• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권2호
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• pp.148-157
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• 2022

Research on hydrogen storage is active to properly deal with hydrogen, which is considered a next-generation energy medium. In particular, research on metal hydride with excellent safety and energy efficiency has attracted attention, and among them, magnesium-based hydrogen storage alloys have been studied for a long time due to their high storage density, low cost, and abundance. However, Mg-based alloys require high temperature conditions due to strong binding enthalpy, and have many difficulties due to slow hydrogenation kinetics and reduction in hydrogen storage capacity due to oxidation, and various strategies have been proposed for this. This research manufactured Mg₂Ni to improve hydrogenation kinetics and synthesize about 5, 10, 20 wt% of CaF₂ as a catalyst for controlling oxidation. Mg₂NiHx-CaF₂ produced by hydrogen induced mechanical alloying analyzed hydrogenation kinetics through an automatic PCT measurement system under conditions of 423 K, 523 K, and 623 K. In addition, material life cycle assessment was conducted through Gabi software and CML 2001 and Eco-Indicator 99' methodology, and the environmental impact characteristics of the manufacturing process of the composites were analyzed. In conclusion, it was found that the effects of resource depletion (ARD) and fossil fuels had a higher burden than other impact categories.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권5호
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• pp.688-693
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• 2014

촉매필터의 NO 환원활성을 조사하기 위하여 $SO_2$와 $H_2O$가 동시 또는 따로 존재하는 조건에서 NO, $NH_3$, air로 구성된 합성가스 분위기에서 그 성능이 측정되었다. 집진성능이 높이 평가된 SiC 세라믹 필터의 기공에 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매를 코팅하여 SCR용 촉매필터를 제작하였다. $260^{\circ}C$ 이하의 저온영역에서 반응가스 중에 $SO_2$와 $H_2O$가 각각 또는 동시에 존재할 경우에 이들이 존재하지 않을 때와 비교하여 촉매필터의 활성이 두드러지게 감소하였다. 반면에 $320^{\circ}C$ 이상의 고온에서는 반응가스 중에 $SO_2$가 포함될 경우 촉매필터의 활성이 증가하여 여과속도 2 cm/s에서 500 ppm의 NO를 99.8% 이상 질소로 환원시켰다. 특히 반응가스 중에 물이 존재할 때는 $380^{\circ}C$의 고온까지 99% 이상의 NO 전환율이 유지되었다. 이와 같은 물의 영향은 물이 고온에서 $NH_3$ 산화반응을 둔화시켜서 $N_2O$ 생성으로 가는 반응을 억제시키기 때문으로 해석되었다. $SO_2$와 $H_2O$가 공존하는 반응가스에서 100시간 운전 후에도 촉매필터의 초기 NO 환원활성이 유지되었다. 따라서 촉매필터가 분진과 NOx 가스를 동시에 처리할 수 있는 우수한 산업촉매로써 활용될 수 있을 것으로 사료되었다.

• 청정기술
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• 제21권1호
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• pp.68-75
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• 2015

본 연구에서는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 core-shell 구조의 CoAl₂O₄@Al 복합체를 Al 금속의 수열반응을 통하여 합성하고, 이를 Rh 촉매의 담지체로 적용하여 구조적, 촉매화학적 특성을 분석하였다. Rh/CoAl₂O₄@Al (3 wt% Rh) 촉매는 단순침적법(incipient wetness impregnation)으로 제조하였고, 특성의 비교평가를 위하여 공침법(co-precipitation)으로 합성한 CoAl₂O₄를 담지체로 하여 Rh/CoAl₂O₄ (3 wt% Rh) 촉매를 단순침적법으로 제조하였다. 이들 촉매들은 N₂ 흡착, XRD, 전자 주사현미경, temperature programmed reduction (TPR), CO 화학흡착 분석을 통해서 그 특성을 분석하였고, 글리세롤 수증기 개질 반응(550 ℃)을 통한 수소전환반응에 적용하여 촉매적 특성을 평가하고 분석하였다. 글리세롤 수증기 개질반응에 대하여 Rh/CoAl₂O₄@Al 촉매는 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에 비하여 약 2.8배 높은 글리세롤 전환 turnover frequency (TOF)를 보여주었고, 이는 높은 열전도성을 갖는 금속-세라믹 복합체를 통한 원활한 반응열의 전달에 기인한 것으로 분석되었다. CoAl₂O₄@Al 및 CoAl₂O₄ 담지체에서도 환원에 의하여 노출된 일부 Co 금속에 의한 촉매적 활성이 관찰되었는데, Rh/CoAl₂O₄@Al과 Rh/CoAl₂O₄ 촉매에서와 마찬가지로 core-shell 구조체인 CoAl₂O₄@Al이 CoAl₂O₄ 보다 높은 촉매적 활성을 보였다. 그러나, 이들 촉매는 글리세롤 개질반응에서 비교적 높은 비활성화를 보여주었고 이는 촉매표면의 탄소침적(coking)에 기인한 것으로 판명되었다.

• 해양환경안전학회지
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• 제28권spc호
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• pp.30-36
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• 2022

수처리 후 직접 해양으로 배출하는 산업시설 등에서 Hazardous and Noxious Substance (HNS) 농도 변화를 연속 자동 측정하기 위한 센서의 기본적 성능으로 상온에서도 ppb 수준의 검출이 가능한 센서가 필요하다고 판단하여 기존의 센서의 감도를 높이기 위한 방법을 제안하였다. 우선 나노입자 박막에 전도성 탄소계 첨가물을 이용하여 필름의 전도도를 높이는 방법과 촉매 금속을 이용하여 표면에서의 이온 흡착도를 높이는 방법에 대해서 각각 연구하였다. 전도성 개선을 위해서 ITO 나노입자를 활용한 필름에 carbon black을 첨가물로 선택하여, 첨가물 함유량에 따른 센서의 성능변화를 관찰하였다. 그 결과 CB 함량 5 wt% 정도에서 전도성 증가에 의한 저항과 응답시간의 변화를 관찰할 수 있었고, 유기용제를 대상으로 한 실험에서 검출하한은 250 ppb 정도까지 낮아지는 것을 확인하였다. 또한 액체 중 이온 흡착도를 높이기 위하여 센서 표면에 촉매로 Au를 스퍼터로 제작한 표면 촉매층을 형성한 시료를 이용한 실험에서 센서의 응답은 20% 이상 증가하고 평균 검출하한은 61 ppm까지 낮아지는 것을 확인하였다. 이 결과로부터 금속산화물 나노입자를 활용한 화학저항형 센서가 상온에서도 수십 ppb 정도의 HNS를 검출할 수 있다는 것을 확인하였다.

• 한국의류학회지
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• 제30권3호
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• pp.481-486
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• 2006

한지를 의류용으로 사용하기 위한 시도들이 있었지만, 습윤상태에서 물리적 성질이 크게 감소한다는 문제점 때문에 많은 한계를 가지고 있었다. 따라서 한지의 습윤상태에서의 물리적 성질을 향상시키기 위해 내수성을 부여하고자, 실리콘 수지를 이용하여 한지에 발수가공을 행하였다. 패드-드라이-큐어 방법을 사용하여 처리하였고, 가공의 최적조건을 알아보기 위해 수지의 농도와 촉매의 농도, 큐어링 시간과 온도를 변화시켜 실험하였다. 한지의 발수도, 강연도, 방추도를 측정하였고, 습윤과 건조상태에서의 인장강도, 인열저항 마찰저항을 비교하였다. 그 결과 한지의 발수가공을 위한 최적처리조건은 실리콘 수지농도 40g/l, 촉매농도는 수지농도의 1/2인 20g/l, 큐어링 온도 160$^{circ}C$, 큐어링 시간 120초였다. 가공 후에도 한지의 유연성은 크게 저하되지 않았으며, 방추도는 약간 증가하였다. 가공 후, 건조상태에서의 인장강도, 인열저항은 큰 변화가 없었으나 내마모도는 증가하였고, 습윤상태에서의 인장강도, 인열저항, 내마모도 모두 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권5호
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• pp.516-520
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• 2011

휴대용 고분자전해질 연료전지의 수소발생용으로써 $NaBH_4$는 많은 장점을 갖고 있다. 본 연구에서는 $NaBH_4$ 가수분해 반응의 수소 수율에 대해 연구하였다. $NaBH_4$ 가수분해 반응의 수소 수율에 미치는 촉매 형태, 온도, $NaBH_4$ 농도, NaOH 농도 등의 영향에 대해 실험하였다. 촉매는 Co-P/Cu, Co-B/Cu와 Co-P-B/Cu를 사용하였는데 이들 촉매 종류에 따라 $NaBH_4$ 가수분해 반응의 수소 수율에 미치는 영향은 거의 없었다. $60^{\circ}C$ 이하의 온도에서 $NaBH_4$ 농도가 증가하면 부산물과 $NaBH_4$에 의해 겔이 형성되면서 가수분해 반응의 수소 수율이 감소였다. 겔 형성에 의해서 $NaBH_4$ 가수분해 반응 속도와 수소 총 발생량이 감소하였다. 안정화제인 NaOH를 첨가하면 겔 형성을 촉진해 수소 수율을 감소시켰다.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.413-418
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• 1998

Methoxy polyoxyethylene dodecanoate류($C_{11}H_{23}COO(CH_2CH_2O)_nCH_3$)는 고체촉매를 이용하여 지방산 메틸에스테르에 에틸렌옥사이드를 부가시켜 얻어지는 비이온성 계면활성제의 일종이다. 이들은 지방알코올을 이용한 비이온성 계면활성제 polyoxyethylene dodecyl ether류($C_{12}H_{25}O(CH_2CH_2O)nH$)보다 경제성이 높은 이점을 가지고 있다. 이 연구는 이들 두 종류의 비이온성 계면활성제에 대하여 비이온성 계면활성제/물/오일의 3성분계에서 일어나는 상거동에 관련된 오일의 가용화량과 phase inversion temperature(PIT)에서의 계면장력 및 세정성을 비교하여 methoxy polyoxyethylene dodecanoate의 세제용 비이온성 계면활성제로서의 적용 가능성을 확인하기 위해 수행하였다. Methoxy polyoxyethylene dodecanoate는 3성분계의 상거동에서 hexadecane에 대해 10~18%의 오일가용화량을 나타내므로서 polyoxyethylene dodecyl ether보다 약 6%의 높은 가용화력을 보여주었다. 또한, 각각의 PIT 조건에서 methoxy polyoxyethylene dodecanoate는 0.0124~0.0176 dyne/cm, polyoxyethylene dodecyl ether는 0.0130~0.0163 dyne/cm의 계면장력을 나타내었고 세정력에 있어서는 methoxy polyoxyethylene dodecanoate는 82.1~83.2%, 그리고 polyoxyethylene dodecyl ether는 78.5~80.4%로 methoxy polyoxyethylene dodecanoate가 polyoxyethylene dodecyl ether에 비해 높은 세정성을 나타내었다. methoxy polyoxyethylene dode-canoate의 우수한 세정 성능은 polyoxyethylene dodecyl ether에 비해 다소 높은 오일가용화력과 이에 관련된 PIT에서의 계면장력 저하효과에 기인된 것으로 판단된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제25권6호
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• pp.577-585
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• 2014

Nanorod and particle shape $CeO_2$ were synthesized via hydrothermal process and precipitation method, respectively, and used as supports of Pt catalyst for water gas shift (WGS) reaction. Three different durations (12, 48, and 96h) for hydrothermal process were applied for the preparation of nanorod type $CeO_2$. 1.0 wt% of Pt was loaded on the prepared supports with incipient wetness method prior to the catalytic activity tests that were carried out at a GHSV of $95,541h^{-1}$, and a temperature range of 200 to $360^{\circ}C$. Varying duration of hydrothermal process led to the difference in physical characteristics of $CeO_2$ nanorods, such as aspect ratio, BET surface area, pore diameter, and pore volume. Consequently, the catalytic activities of Pt/$CeO_2$ nanorods were affected by the physical characteristics of the supports and appeared to be in the order of Pt/$CeO_2$(12) > Pt/$CeO_2$(48) > Pt/$CeO_2$(96). The comparison of the catalytic activities and results of the analysis (XPS, XRD, SEM, BET and TPR) for the supports revealed that the activity of the catalysts depends on chemical states of the Pt and the support materials in the temperature range that is lower than $280^{\circ}C$. However, the activity is rather dependent on the physical characteristic of the supports because the increased gas velocity limits the mass transfer of reactants in micropores of the supports.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권9호
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• pp.727-734
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• 2015

세계적으로 유가 상승에 따른 내연기관의 에너지 변환 효율을 높이고자 하는 연구가 활발히 진행되고 있다. 가솔린엔진에서 높은 열효율을 실현하기 위해서는 희박연소에 의한 비열비의 증가 및 단열화염온도의 저감에 의한 열효율 향상이 필수적이다. 직접분사식 가솔린 엔진은 연료를 직접 연소실에 공급하고 정밀한 연소제어를 통해 희박 연소가 가능하게 하지만 희박연소 한계의 확대와 안정된 희박연소제어가 요구된다. 희박연소 엔진에 대한 삼원촉매의 배출가스 저감특성은 높은 공기과잉률 및 낮은 배기가스 온도로 인해 매우 제한적이다. 이에 효과적인 삼원촉매의 개발을 위해 승용 차량용 엔진의 주요 연비시험 운전조건인 2000 rpm BMEP 2bar 조건에서 공기과잉률의 변화에 따른 배출가스 반응 및 생성 특성을 비교하였다. 희박연소 조건에서 $NO_2$가 생성되었으며, $NO_2$의 비율은 공기과잉률이 증가할수록 증가하고 $N_2O$는 감소하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제12권5호
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• pp.42-49
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• 2003

넓은 입도분포를 가지는 헤마타이트 철광석을 사용하여 $H_2$ 및 $H_2$-CO 혼합가스 분위기에서 환원 및 탄회특성에 대하여 고찰하였다. 환원에 의한 활성화에너지 값은 약 20kJ/mol 였다. 환원 및 탄화단계에서 무게변화는 환원단계에서는 약 28% 감소하였고, 탄화단계에서는 약 5%증가하였다. 이는 이론 계산식에 의한 값과 거의 일치하였다. 온도, 입도 및 가스비($_H2$/CO=1～5 범위)에 따른 탄화속도는 온도가 낮을수록 입자가 작을수록 그리고 가스비가 작을수록 탄화속도가 증가하였다. 또한 $H_2$의 가스비($H_2$/CO=1)가 낮을 때는 유리카본(C, free carbon)이 발생하였다. 수소가스를 혼합하였을 경우가 탄화속도는 증가하였으나, 수소분율에 비례하여 증가하지는 않았다. 혼합가스 중 수소분율($X_{H2}$ )이 0.5일 때 ($H_2$/CO=1) 탄화속도가 최대였다. 이때 수소가 탄화철 생성과정에 있어서 촉매역할을 한 것으로 추정된다.