacitor는 석유를 대체할 수 있으며 이산화탄소 배출이 없는 친환경 에너지인 태양광, 풍력, 수소연료전지 등의 신재생에너지 저장장치로써 큰 비중을 차지한다. Supercapacitor의 종류인 electrical double layer capacitors (EDLCs) 는 전극과 전해질 사이에 발생하는 전기 이중층에 축적되는 전하를 이용하여 에너지를 저장하는 반응 메커니즘을 가지며 전극 재료로는 탄소 소재를 사용한다. 탄소 소재는 환경 오염이 적고 가격이 저렴하며 넓은 표면적이라는 장점이 있다. 하지만 기존 탄소 소재는 이러한 장점을 가지지만 supercapacitor로써의 효율이 좋지 않게 나온다. 이런 문제를 개선하기 위하여 그래핀 나노플레이트(Graphene nanoplate, GNP) 위에 직접 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)를 성장 시킴으로써 GNP-CNT 하이브리드 탄소 소재를 제조하여 전극으로 사용하였다. 이 GNP-CNT 하이브리드 탄소 소재는 다차원 구조를 가짐으로써 기존 탄소 소재들보다 분산이 잘되고 전해질과의 작용하는 비표면적이 넓다. 전극을 제작하여 Cyclic voltammetry(CV)와 galvano를 측정한 결과는 기존 탄소나노튜브보다 5배 정도의 정전용량(Capacitance)를 가졌다. 이 전극의 구조적 특성을 관찰하기 위해 SEM, TEM 등을 측정하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.832-835
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• 2009

폐기물의 감량화 및 자원화 기술 중 가장 대표적인 기술로 폐기물의 가스화 용융 기술을 들 수 있다. 폐기물 가스화 용융 기술은 폐기물 내의 탄소 및 수소 성분은 가스화 하여 CO, $H_2$가 주성분인 합성가스(synthesis gas, syngas)로 전환하고, 불연물은 용융하여 환경적으로 무해한 슬래그 또는 금속으로 회수하는 기술이다. 본 연구에서는 고발열량폐기물과 탈수슬러지 혼합가스화를 통하여 생산된 합성가스를 합성가스 압축기를 통하여 유용한 원료물질을 제조하는 공정인 수성가스 전환 반응(water gas shift reaction)과 가스화 반응기의 보조연료로 투입하기 위한 합성가스 압축, 이송 시스템의 운전 특성을 고찰하였다. 그 결과 고발열량폐기물과 탈수슬러지 혼합가스화에서 합성가스는 안정적으로 발생하였으며, 합성가스 압축, 이송시스템을 위한 정제설비에서의 분진제거는 99.07 %의 효율을 얻었고, 또한 합성가스 재순환 장치의 성능시험을 통하여 대기 중의 산소가 유입이 안 되는 기밀성을 확인하였다. 합성가스 압축, 이송 공급 유량 제어 실험 결과로는 합성가스 압축기 기동 시 합성가스 압축압력과 공급유량은 비례적으로 증감하는 것을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.175.1-175.1
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• 2011

우드칩을 포함하는 화석연료대비 발열량이 낮은 바이오매스를 가스화를 통하여 활용하는 경우 타르 및 수트를 포함하는 저열량의 합성가스가 생성된다. 이러한 합성가스를 엔진을 통한 발전, 스팀, 수소 및 화학제품 생산으로 활용하기 위해서는 고효율의 타르 정제 및 제거가 필수적이다. 특히 착화가 어렵고 연소온도 및 연소율이 낮으며, 화염구간이 좁은 저열량의 합성가스를 이용하여 스팀을 생산하기 위해서는 많은 문제점으로 인하여 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 하향류식 가스화기를 이용하여 우드칩을 연료로 합성가스를 제조하였으며, 합성가스에 포함되어 있는 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 특히 고효율 타르의 제거를 위하여 두 종류의 산화촉매를 이용한 합성가스 내 타르의 제거 연구를 수행하였다. Ru 촉매를 이용하는 경우 합성가스 내 타르의 농도를 100ppb 정도까지 저감이 가능하였다. 정제된 합성가스는 유류 혼소 버너를 통하여 보일러 연소실에서 혼합연소되어 30만kcal/h의 열을 공급함으로써 스팀을 생산 하였으며, 생성된 스팀은 블록 건조 시설에서 이용하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.241-250
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• 2009

During the past few years, titanium salts were investigated as alternative coagulants for the removal of organic matter of different molecular sizes in contaminated water. The flocculation efficiency of Ti-salt was comparable to those of $FeCl_3$ and $Al_2(SO_4)_3$ salts, commonly used coagulants. Incinerated sludge-$TiO_2$ showed higher surface area and photocatalytic activity than commercially available $TiO_2$. Metal-doped forms were produced by adding coagulant aids such as iron (Fe-), aluminium (Al-) and (Ca-) calcium salts during Ti-salt flocculation to increase pH. Ca- and Al- doped $TiO_2$ showed very high photocatalytic activity compared to Fe-doped $TiO_2$. When tested in a pilot scale plant for treatment of dye wastewater to check practical feasibility of the novel process, the removal ratio of the chemical oxygen demand was comparable to those of commonly used coagulants but the settling of sludge was faster. The $TiO_2$ generated after sludge incineration showed a high photocatalytic activity for degradation of volatile organic compounds and increased the rate of hydrogen production by water photosplitting. $TiCl_4$ coagulant and $TiO_2$ produced from different water sources with different concentrations had low acute toxicity compared to heavy metals and commercial $TiO_2$ when examined based on D. Magna mortality. This paper presents the production, characterisation and the photoactivity of $TiO_2$ produced from Ti-salt flocculated sludge. Different case studies are discussed to highlighted recent advances in this field.