• 공업화학
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• 제9권2호
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• pp.286-293
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• 1998

연소배가스로부터 $CO_2$를 선택적으로 분리하기 위한 활성탄 흡착공정 사용시 흡착능 향상을 위하여 $CO_2$와 친화력이 있는 화합물을 함침시키는 방법과 KOH를 함침시킨 후 고온에서 열처리하므로서 활성화시키는 방법이 사용되었다. 알칼리금속, 알칼리토금속, 또는 전이금속의 염화물을 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 흡착량을 측정한 결과 함침 전의 활성탄의 흡착량보다 적었다. 이것은 함침되는 물질이 $CO_2$에 대한 친화력이 없이 단지 활성탄의 미세기공만 막는 결과임을 알 수 있었다. 알칼리금속수산화물 중 KOH를 함침시킨 활성탄에 대한 $CO_2$의 파과실험 결과 유입되는 기체에 수분이 있을 경우 흡착량이 증가했는데 이것은 KOH가 $CO_2$를 흡수하는 성질 때문이었다. 그러나 이 흡착제에 함친된 KOH가 $CO_2$와 반응하여 $K_2CO_3$로 변함에 따라 재현성이 없음을 알 수 있었다. KOH를 함침시킨 후 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 활성화시킨 활성탄의 경우 함침된 KOH의 양이 증가할수록 $CO_2$의 흡착량이 증가했으며, KOH와 활성탄의 무게비(KOH/Activated-Carbon)가 4일 때 최대였다. 이 흡착제에 대해 온도별로 측정된 $CO_2$의 흡착량으로부터 Clausius-Clapeyron식을 이용하여 등량흡착열을 구했다. 그리고 고정층 파과실험을 통해 $CO_2$농도와 유속에 따른 파과특성을 살펴보았다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권5호
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• pp.66-75
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• 2008

국내에서 대표적으로 버려지는 폐벌목인 잣나무와 리기다소나무를 이용하여 고부가가치 제품으로 활용할 수 있는 활성탄 개발을 위해 목탄 제조의 최적조건을 측정하였다. 폐벌목 활성탄 제조에 관한 연구는 저온열분해 공정에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정과 화학적 활성화반응을 이용한 목탄의 활성탄 제조공정으로 나누어지며 본 논문은 저온열분해에 의한 폐벌목의 목탄 제조공정을 다루고 있다. 실험결과, 목탄 제조공정의 경우 $150^{\circ}C$에서 6시간 건조 후 $500^{\circ}C$에서 60분 동안 열분해 공정을 거쳐 생성된 목탄이 요오드 흡착력과 비표면적(BET)등의 물성이 가장 우수하였으며 SEM사진을 관찰한 결과 이 조건에서 세공이 발달함을 알 수 있었다. 일반적으로 잣나무를 이용하여 제조된 목탄의 물성치가 리기다소나무를 이용한 목탄보다 우수함을 알 수 있었다. 본 연구의 최적 실험조건에서 잣나무를 이용한 목탄의 경우 BET값이 약 $640m^2/g$에 이르렀다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.425-431
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• 2005

비표면적이 큰 혼합 활성탄과 전도도가 높은 전도성고분자 폴리피롤을 이용하여 낮은 임피던스와 높은 에너지밀도를 가지는 새로운 형태의 슈퍼커패시터를 제조하였다. 전극 활성물질로 활성탄 BP-20과 MSP-20을 사용하였고, 전기 전도도를 높이기 위하여 활성탄에 전도성 개량제 카본블랙(Super P)과 2-naphthalenesulfonic acid(2-NSA)로 도핑된 전도성 고분자 폴리피롤을 첨가하였다. 용액상태의 유기 결합제 poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) [P(VdF-co-HFP)/NMP]에 전극 소재들을 혼합시켜 전극을 제조하였다. 실험 결과 최적의 전극 배합비는 78(MSP-20: BP-20=1 : 1) : 17 (Super P : Ppy=10:7) : 5 [P(VdF-co-HFP)] wt％이었다. 폴리피롤이 7 wt％ 첨가된 단위셀의 비정전용량은 28.02 F/g, DC-ESR은 $1.34{\Omega}$, AC-ESR은 $0.36{\Omega}$, 에너지밀도는 19.87 Wh/kg, 동력밀도는 9.77 kW/kg이었다. 500회 충 방전 실험 후 초기 정전용량의 80％를 유지하여 사이클 특성이 우수하였다. 폴리피롤을 첨가함으로써 낮은 내부 저항, 슈도용량(pseudo capacitance)의 발현, 낮은 전하전이저항 및 빠른 반응속도에 의하여 급속한 충 방전이 가능하였다. 그리고 활성탄의 흡탈착에 의한 비패러데이 용량과 폴리피롤의 산화 환원에 의한 슈도용량의 복합현상 때문에 비정전용량이 높게 나타났다.

• 한국재료학회지
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• 제31권5호
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• pp.264-271
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• 2021

Porous carbons have been widely used as electrode material for supercapacitors. However, commercial porous carbons, such as activated carbons, have low electrochemical performance. Nitrogen-doping is one of the most promising strategies to improve electrochemical performance of porous carbons. In this study, nitrogen self-doped porous carbon (NPC) is prepared from melamine foam by carbonization to improve the supercapacitive performance. The prepared NPC is characterized in terms of the chemical structures and elements, morphology, pore structures, and electrochemical performance. The results of the N₂ physisorption measurement, X-ray diffraction, and Raman analyses reveal that the prepared NPC has bimodal pore structures and pseudo-graphite structures with nitrogen functionality. The NPC-based electrode exhibits a gravimetric capacitance of 153 F g^-1 at 1 A g^-1, a rate capability of 73.2 % at 10 A g^-1, and an outstanding cycling ability of 97.85 % after 10,000 cycles at 10 A g^-1. Thus, the NPC prepared in this study can be applied as electrode material for high-performance supercapacitors.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.277-285
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• 2007

실제 공정에서 사용빈도가 높은 비흡착성 화합물을 포함하고 있는 다성분계 가스상 휘발성유기화합물의 제거 및 회수의 최적설계 도출을 위하여 직경 10.2 cm ${\times}$ 높이 50 cm의 고정층 흡착탑에서 다성분계 휘발성유기화합물(toluene-xylene-MEK, toluene-MEK-IPA)의 탄소흡착제에 대한 흡착실험을 수행하였다. 탄소흡착제로는 펠렛형 입상활성탄과 활성탄소섬유를 사용하였으며, 흡착실험을 통하여 흡착파과곡선을 구할 수 있었으며 이로부터 흡착제별 흡착특성을 고찰하였다. 흡착제별 흡착성능은 활성탄소섬유, 활성탄소섬유 + 활성탄 조합흡착제, 활성탄 + 활성탄 조합흡착제, 단독 활성탄 순으로 나타났으며, 탄소흡착제에 대한 휘발성유기화합물의 흡착은 분자량이 크고 비극성인 화합물이 저분자량이면서 극성의 정도가 강한 화합물에 비하여 흡착성능이 우수하였다. 특히, 다성분계 휘발성유기화합물의 흡착에서 알콜류 및 케톤류의 화합물은 흡착성능이 우수한 방향족류 흡착질의 경쟁흡착으로부터 밀리어 저조한 흡착성능을 나타내었으나, 기공들의 크기분포가 다른 탄소흡착제의 적절한 조합으로부터 현장 적용이 가능할 정도로 비흡착성 화합물의 배출문제를 억제할 수 있었다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.287-292
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• 2018

효율적으로 이산화탄소를 처리할 수 있는 활성탄을 제조하기 위하여 활성탄의 물리적 특성이 이산화탄소 흡착에 미치는 영향을 조사하였다. 소나무 톱밥과 석탄이 활성탄의 원료로 사용되었고, 제조된 활성탄의 비표면적, 미세기공 부피, 중기공 부피를 분석하였다. 제조된 활성탄은 열중량 분석기를 이용하여 이산화탄소 흡착량을 결정하였다. 그리고 이산화탄소 흡착량 결과를 활성탄의 비표면적, 미세기공 부피, 중기공 부피에 따라 분석하였다. 실험 결과, 소나무 톱밥 활성탄과 석탄 활성탄의 비표면적과 미세기공 부피는 이산화탄소 흡착량과 높은 연관성을 보인 반면에 중기공 부피는 이산화탄소 흡착에 거의 영향을 미치지 않았다. 따라서 활성탄의 비표면적과 미세기공 부피를 극대화하는 것이 효율적인 이산화탄소 처리를 위해 매우 중요한 요소로 나타났다.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.311-312
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• 2003

Activated carbons (ACs) are widely used in adsorption for the removal of gaseous and aqueous pollutants[1]. Although a wide range of carbonaceous materials can be converted into ACs, the coal and lingocellulosic materials are the most commonly used starting materials for the production of commercial ACs. Recently, there are a quite large number of studies regarding the preparation of ACs from various polymeric materials because of high carbon yield and low ash content In this work, ACs are prepared from polystyrene (PS) by chemical activation with potassium hydroxide and the effect of the KOH-to-PS ratio to adsorption of ammonia is investigated. (omitted)

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.173-174
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• 2003

Activated carbons (ACs) are widely used in adsorption for the removal of gaseous and aqueous pollutants[1,2]. The microbicidal property of ACs is also very important, in order to decrease the risk of water and air contamination with microorganisms. For this purpose, ACs have impregnated with silver or with metallic oxides[2]. However, in the case of Ag supported ACs prepared by impregnation, there are some problem, such as, heat-treatment, highly decrease in specific surface area and pore volume by deposited Ag, and rapidly elution of Ag at the initial stage of usage[3]. (omitted)

• 전기화학회지
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• 제17권4호
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• pp.237-244
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• 2014

We report novel and simple structure of supercapacitors fabricated by using flexible glass fibre separators as templates. This method does not require separate electrodes, binders and high pressure/temperature to build the supercapacitor unit cells as required by the conventional technology. The supercapacitors were fabricated by drop-casting solution mixtures of carbonaceous active materials/gel electrolytes onto two sides of glass fibre separators. Two carbonaceous materials (nanoscaled activated carbons, multi-walled carbon nanotubes) were investigated as electrode materials. The electrochemical measurements reveal that the separatorbased supercapacitors using ACs successfully demonstrated significant mass specific capacitance ($22.3F\;g^{-1}$) and energy density ($9.7Wh\;kg^{-1}$), indicating this method can be useful in fabricating flexible, wearable and stretchable energy storage devices in more straightforward and cost-effective way than current technology.

• 공업화학
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• 제16권3호
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• pp.312-316
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• 2005

본 연구에서는 원시 활성탄에 질산을 이용한 산 처리 또는 LiOH를 첨착한 후, 이에 대한 이산화탄소의 흡착 특성을 수분의 공존 유, 무 상태에서 고정층 파과 실험을 통해 평가하였다. 질산 처리 및 LiOH 첨착에 따른 활성탄의 표면 성상 및 물리, 화학적 특성은 SEM, EDS, 질소 흡착, FTIR, XRD를 이용하여 고찰하였다. 질산 처리로 인해 원시 활성탄의 비표면적은 감소하였지만 활성탄 표면에서 산소 함량은 증가하였으며, 질산의 산화 반응으로 활성탄 표면에 탄소 및 산소 외에 질소를 포함한 새로운 관능기가 생성되었다. LiOH 첨착으로 인한 비표면적의 감소 폭은 질산 처리한 활성탄이 원시 활성탄에 비해 작게 나타났다. LiOH를 2 wt% 이상으로 첨착하면 상당 부분의 LiOH가 활성탄 세공 내부에 들어가지 못하고 외부 표면에 존재하였다. 고정층 파과 실험을 통해 질산 처리 및 LiOH 첨착량 증가에 따라 활성탄의 이산화탄소 흡착 성능은 향상되었다. 또한 공급가스 내에 수분이 공존함에 따라 이산화탄소 흡착량이 증가하였다. LiOH가 첨착된 활성탄에서 이산화탄소 흡착 후 LiOH는 화학반응에 의해 $Li_2CO_3$로 전환함을 확인하였다.