• 대한화학회지
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• 제50권4호
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• pp.328-337
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• 2006

연구의 목적은 고등학교 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험의 문제점을 분석하여, 학생들이 실험을 용이하게 수행하게 하고 환기 장치가 없는 과학실 여건을 고려해 염소 기체 발생으로 인한 안전 문제의 발생을 줄이기 위한 개선 실험을 제시하기 위한 것이다. 연구를 위하여 고등학교 11종 과학 교과서에 제시된 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 실험 방법에 따라 분류하고, 중등학교 화학 교사들에게 과학 교과서에 제시된 실험 방법대로 실험을 수행하게 한 후 문제점을 분석하여 개선 실험을 모색하였다. 연구 결과에 의하면, U 자관과 가지달린 U 자관을 반응 용기로 사용한 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험에서는 반응속도가 느려서 부반응으로 부산물이 발생하는 문제점이 있었으며, 비커를 반응 용기로 사용한 실험에서는 두 전극이 분리되어 있지 않아 각 전극에서 일어나는 화학반응을 분리하여 관찰할 수 없었다. 그리고 전기분해 장치를 반응 용기로 사용한 실험에서는 반응 생성물의 성질을 확인하기 어려운 문제점이 있었다. 이러한 문제점들을 개선하기 위하여 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용한 결과, 전기분해 반응속도가 빨라졌고, 각 전극에서 생성되는 반응 생성물의 특성을 분리해서 관찰할 수 있었다. 또한, 염화구리(II) 수용액의 사용량과 (-)극 주변에서 일어나는 부반응으로 인한 부산물의 생성량을 줄일 수 있었다. 그러므로 ㅂ자 모양의 반응 용기를 사용하는 개선 실험을 고등학교 과학 탐구 실험에 활용한다면, 염화구리(II) 수용액의 전기분해 실험을 용이하게 수행할 수 있어, 수용액의 전기분해에 관한 과학적인 개념 형성에 도움을 줄 수 있을 것이다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권2호
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• pp.132-140
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• 2023

In this study, rotary magnet holder (RMH) was manufactured to analyze the ion transport effect according to the rotating magnetic field for the hydrogen production efficiency by alkaline water electrolyte. In the experiment, the voltage signal according to the magnet arrangement inside the RMH, the rotation speed, and the rotation time was measured using the voltage measurement module. As a result of the voltage signal measurement experiment, the average potential difference increased as the rotation speed of the RMH increased. Through the results of the voltage signal measurement experiment, the most efficient magnet arrangement (case 2) was applied to the RMH to conduct a water electrolysis experiment. A 20% NaOH aqueous solution was filled in the electrolytic cell, and a direct current 2 V constant voltage was applied to measure the current value according to the RMH rotation to compare the hydrogen generation amount. When rotating at 100 RPM, the hydrogen production efficiency increased by 8.06% compared to when not rotating. Considering the area exceeding +25 mA, which was not measured at the beginning of the experiment, an increase in hydrogen production of about 10% or more can be expected.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권3호
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• pp.403-407
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• 2007

The anodic degradation of benzoquinone(BQ), a model compound for wastewater treatment was carried out using a home-made flow-through electrochemical cell with carbon fibers. To optimize the controlled current electrolysis condition of an aqueous BQ solution, the experimental variables affecting the degradation of BQ, such as the applying current, pH, reaction time, and flow rate of the BQ solution were examined. The degradation products of the oxidation reaction were identified by High Performance Liquid Chromatography and Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectrometer. Low molecular weight aliphatic acids, and CO2 were the major products in this experiment. The removal efficiency of BQ from the solution increased with the applying current and time. 99.23% of 1.0 × 10-2 M BQ was degraded to aliphatic acids and CO2 when the applying current is 175 mA in a 12 hr electrolysis.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제9권2호
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• pp.185-190
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• 2021

시멘트는 현대 건설 산업에서 주된 재료로써 활용되지만 생산 시 발생하는 이산화탄소로 인해 지구온난화의 주된 원인으로 지목되고 있다. 이에 따라 시멘트 대체재로서 산업부산물을 활용하는 연구가 진행 중이며, 이 중 제철소에서 생산되는 고로슬래그가 대표적이다. 하지만 고로슬래그는 시멘트 대체재로써 사용 시 초기 강도 저하의 문제점을 지니고 있는데, 이는 고로슬래그 생산과정에서 만들어지는 입자 표면의 유리질 피막이 원인이다. 일반적인 수화반응에서 피막은 시멘트의 수화반응에서 생성되는 수산화칼슘이 경화체 내부 알칼리 환경을 조성하게 되고 이를 통해 파괴되는 것으로 알려져있다. 따라서 본 연구에서는 고로슬래그의 사용성능 개선 및 초기 강도 저하의 문제점을 해결하기 위하여, 기존에 고로슬래그 입자 표면의 막을 제거하기 위해 사용되어지는 알칼리 자극제 대신 전기분해를 통해 생성한 알칼리 수를 배합수로 활용하기 위한 연구를 진행하였다. 실험 결과, 고로슬래그와 알칼리 수를 활용한 시멘트 경화체에서 일반적인 배합수에 비해 높은 강도 발현 및 수화물 생성을 보였으며, 공극분석 결과 내부 공극률 및 공극분포에서 더욱 밀실한 구조를 지니고 있는 것으로 확인되었다.

• 대한화학회지
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• 제63권4호
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• pp.289-306
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• 2019

이 연구에서는 2015 개정 교육과정의 교과서에서 "모델의 개발과 사용"이라는 항목에서 변화가 있는지 확인하기 위하여 2009 개정 교육과정의 교과서 내용과 비교 분석하였다. 이를 위하여 2015 개정 교육과정의 화학 I 교과서 8종, 화학 II 교과서 6종을 분석하였으며, 2009 개정 교육과정의 화학 I 교과서 4종, 화학 II 교과서 4종을 비교 분석하였다. 분석 범위는 수용액의 전기 분해에 관련된 내용만 선택하였다. 또한 동일한 실험을 다른 모델로 해석하는 전해질 관련 내용을 비교하기 위하여 2015 개정 교육과정 중학교 과학 2 교과서 4종의 관련 단원 내용을 2009 개정 교육과정의 중학교 과학 2 교과서 9종과 비교 분석하였다. 분석 결과, 학년과 단원에 따라 동일한 실험을 다른 모델로 설명하고 있었으며, 모든 설명은 단일 모델로 제한하여 제시하였다. 또한 모델과 일치하지 않을 수 있는 실험 결과가 나오는 전해질의 종류를 제한하는 경향이 2009 개정 교육과정보다 2015 개정 교육과정에서 더 뚜렷하게 나타났다. 이 결과는 2015 개정 교육과정에서 개발된 교과서에서 "모델의 개발과 사용"을 반영하기 위한 노력이 필요함을 시사한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.121-128
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• 2017

For an investigation on the effect of the shape of electrodes in alkaline water electrolysis, two kinds of stack with circular and square electrode array are used to visualize both for behaviors of hydrogen bubble around the electrodes and for measurements of hydrogen production from these two stacks. The electrolytes for the hydrogen production experiment were applied for 20 wt%, 25 wt%, 30 wt% and 35 wt% of KOH alkaline aqueous solutions. As a result, the adhesion length of bubbles attached around the square electrode in the visualization experiment was found to be 1.7 times longer compared with the attached around the circular electrode. In the hydrogen production experiments, the volume of hydrogen production of the stack by using circular electrode array was approximately 3% more than that of the stack with square electrode array. These observations may be caused by the effect of the bubbles attached to the around the electrodes obstructing mass transfer such as hydrogen exhaust and electrolyte supply.

• 자원리싸이클링
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• 제16권6호
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• pp.52-60
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• 2007

탈질 특허분석과 전해기초연구를 통하여 수용액으로부터 질소의 환원제거에 대하여 조사하였다. 세계적으로 수용액으로부터 질소를 제거하는 방법으로 생물학적 기술과 산화환원 기술이 개발되고 있으며, 최근 들어 전해기술에 대한 특허출원도 증가하고 있다. 전해법에서 Fe를 음극으로 Pt를 양극으로 채택한 정전류 전해법에 의하여 1시간동안 총질소를 47% 이상 제거할 수 있었다. 질소함유 폐수를 처리하는 효율적인 방법은 폐수 특성에 맞는 기술의 조합이라고 말할 수 있다. 예를 들어 고농도 질소 함유 폐수를 소량 배출하는 경우 화학적 처리와 전해법의 조합으로 질산성 질소를 아질산성 질소로 일차 전환시켜 전해효율을 극대화시키면서 2차 오염원인 용해 금속이온을 전해과정에서 음극에 환원 회수하는 방법 등이 실용화에 유리하다고 말할 수 있다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제10권3호
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• pp.204-210
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• 2022

시멘트는 건설산업 분야에서 주된 이산화탄소의 원인으로 지목되고 있다. 시멘트의 제조과정에서 나오는 이산화탄소를 저감하기 위해 시멘트 대체재로 산업부산물인 고로슬래그를 사용하는 연구가 진행 중이다. 고로슬래그를 시멘트 대체재로 사용할 경우 장기강도 증진과 내화학성 향상 등의 장점을 지니고있다. 하지만 고로슬래그는 초기강도 저하의 문제점을 지니고 있다. 이는 고로슬래그의 생산과정에서 만들어지는 표면의 불투성 피막이 원인이다. 생성된 피막은 알칼리 환경에서 파괴되는 것으로 알려져 있으며, 이를 바탕으로 선행연구에서는 다양한 알칼리 자극제를 사용한 해결방안을 제시해왔다. 알칼리 자극제는 강알칼리성 물질이기 때문에 위험성이 존재하며, 비용이 고가인 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 고로슬래그의 초기 수화반응성을 향상시켜 고로슬래그를 치환한 모르타르의 초기강도를 확보함과 동시에 탄산화 저항성 증가 여부를 확인하기 위한 실험을 진행하였다. 실험결과, 알칼리 수를 활용한 모르타르가 일반 배합수를 사용한 모르타르에 비해 높은 강도발현을 보였으며, 내부에 더 많은 수화생성물이 있음을 확인했다. 또한, 알칼리 수를 배합수로 활용한 모르타르가 탄산화 저항성이 높은 것을 확인하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제13권1호
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• pp.28-38
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• 2004

시안 함유 도금폐수의 재활용이 가능한 전기적 산화법에 의한 수용액상의 시안 성분 분해특성을 규명하기 위한 실험을 수행하였다. 전해산화에 의한 유리시안 분해실험 결과, 전류효율과 분해속도를 고려할 때 전압 5V, 구리촉매량 Cu/CN 몰비 0.05가 적정조건이었으며, 이때의 전류효율은 26%, 분해속도는 5.6 mM/min 이었으며 적정수준 이상의 전압과 구리첨가는 분해속도를 소폭 상승시키나 전류효율은 증가하지 않았다. 지지전해질의 증가는 전류밀도의 증가로 분해속도를 소폭 증가시키나 전류효율은 크게 감소하였다. 초기 유리시안 농도실험 결과, 과산화수소 산화와 유사한 결과를 나타내어 시안농도 증가시 분해속도 및 전류효율이 동시에 증가하므로 고농도 시안일수록 적절한 공정으로 판단된다. 각 변수가 총괄 반응속도에 미치는 영향을 확인하기 위하여 In($C_{CN}$ /$C_{CNo}$ )와 시간과의 관계로부터 계산한 총괄 반응속도 상수는 $1.6∼7.3${\times}$10^{-3}$ $min^{-1}$ 이었으며 시안농도에 대하여 1차 반응식을 만족하였다.