• 제목/요약/키워드: 수소 환원

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흑연표면의 니켈코팅층 특성에 미치는 반응인자의 영향 (Effect of reaction factors on the characteristics of Ni-coating layer onto graphite)

  • Dong Jin Kim;Hun Saeong Chung;Myung Kyu Jung;Ki Byoung Youn
    • 한국결정성장학회지
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    • 제4권4호
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    • pp.395-404
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    • 1994
  • 니켈.흑연 복합분말은 수소가스를 사용하여 ammoniacal 황산니켈염 수용액으로 부터 니켈이온을 흑연입자표면에 석출시켜 제조하였으며, SEM, 광학현미경, 입도 및 화학분석등을 이용하여 니켈이오느이 환원속도 및 코팅층의 특서에 미치는 여러 반응인자의 영향을 조사 하엿다. 반응온도 및 교반속도 변화에 따라 수소가스 주입 후 환원반응이 시작되기 까지 필요한 잠복기는 20~110분 정도이었으며 흑연코어 표면의 니켈코팅층은 포도송이 모양(botryoidal)인 니켈 nodule로 형성되었다. 또한 반응 온도 및 교반속도가 높아짐에 따라 코팅용액중 니켈이 온의 환원속도는 증가하였으며 $130^{\circ}C $, 600~800 rpm 조건에서는 $4.5g/{\ell}/min$를 나타내었다.

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불평등전계에 의한 기포방전이 수소이온농도와 산화환원전위변화에 미치는 영양 (Effects of Bubble Discharge on pH and Oxidation/Reduction Potential Change by Non-Uniform Electric Field)

  • 김진규;김광태
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제17권6호
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    • pp.77-82
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    • 2003
  • 본 논문에서는 강한 불평등전계를 형성시킬 수 있는 다선형전극을 강전해수 발생장치내에 설치하여 전계집중효과에 의해 발생되는 기포내의 선행방전의 형태와 기포방전이 수소이온농도와 산화환원전위반응에 미치는 영향을 검토하고자 하였다. 실험결과, 강전해수 발생장치내의 양전극측을 다선형으로 함으로써 양전극측에서 발생되는 기포내에서 비유전율 차이에 의한 기포내의 선행방전을 관찰할 수 있었다. 그리고 기포방전에 의해 발생된 이온들이 강전해수 발생장치내에 용해됨으로써 전해수의 이온농도를 증가시켰다. 이때 발생된 고농도의 이온들을 분리집속 시키고 산화환원작용을 크게 증가시켜 고농도의 강전해수를 발생시킬 수 있었다.

수소화 붕소 나트륨 (NaBH4) 과 이산화탄소의 환원을 이용한 바나듐 레독스 흐름전지용 탄소 촉매 개발 (Development of Boron Doped Carbon Using CO2 Reduction with NaBH4 for Vanadium Redox Flow Battery)

  • 한만호;김한성
    • 전기화학회지
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    • 제21권1호
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    • pp.1-5
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    • 2018
  • 본 연구에서는 수소화 붕소 나트륨 ($NaBH_4$)를 이용하여 고온에서 이산화탄소 ($CO_2$)를 환원시켜 붕소가 도핑된 카본을 제조하였고, 이를 카본 펠트에 코팅하여 바나듐 레독스 흐름전지용 전극으로 적용하였다. 전기화학적 성능 평가 결과, 순수 카본펠트 대비 붕소 도핑된 카본으로 코팅된 카본펠트의 가역성이 약 20% 향상되었고 전하 전달 저항이 60% 감소하였다. 충/방전 결과에서는, 에너지 밀도와 에너지 효율이 각각 21%와 12.4% 향상되었다. 이러한 결과는 $CO_2$를 환원시켜 제조한 탄소가 레독스 흐름전지용 전극소재로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.

산화망간으로 촉매화된 펜톤유사반응을 적용한 염소계화합물의 환원분해 (Manganese Oxide Catalyzed Fenton-like Reduction of Chlorinated Compounds)

  • 김상민;공성호;김용수
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제7권3호
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    • pp.95-102
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    • 2002
  • 본 연구에서는 염소계화합물로 오염된 토양 및 지하수의 효율적인 처리방안으로 산화망간을 이용한 염소계화합물의 환원분해반응을 유도하였다. 기존의 펜톤반응은 산성 pH에서 효율적이며 고농도의 과산화수소를 소모하는데 비하여, 산화망간/과산화수소 시스템에서는중성 pH에서 낮은 과산화수소 농도($\leq$294mM)로도 효율적인 CT의 분해율을 보였으며 pH가 증가함에 따라 CT의 분해율도 증가하였다. 또한 산화망간 농도의 증가율에 비하여 CT의 분해율은 그다지 높은 증가율을 보이지 않았으며, 이는 반응시 발생하는 산소의 생성율이 증가하기 때문으로 보여지며 발생하는 산소가 산화망간표면과 과산화수소의 접촉빈도를 감소시키기 때문에 일어나는 현상으로 여겨진다. 이러한 연구결과는 난분해성물질인 염소계화합물로 오염된 토양 및 지하수의 복원 시 토양의 pH완충효과 때문에 전통적인 펜톤반응을 적용하기 어려운 반면 산화망간으로 촉매화된 펜톤유사반응은 매우 효과적이며 경제적인 처리 방안이 될 수 있음을 보여주고 있다.

HG-AAS법에 의한 비소 분석에서 산 및 Pre-Reductant가 분석에 미치는 영향 (Effects of Acid and Pre-Reductant in the Analysis of Arsenic by Hydride Generation-Atomic Absorption Spectrometry)

  • 임헌성;이석근
    • 분석과학
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    • 제13권2호
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    • pp.151-157
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    • 2000
  • 수소화물 발생법-원자흡수 분광계를 이용한 비소의 분석에서 금속이온의 은폐제로 사용되는 L-cysteine, thiourea, KI/ascorbic acid 등의 예비 환원제와 염산, 질산, 황산 및 이들의 1:1 혼산의 종류 및 농도가 비소의 분석에 미치는 영향을 비교 연구하였다. 대부분의 예비 환원제의 경우 3-5M 이상의 고농도 산 용액에서 비소에 대한 높은 흡괌도를 나타냈으나, 0.1M 이하의 낮은 산 용액에서는 L-cysteine을 제외하고는 극히 저조한 흡광도를 나타내었다. 질산 산성용액에서는 흡광도 신호의 불안정성이 심하였다. 방해물질로서 $Cr^{6+}$, $Br^{5+}$ 이온의 방해영향이 크게 관찰되었지만, 이때 예비 환원제는 수소화물 생성을 크게 증가시켰다.

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니켈-흑연 복합분말의 니켈코팅층에 미치는 코팅 촉매제의 영향

  • 김동진;정헌생;윤기병
    • 한국재료학회지
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    • 제3권5호
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    • pp.521-528
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    • 1993
  • 니켈-흑연 복합분말은 고온 고압하에서 수소개스를 사용하여 ammoniacal황산니켈염 수용액으로 부터 니켈이온을 흑연코어표면에 석출시켜 제조하였으며, SEM. X-선 회절분석, 입도 및 화학분석 등을 이용하여 환원속도 및 니켈코팅층의 특성에 미치는 코팅 촉매제 Anthraquinone$(C_6H_4COC_6H_4 CO)$ 의 영향을 조사하였다. 코팅촉매제의 입도 및 첨가량 변호에 따라 수소개스 주입 후 환원반응이 시작되기 까지 필요한 잠복기는 22~70분 정도 이었으며, 흑연코어 표면의 니켈코팅층은 포도송이 모양(botryoidal)인 미립의 니켈 nodule(2-4$\mu\textrm{m}$)로 형성되었다. 또한 코팅촉매제의 첨가량이 증가함에 따라 코팅용액중 니켈이온의 환원속도는 증가하여 0.2gr/$\ell$첨가시 4.5gr/$\ell$/min를 나타내었다.

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일산화탄소 제거를 위한 니켈 담지 흡착제 제조 (Nickel Supported Adsorbent for Removing Carbon Monoxide)

  • 손정화;김영호;윤성훈;박용기;이철위
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제46권5호
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    • pp.868-874
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    • 2008
  • 실리카, 알루미늄 실리케이트, 감마 알루미나 담체에 $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$$Ni(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$를 원료로 침전제인 요소와 시트르산을 사용하여 $90^{\circ}C$에서 공침법을 사용하여 흡착제를 제조하였으며 이를 환원시켜 일산화탄소 제거 실험을 수행하였다. 흡착제는 EDS, TPR, XRD 분석을 실시하여 이를 근거로 흡착제의 성능을 해석하였다. 침전제의 종류, 니켈 금속의 담지량, 담체, 니켈 금속의 염, 수소 환원 조건을 변화시켜 최적의 흡착 성능을 보이는 흡착제를 사용하여 실험을 수행하였다. 침전제인 요소에 $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$를 사용하여 실리카 담체에 니켈 54.8 wt%를 담지하여 제조한 흡착제를 $500^{\circ}C$에서 3시간 수소 환원 전처리 후 흡착 실험을 하였을 때 가장 효과적으로 일산화탄소를 제거함을 확인하였다.

$MO/Al_2O_3-ZrO_2$ [M=Ni 및 Cu] 혼합 금속 산화물의 환원-산화 특성 (Redox Characteristics of $MO/Al_2O_3-ZrO_2$ [M=Ni and Cu] Mixed Metal Oxides)

  • 류재춘;김영호;박주식;황갑진;김종원
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제16권1호
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    • pp.49-57
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    • 2005
  • [ $MO/Al_2O_3-ZrO_2$ ](M=Ni and Cu) mixed metal oxides were prepared using sol-gel method in order to investigate the applicability to the 2-step thermo-chemical water splitting process and their redox behaviors were studied by temperature programmed reaction(TPR) from room temperature to 900$^{\circ}C$ under 5% $H_2$/Ar for the reduction and $H_2O$/Ar for the oxidation, respectively. From the results, peaks of the reduction and the oxidation on temperature were shifted with the change of crystalline phases due to the addition of $Al_2O_3$ and $ZrO_2$. The intensities of the peaks were also increased with the increase of contents of NiO or CuO that could be considered as active species. In addition, based on the observation of SEM images before and after the redox test, it seemed that $Al_2O_3-ZrO_2$ added prevented high temperature sintering of active metal components such as Ni (or Cu) on the surface and played a role of dispersing the active species homogeneously in solid solution of mixed oxides.

Cu(dmamb)2 전구체를 이용한 구리박막제조 시 캐리어가스가 박막성장에 미치는 영향

  • 최종문;이도한;진성언;이승무;변동진;정택모;김창균
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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    • pp.29.2-29.2
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    • 2009
  • 구리는 낮은 비저항, 높은 열전도도, 우수한 electromigration(EM)저항특성 등을 바탕으로 차세대 nano-scale집적회로의 interconnect application에 적합한 금속재료로서 각광받고 있다. copper interconnect는 damascene process 를주로 이용하는데 CVD를 이용하면 step coverage가우수한 seed layer얻을 수 있어 고집적 소자의 구현이 가능하다. 최근에 비 균등화 반응(disproportionationreaction)을 이용하여 고 순도 구리박막을 제조하기위해 $\beta$-diketonate Cu(I) Lewis-base의 전구체를 많이 이용하는데 그중에서 hexafluoroacetylacetonate(hfac)Cu(I)vinyltrimethylsilane (VTMS)가 널리 이용되고 있다. 그러나 (hfac)Cu(I)(VTMS) 또는 유사계열의 전구체들은 열적안정성및 보관안정성이 부족하여 실제 양산공정에 적합하지 못한 단점이 있었다. 본 연구에 이용된 2가 전구체Cu(dmamb)2는 높은 증기압($70^{\circ}C$, 0.9torr)을 가지며 종래에 주로 이용하던 1가 전구체 (hfac)Cu(VTMS)에 비해 높은 활성화 에너지(~113 kJ/mol)를가짐으로서 열적안정성 및 보관안정성이 우수하다. 다른 한편으로 2가전구체는 안정성이 우수한 만큼 낮은 증기압을 극복하기 위해 리간드에 플루오르를 주로 치환하여 증기압을 높이는데 플루오르는 성장하는 박막의 접착력을약하게 하는 단점을 가진다. 하지만 본 연구에 사용된 Cu(dmamb)2는 리간드에 플루오르를 포함하지 않으며, 따라서 고품질의 박막을 용이한성장환경에서 제조할 수 있는 장점들을 제공한다. 비활성가스 분위기에서 2가전구체는 열에너지에 의해 리간드의 자가환원에따라 금속-리간드 분해가 발생한다. 하지만 수소분위기에서는수소가 환원제로 작용하여 리간드의 분해를 용이하게 하는 특징을 가지며 따라서 비활성분위기일 때 비해 낮은 성장온도를 가진다. 또한 수소는 잔류하는 리간드 및 불순물과 결합하여 휘발성화학종들을 생성하여 고순도의 구리박막제조를 가능하게한다.

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철-수증기 반응에 의한 수소생성에 미치는 금속산화물의 첨가효과 (Effect of Metal Oxide Additives on Hydrogen Production in the Steam-Iron Process)

  • 이대행;문희;박흥철
    • 공업화학
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    • 제2권1호
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    • pp.30-37
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    • 1991
  • 금속산화물 CuO, $In_2O_3$, $MoO_3$, $WO_3$을 첨가시킨 환원철에 의한 수증기로부터 수소생성을 반응속도론적 관점에서 조사하였다. 첨가제는 수소생성에 대한 활성증진효과를 나타내었으며, 크기의 순서는 $$MoO_3{\gg}In_2O_3{\sim_=}WO_3{\sim_=}CuO$$이었다. 속도해석에서 반응완료시간을 예측하기 위하여 수축 핵 모델(Shrinking Core Model)을 적용한 추산결과는 실험치와 대체로 잘 일치하였다. 상압 유동식 반응장치를 이용하여 $600-750^{\circ}C$의 온도와 첨가제의 양 l wt %, Ar 유량 1 L/min, 수증기분압 0.085 atm에서 얻어진 겉보기 활성화에너지는 환원철 단독의 경우 27.9kJ/mol, 첨가제 $MoO_3$는 14.2, $In_2O_3$는 20.9, $WO_3$은 21.3, CuO는 22.4 kJ/mol을 각각 나타내었다.

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