• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.175.1-175.1
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• 2011

우드칩을 포함하는 화석연료대비 발열량이 낮은 바이오매스를 가스화를 통하여 활용하는 경우 타르 및 수트를 포함하는 저열량의 합성가스가 생성된다. 이러한 합성가스를 엔진을 통한 발전, 스팀, 수소 및 화학제품 생산으로 활용하기 위해서는 고효율의 타르 정제 및 제거가 필수적이다. 특히 착화가 어렵고 연소온도 및 연소율이 낮으며, 화염구간이 좁은 저열량의 합성가스를 이용하여 스팀을 생산하기 위해서는 많은 문제점으로 인하여 기술 개발이 필요하다. 본 연구에서는 하향류식 가스화기를 이용하여 우드칩을 연료로 합성가스를 제조하였으며, 합성가스에 포함되어 있는 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 특히 고효율 타르의 제거를 위하여 두 종류의 산화촉매를 이용한 합성가스 내 타르의 제거 연구를 수행하였다. Ru 촉매를 이용하는 경우 합성가스 내 타르의 농도를 100ppb 정도까지 저감이 가능하였다. 정제된 합성가스는 유류 혼소 버너를 통하여 보일러 연소실에서 혼합연소되어 30만kcal/h의 열을 공급함으로써 스팀을 생산 하였으며, 생성된 스팀은 블록 건조 시설에서 이용하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2011

Anode off-gas of high temperature fuel cells such as MCFC contains a significant amount of combustible components like hydrogen, carbon monoxide and methane according to fuel utilization ratio of the fuel cell stack. Thus, it is important to fully burn anode off-gas and utilize the generated heat in order to increase system efficiency and reduce emissions as well. In the present study, 25 kW catalytic combustor has been developed for the application to a load-following 300kW MCFC system. Mixing and combustion characteristics have been experimentally investigated with the catalytic combustor. Since the performance of catalytic combustor directly depends on the combustion catalyst, this study has been focused on the experimental investigation on the combustion characteristics of multiple catalysts having different structures and compositions. Results show that the exhaust emissions are highly dependent on the catalyst loading and the ratio of catalytic components. Test results at load-following conditions are also shown in the present study.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제1권1호
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• pp.10-18
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• 2010

Controlled electrodeposition of dendritic nano-structured gold-platinum (AuPt) alloy onto an electrochemically pretreated carbon paper substrate was conducted in an attempt to improve catalyst utilization and to secure an electronic percolation network toward formic acid (FA) fuel cell application. The AuPt catalysts were obtained by potentiostatic deposition. AuPt catalysts synthesized as bimetallic alloys with 60% Au content exhibited the highest catalytic activity towards formic acid electro-oxidation. The origin of this high activity and the role of Au were evaluated, in particular, by XPS analysis. Polarization and stability measurements with 1 mg $cm^{-2}$ AuPt catalyst (only 0.4 mg $cm^{-2}$ Pt) showed 52 mW $cm^{-2}$ and sustainable performance using 3M formic acid and dry air at $40^{\circ}C$.

• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.303-313
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• 2007

화학 산업과 관련된 많은 사업장에서 다양한 종류의 촉매를 사용하고 있으며 이들 촉매의 활성이 감소하면 산업 폐기물로서 폐기하고 있다. 또한 자동차에서 발생하는 폐 촉매의 양도 꾸준히 증가하고 있다. 활성이 감소되어 폐기된 촉매는 촉매가 지니고 있는 물리화학적 특성, 관련 환경 규제 및 경제적 효과를 고려하여 재생, 재이용, 또는 폐기될 수 있다. 폐기된 촉매는 휘발성 유기화합물(VOCs) 제거에 효과적인 것으로 알려진 귀금속이나 금속산화물을 포함하고 있으므로 적절한 처리과정을 거치면 VOCs 제거에 이용할 수 있다. 따라서 본 총설에서는 폐 촉매의 발생 및 사용 현황을 요약 정리하였으며, 특히 재생된 폐 촉매상에서 VOCs 촉매산화반응을 조사하여 그 결과를 소개하였다.

• Nano
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• 제13권10호
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• pp.1850118.1-1850118.17
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• 2018

Nanoparticles of the semiconductor catalyst $Cd_xZn_{1-x}S$ were embedded into the metal organic framework MIL-101(Cr) to obtain $Cd_xZn_{1-x}S@MIL-101$(Cr) nanocomposites. These materials not only possess high surface areas and mesopores but also show good utilization of light energy. The ultraviolet-visible diffuse reflectance patterns of $Cd_xZn_{1-x}S@MIL-101$(Cr) nanocomposites showed that $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S@MIL-101$(Cr) possessed good visible light response ability among the synthesized nanocomposites. The photocatalytic performance of the $Cd_xZn_{1-x}S@MIL-101$(Cr) nanocomposites were tested via degradation and mineralization of methylene blue in neutral water solution under light irradiation using a 300W xenon lamp. As a result, using $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S@MIL-101$(Cr) as a catalyst, 99.2% of methylene blue was mineralized within 30 min. Due to the synergistic effect of adsorption by the MIL-101(Cr) component and photocatalytic degradation provided by the $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S$ component, the $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S@MIL-101$(Cr) catalyst displayed superior photocatalytic performance relative to $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S$ and MIL-101(Cr). Furthermore, $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S@MIL-101$(Cr) possessed excellent stability during photodegradation and exhibited good reusability. The remarkable photocatalytic performance of $Cd_{0.8}Zn_{0.2}S@MIL-101$(Cr) is likely due to the effective transfer of electrons and holes at the heterojunction interfaces.

• 청정기술
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• 제24권1호
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• pp.27-34
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• 2018

분진과 질소 산화물을 동시에 처리할 수 있는 이원적 기능을 가진 촉매 필터는 산업체 적용에 많은 장점을 갖고 있다. 통기성이 높은 시트 형 세라믹 필터를 촉매 필터 소재로 활용하면 배기가스 처리 공정의 타당성을 더욱 높일 것이다. 그러나 시트 필터는 두께가 얇아서 촉매 지지층에 촉매를 부착할 수 있는 공간이 부족하므로 효과적인 촉매필터를 제조하기가 쉽지 않다. 본 연구에서는 국산 시트 필터를 사용하여 촉매 필터를 제조하고 실험실 장치에서 제조된 촉매 필터의 NO 환원 성능이 평가되었다. 현재 시판되고 있는 시트 필터로 촉매 필터를 제조할 경우 여과속도 $2m\;s^{-1}$에서 700 ppm NO 농도에 대한 NO 전환율이 92% 이하로써 촉매 필터 재료로써 좋은 특성을 나타내지 못했다. 이와 같이 저조한 특성을 보이는 이유는 시트 필터의 촉매 지지층의 기공이 균일하지 못하여 필요 이상의 큰 기공이 존재하기 대문으로 해석되었다. 필터에 존재하는 큰 기공의 사이즈를 줄이기 위하여 필터를 제조하는 원재료에 작은 입자를 혼합하여 시트 필터의 기공을 줄이는 효과를 통하여 NO 전환율 96% 이상을 달성하였다. 또한 촉매 지지체로써 큰 입자의 $TiO_2$를 혼합하여 촉매층의 기공을 팽창시켜서 개선된 촉매 필터는 상용 요구에 충족되는 98% 이상의 NO 전환율을 보였다. 위 두 경우 모두 촉매층 내에 존재할 수 있는 큰 기공을 효과적으로 메워서 적절한 촉매층이 형성되면 촉매 필터의 성능이 향상되는 결과를 보인 것이다. 따라서 이와 같이 통기도가 우수한 장점을 가진 시트 필터가 촉매 필터의 소재로 잘 활용될 수 있음을 보였다.

• 한국가스학회지
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• 제20권6호
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• pp.23-30
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• 2016

천연가스를 이용한 기존 엔진들은 효율이 우수한 희박연소를 구현하였지만 배기가스의 정화성능이 점차 강화되는 배기규제에 대응하기 위해, 이론공연비 연소 방식으로 관심이 옮겨지고 있다. 이론공연비 연소 방식은 유해 배출가스의 정화효율이 높은 삼원촉매를 사용할 수 있는 장점이 있지만, 높은 연소열 발생에 따른 열 내구성 문제와 연비가 해결과제로 남아 있다. 천연가스에 수소를 혼합한 수소-천연가스 혼합연료(HCNG))는 수소의 빠른 연소속도에 의한 영향으로 연소속도가 증가하고, 희박한계가 증가하여 배기가스재순환(Exhaust gas recirculation; EGR) 률의 공급을 증가할 수 있다. EGR률 상승은 연소온도를 낮추게 되어 엔진 열 내구성에 긍정적인 영향을 줄 수 있고, 압축비를 더욱 증가 시킬 수 있어서 효율적인 연소조건을 형성하도록 도움을 줄 수 있다. 본 연구에서는 기존 대형 가스엔진을 이용하여 개발한 이론공연비 연소 방식의 HCNG 엔진의 배출가스 저감을 최소화하기 위해, 삼원촉매를 개발 및 적용하여 배기가스 특성을 평가하고 분석하고자 하였다. 현재 상용화된 시내버스용 삼원촉매와 HCNG용으로 개발 중인 시제 삼원촉매를 각각 설치하여 정상상태 운전조건 및 과도운전조건에서 실험을 진행하고 모드실험 결과를 비교하였다.

• 유기물자원화
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• 제29권4호
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• pp.47-54
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• 2021

본 연구는 수소 경제 사회에서 누출·농축 수소에 대한 안전성 확보를 위해 Pd/TiO₂ 촉매를 허니컴 형태로 코팅하여 그 성능을 평가하였다. 열원에 노출되지 않는 액상환원법을 기반으로 촉매를 제조하였으며, 2~4 nm의 매우 작은 활성입자로 존재함을 H₂-chemisorption 분석을 통해 확인하였다. 또한 환원반응온도가 증가할수록 metal dispersion 감소 및 활성입자 크기가 증가함을 확인하였으며, 활성금속 입자 크기와 수소 산화 성능은 비례관계에 있음에 따라 수소 산화 성능 감소결과와 일치함을 확인하였다. 제조된 촉매를 실 공정에 적용할 수 있도록 허니컴 형태의 지지체에 코팅하였을 때, AS-40 바인더를 20 wt%이상 코팅하였을 때 저농도 수소 조건에서 90% 이상의 산화 성능을 관찰하였다. 이는 촉매의 부착강도를 증진시키고 촉매 탈리를 방지하여 장기적인 촉매 활성을 기대할 수 있음을 SEM 분석을 통해 확인하였다. 본 연구를 통해 가스화 등과 같은 유기물 자원화를 통해 수소 생산 및 수소 인프라 구축 사회에서 안전성을 확보할 수 있는 기초연구로, 추후 예측하지 못한 안전사고를 대응할 수 있는 시스템으로써 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국입자에어로졸학회지
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• 제10권2호
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• pp.53-59
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• 2014

Palladium (Pd) nanoparticles attached graphene (GR) composite was synthesized for an enhanced glucose biosensor. Aerosol spray pyrolysis (ASP) was employed to synthesize the GR-Pd composite using a colloidal mixture of graphene oxide (GO) and palladium chloride ($PdCl_2$) precursor. The effects of the weight ratio of the Pd/GR on the particle properties including the morphology and crystal structure were investigated. The morphology of GR-Pd composites was generally the shape of a crumpled paper ball, and the average composite size was about $1{\mu}m$. Pd nanoparticles less than 20 nm in diameter were deposited on GR sheets and the Pd nanoparticles showed clear crystallinity. The characteristic of the glucose biosensor fabricated with the as-prepared GR-Pd composite was tested through cyclic voltammetry measurements. The biosensor exhibited a high current flow as well as clear redox peaks, which resulted in a superior ability of the catalyst in terms of an electrochemical reaction. The highest sensitivity obtained from the amperometric response of the glucose biosensor was $14.4{\mu}A/mM{\cdot}cm^2$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.244.2-244.2
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• 2010

Biological conversion of biomass into fuels and chemicals requires hydrolysis of the polysaccharide into monomeric sugars. In this study, dilute sulfuric acid used as a catalyst for the pretreatment of rapeseed straw. Hydrolysis can be performed enzymatically, and with dilute or concentrate mineral acids. Dilute-acid hydrolysis of rapeseed straw was optimized through the utilization of combined severity. Evaluation criteria for optimization of the pretreatment conditions were based on high xylose recovery and low inhibitor contents in the hydrolyzates. In addition, this paper reports the compositional analysis of hydrolyzate liquors and solid residues, xylose and glucose mass balance closures, and digestibility results of the acid pretreated rapeseed straw.