• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.276-280
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• 2017

본 연구에서는 선박 평형수 처리를 위하여 전기분해 방법을 이용한 살균 효과 및 전해 환원법에 의한 용액 중화에 대해 규명하고자 한다. 전기분해 장치에는 양이온만 선택적으로 통과시키기 위하여 분리막을 설치하였으며, 양극과 음극에는 티타늄 불용성 전극을 사용하였다. 전기분해후 살균처리 효과에 대한 분석은 인큐베이터 안에서 24시간 배양 후 관찰하였다. 전기분해 양극반응의 경우, 각 용액에서 수산기의 발생으로 강한 산성을 나타내었으며, 산화환원전위는 800 ~ 1200 mV까지 증가하였다. 음극반응에서는 pH 9 ~ 12로 알칼리 분위기를 나타내었으며, 산화환원전위는 -900 ~ -750 mV까지 감소하였다. 이를 통하여 양 음극반응을 통하여 선박평형수의 pH 조절이 가능한 것을 확인 할 수 있었다. 또한, 전기분해에 의해 생성된 차아염소산에 의한 살균 작용과 높은 산화환원전위 환경에서 우수한 살균효과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제30권1호
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• pp.93-101
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• 2006

This research makes a new attempt to apply the activated seawater by electrolysis in the development of two-stage wet scrubber system to control the exhaust gas of large marine diesel engines. First, with using only seawater that is naturally alkaline (pH typically around 8.1). the $SO_2\;and\;SO_3$ are absorbed by relatively high solubility compared to other components of exhaust pollutants, and PM (Particulate Matter) is removed through direct contact with sprayed seawater droplets. Besides, the electrolyzed alkaline seawater by electrolysis, which contains mainly NaOH together with alkali metal ions $(i.e.\;Na^+,\;Mg^{2+},\;Ca^{2+})$, is used as the absorption medium of NOx and $CO_2$. Especially, to increase NOx absorption rate into the alkaline seawater. nitric oxide (NO) is adequately oxidized to nitrogen dioxide $(NO_2)$ in the acidic seawater, which means both volume fractions are adjusted to identical proportion. The results found that the strong acidic seawater was a valid oxidizer from NO to $NO_2$ and the strong alkaline seawater was effective in $CO_2$ absorption In the scrubber test, the SOx reduction of nearly $100\%$ could be achieved and also led to a sufficientPM reduction. Hence, the author believes that applying seawater and its electrolyte would bring the marine air pollution control system to an economical measure. Additionally it is well known that NOx and SOx concentration has a considerable influence on the $N_2O$ emission of green house gas. Although the $N_2O$ concentration exhausted from diesel engines is not as high, the green house gas effect is around 300 times greater than an equivalent volume of $CO_2$. Therefore, we investigated the $N_2O$ removal efficiency with using the electrolyzed seawater too. Finally this research would also plan to treat the effluent by applying electro-dialysis and electro-flotation technique s in the future.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제35권3호
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• pp.257-268
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• 2024

Hydrogen serves as a clean energy source with potential applications across various sectors including electricity, transportation, and industry. In terms of policy and economic support, governmental policy backing and economic incentives are poised to accelerate the commercialization and expansion of hydrogen energy technologies. Hydrogen energy is set to become a cornerstone for a sustainable future energy system. Additionally, when constructing hydrogen production plants, economic aspects must be considered. The essence of hydrogen production plants lies in the electrolysis of water, a process that separates water into hydrogen and oxygen using electrical energy. The initial capital expenditure (CAPEX) for hydrogen production plants can vary depending on the electrolysis technology employed. This study aims to provide a comprehensive understanding of hydrogen production technologies as well as to propose a method for predicting the CAPEX of hydrogen production plants.

• 한국가스학회지
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• 제22권6호
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• pp.65-75
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• 2018

풍력에너지는 낮에 비해 야간에 많은 잉여전력을 발생시키기 때문에 야간에 생산되는 전력은 버려지고 있는데, 이 문제를 해결하기 위해 풍력 등 재생에너지를 연계한 수전해 하이브리드 시스템 개발이 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 하이브리드 시스템 안전성 향상을 위해 국내 외 수전해 시스템 기준의 평가항목을 분석하였고, 평가 항목을 토대로 수전해 시스템의 안전성능 시험항목을 도출하였다. $5Nm^3/hr$급 수전해 시스템의 안전성능 평가를 위하여 시험항목 중 효율측정시험, 수소발생압력시험, 수소 순도시험을 평가하였다. 그 결과 수소발생량은 $5.10Nm^3/hr$, 스택효율은 $4.97kWh/Nm^3$로 산출되었고, 이때 발생한 수소의 순도는 99.993%로 국제기준 ISO 14687, SAE J2719에 명시된 순도보다 높은 순도의 수소를 생산하였음을 확인할 수 있었다. 본 연구 결과는 향후 수전해 시스템의 구축과 안전성능을 평가에 도움이 될 것이라고 기대한다.

• 에너지공학
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• 제21권2호
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• pp.194-201
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• 2012

본 연구에서는 소화가스 효율 향상을 위한 전처리로 전기분해를 이용한 하수슬러지 가용화 연구를 수행하였다. 전기분해 처리시간과 전류밀도가 증가함에 따라 SCOD 농도가 증가하였고, 처리시간 60분에 SCOD, TN, TP가 각각 7.4배, 1.9배, 1.3배로 가장 높은 증가율을 보였다. 하수슬러지 초기 pH별 전기분해 처리효과는 강산성, 강알칼리성에서 가용화율이 높았고, 특히 pH 12에서 32.9%의 높은 가용화율을 보였다. 이상의 결과는 전기분해에 의한 직 간접산화작용으로 인해 슬러지의 플록, EPS 구조가 파괴되어 미생물이 이용가능한 유기물들이 증가되었음을 의미한다.

• 전기화학회지
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• 제25권2호
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• pp.69-80
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• 2022

고순도 수소생산을 위한 음이온 교환막 수전해는 양성자 교환막 수전해 시스템에서 사용되는 기존 귀금속 촉매 대신 저렴한 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 차세대 녹색 수소 생산 기술로 많은 관심을 받고 있다. 하지만 음이온 교환막 수전해 기술은 개발 초기 단계이기 때문에 음이온 교환막 수전해의 핵심 요소인 음이온 교환막, 이오노머, 전극지지체 및 촉매에 관한 연구 수행이 필요하다. 그 중, 현재 촉매 분야에서 진행되고 있는 연구들은 기개발된 알칼리용 반쪽전지 촉매를 음이온 교환막 시스템에 적용하는 방향의 연구가 진행되고 있으며 적용된 촉매는 낮은 활성도와 내구성의 문제점을 가진다. 이에 본 총설은 알칼리성 매질에서 비귀금속 기반 촉매를 사용하여 산소발생반응 및 수소발생반응을 촉진시킨 촉매 합성 기술을 제시하였다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권6호
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• pp.541-548
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• 2019

Zirconia (ZrO₂) materials are widely used in a variety of energy systems and devices. When nanorod-shaped ZrO₂ is used as energy materials, ionic conductivity and mechanical strength can be improved compared to the characteristics of conventional spherical-shaped nanomaterials. In this study, we synthesized ZrO₂ nanorods and investigated the shape change of them depending on various synthesis conditions such as precursor concentration, synthesis temperature, synthesis period, and aging period. The obtained nanorods were casted into a membrane for alkaline water electrolysis system and subjected to basic performance evaluation for use as a separator. The structure and the shape of the nanorods were characterized by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), and the like.

• 에너지공학
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• 제24권2호
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• pp.34-39
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• 2015

본 연구에서는 중온에서 수소생산이 가능한 무격막형 알칼리수전해 장치를 제작하여 전극재질에 따른 수소생산 특성을 확인하였다. 전극재질($IrO_2/Ti$, $RuO_2/Ti$, Ti)별 전기화학적 특성을 확인한 결과 $RuO_2/Ti$에서 가장 높은 효율을 나타내었고, 전해질 농도별 수소생산량 실험 결과, 전해질 농도와 수소생산량은 비례하는 경향을 보였으며 30% KOH 조건에서 $118.9m^3/m^3/day$로 가장 높은 수소생산량을 확인할 수 있었다. 전극재질별 수소생산량을 확인한 실험에서는 anode($IrO_2/Ti$)와 cathode($RuO_2/Ti$)로 조합 시 $157.55m^3/m^3/day$로 $IrO_2/Ti$를 cathode로 조합한 결과에 비해 약 6.97% 높은 수소생산량을 보였다. 이는 DSA전극의 전기화학적 활성도 향상에 의한 수소생산량 증대와 기존 전극에 비해 내구성이 향상되어 안정적인 알칼리 수전해가 가능한 것으로 사료된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.155-162
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• 2018

In this paper, the reliability of the numerical analysis using the two phase flow on the behavior of the hydrogen bubbles in the alkali electrolysis stacks was investigated by comparing the results obtained from numerical analysis and flow visualization experiments. As the results, through comparison with results gotten to visualization experiments, it is possible to approximate analysis for the flow of hydrogen bubbles in the stacks by numerical analysis using the two-phase flow. Also, the flow of hydrogen bubbles around the electrodes could be similarly analyzed by numerical analysis using the two-phase flow.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.715-722
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• 2022

Pt-Fe/carbon black nanocatalysts were prepared by spontaneous reduction reaction of Platinum(II) acetylacetonate and Iron(II) acetylacetonate in a nucleophilic solvent and they were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analyzer (EDS), thermogravimetric analyzer (TGA), transmission electron microscopy (TEM), Brunauer, Emmett and Teller (BET) surface area analysis and anion exchange membrane (AEM) water electrolysis test station. The distribution of the Pt and Fe nanoparticles on carbon black was observed by TEM, and the loading weight of Pt-Fe nanocatalysts on the carbon black was measured by TGA. Elemental ratio of Fe:Pt was estimated by EDS and it was found that elemental ratio of Pt and Fe was changed in the range of 1:0 to 0:1, and the loading weight of Pt-Fe nanoparticles on the carbon black was 5.95-6.78 wt%. Specific surface area was greatly reduced because Pt-Fe nanocatalysts blocked the pores. I-V characteristics were estimated.