• Title/Summary/Keyword: 수소 산업

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Isolation of Pseudomonas putida Z104 and Degra-dation Characteristics of Benzoate and Catechol (Benzoate와 Catechol을 분해하는 Pseudomonas putida Z104의 분리 및 분해특성)

  • 김기필;김준호;김민옥;박정아;정원화;김치경
    • Korean Journal of Environmental Biology
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    • v.18 no.3
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    • pp.307-313
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    • 2000
  • Aromatic hydrocarbons are known to be recalcitrant, so that they have been concerned as pollutant chemicals. Microorganisms play a major role in the breakdown and mineralization of these compounds. However, the kinetics of the biodegradation process may be much slower than desired from environmental consideration. The biodegradation of aromatic hydrocarbons is conducted by oxidation to produce catechol as a common intermediate which is metabolized for carbon and energy sources. In this study, a bacterial isolate capable of degrading several aromatic hydrocarbons was isolated from the contaminated wastewater of Yeocheon industrial complex. On the basis of biochemical characteristics and major cellular fatty acids, the isolate was identified as Pseudomonas putida Z104. The strain Z104 can utilize benzoate and catechol as the sole carbon and energy sources via a serial degradative pathway. The strain degraded actively 0.5 mM catechol in MM2 medium at pH 7.0 and 3$0^{\circ}C$.

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유도결합 수소 플라즈마와 PECVD를 이용한 ITO/glass 기판 위 Si 나노 와이어 형성

  • Yang, Su-Hwan;Lee, Dong-Min;Kim, Jun-Yeong;Kim, Jae-Gwan;Lee, Ji-Myeon
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2012.02a
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    • pp.351-351
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    • 2012
  • 최근의 수 십 년 간, 실리콘 나노 와이어는 그 특수한 물성으로 인하여 큰 주목을 받아오고 있다. 또한, 나노 전자소자 개발에 있어 중요한 역할을 담당하며, 현재 실리콘은 반도체 산업 및 기술에서 핵심적인 기능을 수행하고 있기 때문에 실리콘 나노 와이어는 매우 중요하게 고려된다 [1]. 본 연구에서는 유도결합 수소 플라즈마와 PECVD를 이용한 ITO/glass위 실리콘 나노 와이어 형성을 실험하였다. 유도결합 수소 플라즈마를 이용하여 나노 사이즈의 인듐 catalyst를 형성한 후 PECVD를 이용 $SiH_4$ 가스 유량과 성장 온도를 변화시켜 그에 따른 형성 변화를 관찰하였다. Fig. 1 (a) 에서 보이는 바와 같이 $600^{\circ}C$, 30 sccm 5% $SiH_4$, 60 sccm He 조건에서 8분 동안 성장시켰을 경우와 Fig. 1 (b)의 100 sccm 5% $SiH_4$로 유량을 증가시키고 15분 동안 성장시킨 후 FE-SEM 사진을 비교 한 결과 실리콘 나노 와이어의 높이가 $31{\mu}m$로 크게 성장됨을 확인 하였다. 이는 $SiH_4$의 농도의 변화가 실리콘 나노 와이어 성장에 큰 영향을 미치고 있음을 나타내며 그에 따라 나노와이어의 높이를 조절할 수 있음을 보여주고 있다. 추가적으로 실리콘 나노 와이어 성장을 위한 인듐 catalyst 형성과 이를 이용한 ITO 기판위 실리콘 나노 와이어 성장에 따른 광학적 특성 및 XRD 분석 결과 또한 논의 하고자 한다.

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Optimization of Reaction Conditions for the High Purity Hydrogen Production Process Using By-Product Gases in Steel Works (철강산업 부생가스를 이용한 고순도 수소 제조 공정의 반응 조건 최적화)

  • CHOI, HANSEUL;KIM, JOONWOO;KIM, WOOHYOUNG;KIM, SUNGJOONG;KOH, DONGJUN
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.27 no.6
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    • pp.621-627
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    • 2016
  • Low-priced hydrogen is required in petrochemical industry for producing low-sulfur oil, and upgrading low-grade crude oil since environmental regulations have been reinforced. Steel industry can produce hydrogen from by-product gases such as Blast Furnace Gas (BFG), Coke Oven Gas (COG), and Linze Donawitz Gas (LDG) with water gas shift (WGS) reaction by catalysis. In this study, we optimized conditions for WGS reaction with commercial catalysts by BFG and LDG. In particular, the influence on activity of gas-hourly-space-velocity, and $H_2O/CO$ ratios at different temperatures were investigated. As a result, 99.9%, and 97% CO conversion were showed with BFG, and LDG respectively under $350^{\circ}C$ High Temperature Shift (HTS), $200^{\circ}C$ Low Temperature Shift (LTS), 3.0 of $H_2O/CO$, and $1500h^{-1}$ of GHSV. Furthermore, 99.9% CO conversion lasted for 250 hours with BFG as feed gas.

나노$TiO_2$계 화합물과 응용

  • Hwang, Yong-Gil;Gil, Sang-Cheol
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.57.1-57.1
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    • 2009
  • 나노이산화티타늄은 인체에는 화장품, 의약, 식품분야 등에 쓰이고 외부 환경 재료에는 광촉매로서 유독가스 정화제, 옥내 외 항균, 수소발생 가시광 응답형 촉매 및 멤브레인 필터 등과 전자소재용 유전재료, 발광 재료 등 용도가 다양하다. 나노 산화티타늄 화합물의 제조법은 수열합성법, 기상법 등 여러 방법이 있다. 이들에 대한 리뷰의 목적은 2009년도 정부의 투자 계획 중에서 본제목에 관련되는 핵심 산업 재원 원천기술 개발, 태양광, 풍력 등의 신재생 에너지 개발, 록색 기술 개발을 통한 에너지절약형 LED 개발, 차세대 핵심환경 기술 개발, 핵심나노기반기술개발 등의 개발을 위하여 4,363억 원의 예산을 편성하고 연구자와 기술자들이 참여하여 유익한 실적이 창출되기를 원하고 있으므로 본 발표자들은 이 분야에서 연구하는 연구자와 기술자들에게 이 분야에 관련되는 자료를 참고로 제시하는데 있다. 페로브스카이트형 산화물인 유전재료($BaTiO_3$), 발광재료(CaTiO3:Pr3+적색), 박막형 반응기재료($Ca0.8Sr0.2TiO_3$), 등의 여러 가지 산화물은 류통식 급속 승온 수열 합성법, 겔 졸 법, 수열 합성법 등 여러 방법에 의하여 페로브스카이트형 산화물 입자 직경이 약 20nm~100nm 범위까지 합성된다. 태양광을 조사하여 물을분해 해서 수소를 생산하는 산화티타늄계 가시광 응답형 Vis-$TiO_2$ 박막은 기상법으로 제조하는데 한 예로써 RF 스퍼터링법으로 박막을 제조하여 수소와 산소를 회수하였으며, 황도프산화티타늄, 질소 도프 산화티타늄은 유기물 분해에 의한 공해제거, $NO_x$ 제거 등 환경정화에 사용되고, 고온 고압수법/산화티타늄 복합기술에 의해서는 바이오매스 분해 하고, 일종의 수열법인 개량형 HyCOM 법은 가시광 응답성 산화티타늄을 합성하여 NO가스 제거에 사용한다. 이들 여러 방법에 관한 것을 소개하고저 한다.

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Enhancement of High-Temperature Catalytic Reactions Using Membranes (분리막을 이용한 고온 촉매 반응 효율 향상)

  • Eun-Young Kim;Myeong-Hun Hyeon;Su-Young Moon
    • Membrane Journal
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    • v.33 no.6
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    • pp.305-314
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    • 2023
  • Various methods for removing by-products from chemical reactions are being studied to improve yield of catalytic reaction. Since the water is predominantly generated as a by-product in industrially significant reactions, it is necessary to develop the technology that can reliably remove water over a wide range of temperatures. Although several strategies using absorbents and additional dehydration reactions, have been proposed, they have limitations due to the issues such as additional energy and time consuming steps and sustainability of conversion. Membrane technology, which offers advantages such as easy operation, installation, and low maintenance costs, proves to be a promising approach for enhancing the efficiency of catalysts in various catalytic reactions. Therefore, this review discusses the removal of by-products using membranes and the associated benefits in this context.

Kinetic study of perovskite catalyst for water-gas shift reaction (수성가스전환반응 페로브스카이트구조 촉매 반응속도 연구)

  • Jun, Seunghyun;Bae, Joongmyeon;Lim, Sungkwang;Kim, Kihyun
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.11a
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2010
  • 일산화탄소를 수소로 변환하는 수성가스전환반응(WGSR)은 수소 생산, 연료개질 시스템뿐만 아니라 암모니아 제조, 제철소 제련과정등 일선 산업현장에서 널리 활용되고 있다. 상용공정에서의 WGS반응은 두 단계의 반응기(HTS/LTS)에서 각각 Fe/Cr, Cu/Zn기반 촉매를 사용하여 이루어진다. 하지만 이러한 촉매들은 공기중 자연발화성이 있고 사용전 환원과정이 필요하다. 또한 최근에 많은 연구가 진행되고 있는 귀금속 담지 촉매는 기존 촉매의 단점을 극복하고 활성이 높은 장점이 있다. 이에 본 연구에서 제시한 페로브스카이트 촉매는 상용 촉매, 귀금속 담지촉매 시스템과의 비교를 위하여 제작된 촉매를 사용한 반응시스템과 기존 상용촉매를 사용한 반응시스템을 비교하여 개발 촉매의 성능 수준을 검토하였다. 이러한 결과 페로브스카이트 구조 촉매는 상용촉매의 공정상의 단점과 귀금속 담지촉매의 가격적인 측면에서의 단점을 동시에 극복한 촉매로서 성능 및 메탄화반응 억제 측면에서 우수성을 보유하고 있다는 것을 증명하였다. 이러한 페로브스카이트 구조 촉매의 반응특성을 규명하기 위해 문헌조사해본 결과 기존 수성가스전환반응에서 쓰이는 촉매들의 반응매카니즘은 대표적으로 formate와 redox 반응 두가지가 있었다. 페로스브스카이트 구조 촉매는 그 구조와 귀금속 함량, 활성 등 성능측면에서 귀금속 촉매와 상당히 유사한 측면이 있기 때문에 귀금속 담지 촉매의 반응속도식을 기본으로 하여 실험결과와 일치시켜 페로브스카이트구조 촉매에 맞는 반응속도식을 제시하고 이를 통한 반응파라미터 값을 도출하였다.

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Analysis of Trace Impurities in The Bulk $H_2$ and He Gases by a Cold Concentration Method (저온 농축법에 의한 수소와 헬륨 중의 미량가스 분석)

  • Lee, Taeck Hong;Park, Doo Seon;Son, Moo Ryong
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.42 no.5
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    • pp.526-530
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    • 1998
  • Analysis of trace impurities in the gases has been very important with the development of semi-conductor related industry. Particularly, the contamination of the gas handling systems in a semi-conductor plant by the air has been a trouble to the manufacturers. Thus, the analysis of the air components in the system has been a task to the analysts. In this study, we report the analysis data with a expanded uncertainty for the trace impurities of nitrogen and argon in the bulk helium and hydrogen. All data show a good correspondence, exhibiting reliable statistical error ranges.

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Evaluation of Numerical Models for Analysing an Industrial Centrifugal Blower (산업용 원심블로어 수치해석을 위한 수치모델 평가)

  • Lee, Jongsung;Jang, Choonman
    • Journal of Hydrogen and New Energy
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    • v.23 no.6
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    • pp.688-695
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    • 2012
  • The present study represents the effects of boundary condition on the performance of a centrifugal blower at the interference plane between rotational and stationary domains using three dimensional compressible Navier-Stocks equations. Two boundary conditions, frozen-rotor and stage, are compared to analyze the blower performance. Installation angle between the cutoff of a volute casing and a impeller blade is also introduced to evaluate the blower performance and to understand the internal flow inside the blower. Throughout numerical simulation, it is found that the frozen rotor interface method at the interference plane represents well the variations of flow field inside the blower compared to stage interface method. However, pressure has maximum two percent error according to the installation angles while pressure is almost constant for the stage interface method. And stage interface method can relatively well predict the blower performance. Detailed internal flows of the centrifugal blower are compared and analyzed by numerical simulation.

마이크로웨이브 플라즈마를 이용한 이산화탄소 분해

  • Gwak, Hyeong-Sin;Gang, Min-Ho;Na, Yeong-Ho;Eom, Hwan-Seop
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.261.1-261.1
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    • 2014
  • 지구상에 존재하는 모든 생물에 의해 배출되는 이산화탄소는 온실가스로써 산업혁명 이후 급격한 농도 증가로 인해 지구 온난화 등의 다양한 환경문제를 초래하고 있다. 지구 온난화의 가시화로 인한 각종 기후 협약 및 탄소배출권 등에 규제로 온실가스 감축의무부과가 확실해져 탈 석유기반 사회로 전환을 위한 이산화탄소를 처리하는 다양한 연구가 각국에서 활발히 진행 중이다. 본 연구에서 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이산화탄소 분해에 이용하게 되었고 그 목적은 이산화탄소가스를 마이크로웨이브로 가열하여 순수한 이산화탄소 플라즈마 토치를 발생함으로서 지구 온난화의 주범인 이산화탄소를 생산적으로 이용하기 위한 것으로 전자파를 발진하는 마그네트론으로는 3kW, 2.45GHz의 주파수를 사용한다. 마이크로웨이브 플라즈마 토치를 이용한 이산화탄소의 분해 시 생성되는 물질을 확인하기 위하여 이산화탄소의 열역학적 평형을 계산하였으며 또한 이산화탄소의 분해 반응의 준 평형상태에서의 속도상수를 이용하여 각 분해반응생성물들의 밀도비율을 계산하였고, 이를 일반화시켜 도시하였다. 위 과정을 통해 고온의 이산화탄소 토치는 탄화수소 연료를 1기압에서 개질할 수 있음을 알 수 있다. 예를 들어 메탄개질은 $CO_2+CH_4{\rightarrow}2CO+2H_2$의 반응식이 된다. 이때 엔탈피와 엔트로피 변화는 각 각 ${\Delta}H=247kJ/mole$${\Delta}S=257J/mole/deg.$이며 이 반응에 대한 gibbs 자유에너지는 $G={\Delta}H-T{\Delta}S$로서 개질 자발반응이 일어나는 온도는 $T={\Delta}H/{\Delta}S=961K$가 된다. 그리고 탄화수소 개질에 참여하는 산소와 CO 라디칼의 밀도가 대단히 높다. 따라서 메탄개질은 이산화탄소 토치를 통하여 1기압에서 쉽게 이루어진다.

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The Comparative Study of Different Membranes for Electrolytic Cell for the Hydrogen Peroxide Generation (과산화수소 발생을 위한 전해셀용 양성자 교환 막의 비교)

  • You, Sun-Kyung;Kim, Han-Joo;Kim, Tae-Il;Tsurtsumia, Gigla;Park, Soo-Gil
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.10 no.4
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    • pp.235-238
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    • 2007
  • There is great interest in the applicability of generated hydrogen peroxide to a variety of industrial processes, usually involving oxidation of organics. Hydrogen peroxide is now employed for the bleaching as well as mechanical and chemical treatment in the pulp and paper industries. It addition, it is considered as an agent to displace the traditional alkaline treatments with chlorine-based chemicals. This paper reports a comparative study of $H_2O_2$ electogeneration on gas-diffusion electrode in divided cell with several $Nafion^{(R)}$ proton-exchange membranes, Russian cation-exchange membrane MK-40 and SPEEK membrane. The influence of different PEMs on electro-chemical cell voltage, current efficiency and energy consumption of hydrogen peroxide generation has been studied.