• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.115.2-115.2
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• 2010

Autothermal reforming(ATR) processes of hydrocarbon liquids such as diesel fuels are spotlighted as methods to produce hydrogen for Fuel cell. However, the use of heavy hydrocarbons as feedstocks for hydrogen production causes some problems which increase the catalyst deactivation by the carbon deposition. Coking can be inhibited by increasing the water dissociation on the catalyst surface. This results in catastrophic failure of whole system. Performance degradation of diesel autothermal reforming leads to increase of undesirable hydrocarbons at reformed gases and subsequently decrease the performance. In this study, perovskite-based catalysts were investigated as alternatives to substitute the noble metal catalyst for the ATR of diesel. The investigated perovskite structure was based on LaCrO3. and metals were added at the A-site to enhance oxygen ion mobility, transition metals were doped on the B-site to enhance the reformation. Substituted Lanthanum chromium perovskite were made by aqueous combustion synthesis, which can produce high surface area. And for the homogeneous fuel supply, we made ultrasonic injection system for reforming. We compared durability of evaporation system and ultrasonic system for fuel injection.

• 한국세라믹학회지
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• 제33권7호
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• pp.793-801
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• 1996

Sol-gel법으로 제조한 $PbTiO_3$ 세라믹스 박막의 결정화거동, 미세구조 및 유전특성에 있어서 무촉매, 산성촉매 및 염기성촉매가 미치는 영향에 관하여 연구하였다. 열처리온도에 따른 페로브스카이트로의 상전이는 염기성 촉매를 첨가하였을 때가 가장 빨랐으며, 미세구조의 균일성 및 유전특성은 $HNO_3$ 산성촉매를 사용하였을 때가 가장 우수하였다. 그러나, 촉매에 관계없이 $Si_{(100)}$ \ $SiO_2$ \Pt 기판을 사용하였을 때에는 75$0^{\circ}C$ 이상의 고온에서 Pb의 휘발이 급격하게 일어나 제 2상의 생성 및 미세구조가 불균일하게 번화함으로써 물성저하를 피할 수 없었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제20권4호
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• pp.491-496
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• 2017

The hydrogen($H_2$) is promising energy carrier of renewable energy in the microgrid system such as small village and military base due to its high energy density, pure emission and convenient transportation. $H_2$ can be generated by photocatalytic water splitting, gasification of biomass and water electrolysis driven by solar cell or wind turbine. Solid oxide electrolysis cells(SOECs) are the most efficient way to mass production due to high operating temperature improving the electrode kinetics and reducing the electrolyte resistance. The SOECs are consist of nickel-yttria stabilized zirconia(NiO-YSZ) fuel electrode / YSZ electrolyte / lanthanum strontium manganite-YSZ(LSM-YSZ) air electrode due to similarity to Solid Oxide Fuel Cells(SOFCs). The Ni-YSZ most widely used fuel electrode shows several problems at SOEC mode such as degradation of the fuel electrode because of Ni particle's redox reaction and agglomeration. Therefore Ni-YSZ need to be replaced to an alternative fuel electrode material. In this study, We studied on the Double perovskite $PrBrMnO_{5+{\delta}}$(PBMO) due to its high electric conductivity, catalytic activity and electrochemical stability. PBMO was impregnated into the scaffold electrolyte $La_{0.8}Sr_{0.2}Ga_{0.85}Mg_{0.15}O_{3-{\delta}}$(LSGM) to be synthesized at low temperature for avoiding secondary phase generated when it exposed to high temperature. The Half cell test was conducted at SOECs and SOFCs modes.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.596-605
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• 2019

프로톤 전도성 세라믹인 페로브스카이트 구조의 산화물은 고온 환경에서 고체 전해질 및 촉매로써 동시에 활용이 가능하여, 반응과 분리기능을 동시에 갖춘 멤브레인 반응기로 적용하기에 우수한 소재이다. 특히 수소 제조 촉매와 분리, 이를 결합한 멤브레인 반응기 개발에 관한 연구는 전해질 내 도핑 금속의 종류 및 온도, 반응물의 조성 등에 따라 다양한 연구 결과가 제시되고 있다. 이에 본 총설에서는 프로톤 전도성 세라믹반응기에서 메탄을 활용하여 수소 제조촉매와 멤브레인 반응기로 응용해 온 연구 동향을 살펴보고, 차세대 수소의 제조와 분리 기술로서의 응용분야 및 전망에 관해 고찰하고자 한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권1호
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• pp.15-20
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• 2015

During the liquefaction of hydrogen, the ortho hydrogen is converted into the para form with heat release that evaporates the liquefied hydrogen into the gaseous one backwards. The ortho-para conversion catalysts are usually used during liquefaction to avoid such boil-off. In order to compare and analyze the performance of the ortho-para hydrogen conversion catalysts, in-situ FT-IR device was designed and manufactured to measure the para hydrogen conversion rate in real-time. $LaFeO_3$ and $La_{0.7}Sr_{0.3}Cu_{0.3}Fe_{0.7}O_3$ perovskite catalysts were prepared by the citrate sol-gel method and their spin conversion characteristics from ortho to para hydrogen were investigated by in-situ FTIR spectroscopy at 17K. It was found that the spin conversion was affected by surface area, particle size, and crystallite size of the catalysts. Thus, the $La_{0.7}Sr_{0.3}Cu_{0.3}Fe_{0.7}O_3$ perovskite catalyst that had higher surface area, higher crystallite size, and smaller particle size than $LaFeO_3$ showed the better spin conversion property of 32.3% at 17K in 120min interaction with the perovskite catalysts.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.203-206
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• 2009

Agglomeration of catalysts is known as one of the major degradation mechanisms. Reforming of liquid fuel, which requires high temperature over $800^{\circ}C$, accelerates agglomeration of catalysts. In this work, The effects of agglomeration on catalysts activity in partial oxidation reforming conditions were investigated. Metal supported catalysts(Pt-CGO, Ru-CGO) were compared to perovskite-structured catalysts(NECS-P1, NECS-P2). High thermal stability of perovskite-structured catalysts was reported. Micro-reactor installed in electric furnace was used. its Temperature was raised from $800^{\circ}C$ to $1000^{\circ}C$ to accelerate agglomeration effect. To measure rate of agglomeration, BET analysis and CO pulse chemisorption were conducted on catalysts exposed to $1100^{\circ}C$. Metal supported catalysts showed degradation at $1000^{\circ}C$ and The rates were different according to metal supported. On the other hand perovskite-structured catalysts showed no degradation at $1000^{\circ}C$.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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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.

• 분석과학
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• 제15권3호
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• pp.256-262
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• 2002

평균입자크기가 200 ${\mu}m$인 코디어라이트 분말을 사용하여 다공성 필터를 제조한 후, 진공함침법으로 $V_2O_5$, CuO, $LaCoO_3$ 촉매를 담지시킨 후 NO와 $SO_2$ 기체를 촉매 담지 세라믹필터에 동시 통과시키면서 NOx/SOx의 동시제거효율을 측정하였다. 제조된 다공성 필터의 기공률은 61.6%였고, 압축강도는 12.3 MPa이었으며, 면속도 5 cm/sec에서의 차압은 147 Pa이었다. NO와 $SO_2$의 동시제거효율을 분석해 본 결과, 페로브스카이트계 $LaCoO_3$ 촉매의 동시제거효율이 가장 우수함을 확인하였으며, $LaCoO_3$ 촉매의 NO에 대한 제거효율은 90% 이상, $SO_2$에 대해서는 80% 이상이었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.281-290
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• 2018

최근 선진국을 중심으로 고연비-저배출 내연기관 (디젤) 자동차 보급의 필요성이 대두되면서 기존 촉매후처리 장치의 저온성능 강화를 위한 기술적 방안들이 시급히 요구되고 있다. 본 논문에서는 디젤엔진 배출 탄소입자상 물질의 연소반응에 있어 연료함유 촉매(Fuel-Borne Catalyst)와 페로브스카이트(Perovskite)의 복합촉매 시스템이 보이는 상용모델촉매 대비 우수한 저온 연소성능과 이의 Perovskite 촉매 조성에 대한 의존성에 관해 논하였다. Fe/Ce 계열 연료함유 촉매가 A-site 원소(La)에 K이 부분치환되고, B-site 금속이 Fe인 Perovskite 촉매와 복합화될 때 상대적으로 우수한 저온 연소성능 개선효과가 관찰되었다. 이를 관찰하기 위해 연료함유 촉매가 함유되거나 함유하지 않은 탄소 입자상 물질과 다양한 조성의 La 계열 Perovskite 촉매를 혼합한 고정층에 대한 온도상승 산화반응 실험(Temperature-Programmed Oxidation)을 수행하였으며, 이산화탄소 생성과 질소산화물 농도 저하 패턴의 연동특성을 통해 두 촉매의 상호 연계작용을 유추하였다.