• 제목/요약/키워드: Catalyst coating

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Bar-Coating 방법으로 제조한 직접메탄올 연료전지 MEA의 성능 (Performance of Membrane Electrode Assembly for DMFC Prepared by Bar-Coating Method)

  • 강세구;박영철;김상경;임성엽;정두환;장재혁;백동현
    • 전기화학회지
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    • 제11권1호
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    • pp.16-21
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    • 2008
  • 직접메탄올 연료전지 (DMFC)의 핵심 구성 요소 중에서 하나는 고분자 전해질막과 촉매층 (연료극과 공기극)으로 구성된 전해질/전극 접합체 (MEA)이다. 그중에서 촉매층은 브러싱법, 전시법, 스프레이 코팅법, 스크린 프린팅법과 같은 다양한 방법을 사용하여 carbon paper나 carbon cloth등과 같은 전극 지지체 위에 코팅한다. 그러나 이러한 촉매 코팅방법들은 전극 지지체 위에 촉매를 균일한 두께로 코팅하기 어렵고, 촉매의 손실이 많으며, 또한 코팅 시간이 많이 필요하다는 단점들이 있다. 본 연구에서는 DMFC용 MEA의 전극층을 바코팅 방법 (bar-coating method)을 사용하여 한 번에 원하는 양의 촉매가 코팅되도록 제조하였다. 이렇게 제조한 전극 촉매층 표면과 단면의 형태를 SEM을 사용하여 관찰하였다. 제조한 MEA의 성능과 저항은 단위전지와 임피던스 분석기를 사용하여 측정하였다.

Gradient catalyst coating 방법을 이용한 MEA 제조 (Fabrication of MEA using gradient catalyst coating method)

  • 김근호;김형준;이상엽;임태훈;이관영
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.325-328
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    • 2006
  • 고분자 전해질 연료전지의 전극을 gradient catalyst coating 방법을 이용하여 제조하였다. 촉매 잉크제조 시 나피온 이오노머의 함침 구성비를 다르게 하여 조성 비율이 다른 gradient 구조를 갖도록 하여 전극을 제조하였다. Anode Cathode의 두 전극을 각각 나피온 함량비가 다른 두 개의 gradient 층구조의 촉매층으로 9:1, 8:2, 7:3, 6:4 비율의 조성비로 성능을 측정하였으며, 전극의 전기화학적 반응 면적을 알아보기 위해 순위전위법을 그리고 분극 저항(Polarization resistance) 변화를 알아보기 위해서는 0.7V에서 임피던스 측정법의 전기화학분석법으로 전극 제조법에 따른 성능변화를 확인하였다. 특히 Gradient catalyst coating 방법을 이용하여 제조한 MEA는 종래 방식의 MEA보다 high current $density(1000mA/cm^2)$이상에서 향상된 성능을 보였다.

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NI/$MgAl_2O_4$코팅된 금속 모노리스 촉매의 수소 생산을 위한 천연가스 수증기 개질 반응특성에 관한 연구 (The Performance of NI/$MgAl_2O_4$ Coated Metal Monolith in Natural Gas Steam Reforming for Hydrogen Production)

  • 최은정;구기영;정운호;이영우;윤왕래
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권6호
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    • pp.500-506
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    • 2010
  • The metal monolith catalyst coated with 15wt% Ni/$MgAl_2O_4$ is applied to the natural gas steam reforming for hydrogen production. To address the improvement of adherence between metal monolith and catalyst coating layer, the pre-calcination temperature as well as the coating conditions of $Al_2O_3$ sol are optimized. When the Fe-Cr alloy monolith is pre-calcined at $900^{\circ}C$ for 6 h, $Al_2O_3$ layer was formed uniformly on the entire surface of the metal substrate. It is seen that the formation of $Al_2O_3$ layer on the monolith surface is essential for the uniform coating of $Al_2O_3$ sol onto the monolith substrate. The monolith catalyst coated with 10wt% $Al_2O_3$ sol shows high $CH_4$ conversion and good thermal stability as compared with the monolith catalyst without $Al_2O_3$ sol coating under severe reaction conditions with high GHSV of 30,000 $h^{-1}$ at $700^{\circ}C$. In addition, the metal monolith catalyst shows higher catalytic activity and better thermal conductivity than 15wt% Ni/$MgAl_2O_4$ pellet catalyst.

Methyltrimethoxysilane을 이용한 반사방지 코팅막의 성능 향상 (Improvement of Performance of Anti-reflective Coating Film Using Methyltrimethoxysilane)

  • 금영섭;김효섭;박주식;김영호
    • 공업화학
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    • 제26권4호
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    • pp.400-405
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    • 2015
  • Tetraethylorthosilicate (TEOS)를 전구체로서 이용하여 제조된 기존의 반사방지(AR; anti-reflective) 코팅막은 대부분 수분을 쉽게 흡수할 뿐만 아니라 낮은 내마모성을 갖는다. 본 연구에서는 AR 코팅막의 투과율, 소수성 및 내마모성을 향상할 목적으로 전구체로서 methyltrimethoxysilane (MTMS)를 사용하고 불소 실란, 산 촉매, 염기 촉매 및 산-염기 2단계 촉매를 첨가하여 다양한 AR 코팅막을 제조하였다. 제조된 AR 코팅막은 UV-Vis, 접촉각 측정기, AFM, 연필경도 및 부착성 시험을 통해 특성을 분석하였다. 그 결과, 경화온도가 $300^{\circ}C$일 때 코팅되지 않은 유리 기판의 투과율은 90.5%인 반면, AR 코팅된 유리 기판의 투과율은 94.8%로 증가하였다. 불소 실란을 첨가한 경우, 소수성이 크게 향상되었음을 나타내듯이 AR 코팅막 표면에서의 접촉각은 $96.3^{\circ}$에서 $108^{\circ}$까지 증가하였다. AR 코팅막의 내마모성은 산 촉매에 의해 향상되었으며, 그것의 투과율은 염기 촉매에 의해 증가하였다. 산-염기 2단계 촉매 반응에 의해 제조한 AR 코팅막의 경우, 상승 효과에 의해 촉매의 도입 없이 제조된 AR 코팅막과 비교하여 투과율 및 내마모성이 향상되었다.

Field emission display with catalysis cathode film material for graphite nano fiber

  • Kageyama, Kagehiro;Kojima, Tomoaki;Hirakawa, Masaaki;Sasaki, Takaei
    • 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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    • 한국정보디스플레이학회 2006년도 6th International Meeting on Information Display
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    • pp.146-149
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    • 2006
  • We developed new FED cathode film material that has catalysis function for graphite nano fiber. Using the cathode film with catalyst, we can simplify the FED process. It is composed of Cr, Fe-Ni catalyst. Fabricating FED panel with the film, we confirmed good emission performance of the panel.

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고체 추진제 접착용 코팅제 조성 연구(I) (Study on Coating Agent Composition for Adhesion of Solid Propellant(I))

  • 정재윤;김경민;박정호;최성한
    • 한국추진공학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.84-90
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    • 2020
  • 본 논문은 이종추진제(1차 추진제/2차 추진제) 접착에 필요한 코팅제에 대해 기술하였다. 코팅제는 유기용매, 고분자 경화제, 경화촉매로 구성되어 있다. 경화촉매인 FeAA를 0.14 wt% 이상 적용한 코팅제는 2차 추진제 경화 직후 시험한 결과 접착계면이 아닌 추진제가 파단되는 결과를 확인하였으며, 0.10 wt% 이하에서는 접착계면이 파단되었다. 경화촉매는 2차 추진제 경화 직후 접착계면이 파단되는 결과를 확인하였다. 또한 TPB 경화촉매를 적용한 코팅제의 경우 시간이 경과함에 따라 1차 추진제와 2차 추진제간의 접착력이 증가하는 결과를 확인하였다.

촉매 코팅방법에 따른 기능성여과포의 NO 제거 반응 특성 (Effects of Catalyst Coating Methods on NO Removal Characteristics of Functional Fabric Filters)

  • 강민필;송윤섭;이효송;김상도;박영옥;황택성;이영우
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제40권6호
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    • pp.725-728
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    • 2002
  • NOx와 먼지 동시 제거용 기능성 여과포 개발의 일환으로 $V_2O_5/TiO_2$ 계열의 상용촉매를 사용하여 P-84, Nomex, PTFE 여과포에 코팅하였다. 사용된 코팅 방법은 Sol-gel법, Spray 법 그리고 Dip 코팅 방법이었으며 코팅방법이 여과포의 NOx 제거 반응에 미치는 영향을 조사하였다. NOx 제거반응실험은 여과포의 작동온도에 맞는 $100-250^{\circ}C$의 반응온도범위에서, 공간속도 $5,000hr^{-1}$, 산소농도 6%, $NH_3/NO$ 몰비는 1.0의 조건하에서 수행되었다. 본 연구에서 시도된 세 가지 코팅 방법 중 촉매량의 조절 및 균일한 코팅이 용이한 Sol-gel법에 의해 제조된 기능성여과포가 가장 좋은 NOx 전환율을 나타냈다.

수소제조를 위한 다공성 FeCrAl 금속 합금 Foam의 NiO 촉매 담지 및 미세구조 분석 (Synthesis and Microstructure Analysis of NiO Catalysts Coated on the FeCrAl Metal Alloy Foam for Hydrogen Production)

  • 이유진;안건형;박만호;이창우;최상현;정주용;조성종;이근재;안효진
    • 한국재료학회지
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    • 제24권8호
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    • pp.393-400
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    • 2014
  • NiO catalysts were successfully coated onto FeCrAl metal alloy foam as a catalyst support via a dip-coating method. To demonstrate the optimum amount of NiO catalyst on the FeCrAl metal alloy foam, the molar concentration of the Ni precursor in a coating solution was controlled, with five different amounts of 0.4 M, 0.6 M, 0.8 M, 1.0 M, and 1.2 M for a dip-coating process. The structural, morphological, and chemical bonding properties of the NiO-catalyst-coated FeCrAl metal alloy foam samples were assessed by means of field-emission scanning electron microscopy(FESEM), scanning electron microscopy-energy dispersive spectroscopy(SEM-EDS), X-ray diffraction(XRD), and X-ray photoelectron spectroscopy(XPS). In particular, when the FeCrAl metal alloy foam samples were coated using a coating solution with a 0.8 M Ni precursor, well-dispersed NiO catalysts on the FeCrAl metal alloy foam compared to the other samples were confirmed. Also, the XPS results exhibited the chemical bonding states of the NiO phases and the FeCrAl metal alloy foam. The results showed that a dip-coating method is one of best ways to coat well-dispersed NiO catalysts onto FeCrAl metal alloy foam.

초소형 연소기를 위한 촉매 합성, 담지방법 및 담지체 (Catalyst preparations, coating methods, and supports for micro combustor)

  • 진정근;김충기;권세진
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2006년도 제33회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.235-241
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    • 2006
  • Catalytic combustion is one of the suitable methods for micro power source due to high energy density and no flame quenching. Catalyst loading in the micro structured combustion chamber is one of the most important issues in the development of micro catalytic combustors. In this research, to coat catalyst on the chamber wall, two methods were investigated. First, $Al_2O_3$ was selected as a support of Pt and $Pt/Al_2O_3$ was synthesized through the alumina sol-gel procedure. To improve the coating thickness and adhesion between catalyst and substrate, heat resistant and water solvable organic-inorganic hybrid binder was used. Porous silicon was also investigated as a catalyst support for platinum. Through the parametric studies of current density and etching time, fabrication process of $1{\sim}2{\mu}m$ of diameter and about $25{\mu}m$ depth pores was confirmed. Coated substrates were test in the micro channel combustor which was fabricated by the wet etching and machining of SUS 304. Using $Pt/Al_2O_3$ coated substrate and Pt coated porous silicon substrate, conversion rate of fuel was over 95% for $H_2$/Air premixed gas.

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초소형 연소기를 위한 촉매 합성, 담지방법 및 담지체 (Catalyst Preparations, Coating Methods, and Supports for Micro Combustor)

  • 진정근;김충기;이성호;권세진
    • 한국연소학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.7-14
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    • 2006
  • Catalytic combustion is one of the suitable methods for micro power source due to high energy density and it can be applied to micro structured chamber without consideration of quenching since it is flameless combustion. Catalyst loading in the micro structured combustion chamber is one of the most important issues in the development of micro catalytic combustors. In this research, to coat catalyst on the chamber wall, two methods were investigated. First, $Al_2O_3$ was selected as a support of Pt and $Pt/Al_2O_3$ was synthesized through the alumina sol-gel procedure. To improve the coating thickness and adhesion between catalyst and substrate, heat resistant and water solvable organic-inorganic hybrid binder was used. Porous silicon was also investigated as a catalyst support for platinum. Through the parametric studies of current density and etching time, fabrication process of $1{\sim}2{\mu}m$ of diameter and about $25{\mu}m$ depth pores was confirmed. Coated substrates were test in the micro channel combustor which was fabricated by the wet etching and machining of SUS 304. Using $Pt/Al_2O_3$ coated substrate and Pt coated porous silicon substrate, conversion rate of fuel was over 95 % for $H_2/Air$ premixed gas.

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