• 한국세라믹학회지
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• 제41권11호
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• pp.793-796
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• 2004

Process Parameters were studied in synthesis of LiCoO$_2$ Powder by ultrasonic spray Pyrolysis. Concentration of the mixed solution influenced the size, shape, and yield of the synthesized powder. The yield was affected primarily by the height of the solution, and then by the flow rate of a carrier gas. The temperature of the reactor governed the crystallinity and morphology of the powder. LiCoO$_2$ powders were synthesized as a layered high temperature phase above 800$^{\circ}C$. The synthesized powders were sphere and secondary Particles consisted of primary particles of 55-70 nm. The secondary Particles became bigger from 0.28 to 1.43 $\mu\textrm{m}$ as the concentration of the solution was increased from 0.05 to 2.0 M. The 2.0 M solution provided the highest production rate.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권9호
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• pp.3183-3193
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• 2023

The water radiolysis in-core at light water reactors (LWRs) produces various radicals with other ionic species/molecules and radioactive nitrogen species in the reactor coolant. Nitrogen species can exist in many different chemical forms and recirculate in water and steam, and consequently contribute to what extent the environmental safety at nuclear power plants. Therefore, a clear understanding of formation kinetics and chemical behaviors of nitrogen species under irradiation is crucial for better insight into the characteristics of major radioactive species released to the main steam or relevant coolant systems and eventually development of advanced processes/methodologies to enhance the environmental safety at nuclear power plants. This paper thus focuses on basic principles on electrochemical interaction kinetics of radiolytic molecules and various nitrogen species in high temperature water, fundamental approaches for calculating thermodynamic values to predict their stability and domain in LWRs, and the effect of nitrogen species on crevice chemistry/corrosion and intergranular stress corrosion cracking (IGSCC) susceptibility of structure materials in high temperature water.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권2호
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• pp.349-356
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• 2017

본 연구에서는 $TiO_2$ nanotube 광촉매의 고도산화처리능을 비교하기 위해서 OH 라디칼 생성력을 평가하고자 하였다. 자외선 조사에 따른 Probe compound인 4-Chlorobenzoic acid (pCBA)의 농도 감소에 따라 OH radical 생성량을 산정하는 방법으로 광촉매 효율을 평가하였는데, $TiO_2$ nanotube 표면에서의 전자의 흐름을 원활하게 하기 위하여 전기적 에너지를 주었을 시 광촉매 효율의 증가 가능성 또한 확인하고자 자외선 조사 시 전류밀도를 인가하는 방법으로 실험을 진행하였다. 실험에 사용된 $TiO_2$ nanotube는 전극효과를 부여하기 위해 양극산화법으로 티타늄판을 이용하여 제조하였으며, pCBA 용액에는 전도도를 부여하기 위하여 NaCl을 첨가하여 전해질로 사용하였다. 정전류 정전압 조건하에서 자외선조사 실험을 진행하였으며, 전류가 흐르는 광촉매에 자외선 조사 시 OH 라디칼 생성량은 광촉매 없이 자외선만 조사하였을 때에 비해 약 5.6배, $TiO_2$ 광촉매와 함께 자외선을 조사하였을 보다 약 2.2배 증가하였다. 결과적으로 광촉매반응에 전기적 에너지를 부여하였을 시 시너지효과를 가져올 수 있는 가능성을 확인할 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권12호
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• pp.1263-1269
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• 2005

용액 상에서 페놀류에 대해 95%의 분해특성을 지니는 동식물세포유래의 효소(horseradish peroxidase, HRP, EC 1.11.1.7)를 다공성 탄소 전극에 고정화시키고 이를 전기화학 반응기에 도입하여 전극반응에 의해 연속적으로 발생되는 과산화수소를 이용하여 페놀의 분해를 수행하였다. FT-IR 분석을 통해 다공성탄소전극 표면에 HRP의 아민기와 펩티드 결합을 위한 카르복실기가 생성되었음을 확인하였고 가교제(coupling agent)로 1-ethyl-3-(3-dimethylaminopropyl)carbodiimide hydrochloride(EDC)를 이용하여 공유결합으로 고정화시켰다. 또한 HRP를 활성화 시켜 페놀을 처리하기 위해 전해질로 사용된 인산염 완충용액의 농도($10{\sim}200$ mM)와 pH($5.0{\sim}8.0$), 외부 산소 주입량($10{\sim}50$ mL/min)및 potentiostat/galvanosta에 의한 외부 공급전압($-0.2{\sim}-0.8$ volt, vs. Ag/AgCl)의 조건을 달리하며 RVC 전극 표면에서 발생되는 과산화수소 농도 및 전류효율을 고려하여 최적 자체 발생조건을 결정하였다. HRP가 고정화된 RVC 전극은 초기 고정화된 HRP 활성에 대해 4주 동안 89%의 상대적 효소 활성도(relatively enzymatic activity)를 지니는 안정한 전극임을 확인하였으며 실험실 스케일의 연속식 전기화학 반응기에 도입되어 최적 과산화수소의 발생조건에서 86%의 분해 효율을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제15권3호
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• pp.181-189
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• 2012

ND-YAG 펄스 레이저를 사용하여 밀폐 반응기에서 가스상 $Ge(CH_3)_4$ (tetramethyl germanium, TMG)을 광분해하여 Ge (germanium) 나노입자를 합성하는 새로운 합성법을 개발하였다. 나노입자의 크기는 간단히 충돌이완가스를 사용하여 5-100 nm로 조절할 수 있었다. $Ge_{1-x}Si_x$ 합금 나노입자는 TMG와 $Si(CH_3)_4$ (tetramethyl silicon, TMS) 혼합가스를 광분해하여 합성하였으며, 이때 반응기 안의 가스 혼합비율에 따라 나노입자의 조성을 조절할 수 있었다. 합성된 나노입자는 얇은 탄소층(1-2 nm) 에 싸여있고, 안정한 콜로이드 용액형태로 잘 분산되어 있다. 합성된 Ge 나노입자와 Ge-RGO (reduced graphene oxide) 하이브리드 구조체 모두 리튬이온전지 특성이 50 사이클 이후 각각 800, 1,100 mAh/g의 높은 방전용량을 갖는 것을 확인하였고, 이 방법은 이전의 Ge 나노입자 합성법과 비교하여 높은 수득률, 우수한 재현성, 성분조절의 용이 하므로, 고성능 리튬 전지의 개발을 위한 음극소재로 기대된다. 이와 같은 Ge 나노입자의 새로운 대량 합성법은 고성능 에너지 변환 소재 실용화에 기여할 것으로 예상된다.

• 전기화학회지
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• 제10권2호
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• pp.110-115
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• 2007

고온형 연료전지인 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell, SOFC)는 연료에 대한 유연성(fuel flexibility)이 높다. 따라서 높은 에너지 밀도를 가진 디젤을 개질하여 SOFC를 운전하는 것은 효과적인 방법이다. 하지만 디젤이 가지는 특성으로 인해 디젤 자열개질기(autothermal refromer)는 운전 시간에 따라 탄소 침적(carbon deposition) 현상이 발생하여 개질기의 성능이 쉽게 저감된다. 개질기 성능 저감 현상 때문에 개질 가스들 중에 탄화수소 생성량이 많아지며, 이는 SOFC 성능도 저감시킨다. 이러한 현상은 연료극에 공급되는 탄화수소가 야기하는 탄소 침적으로 사료된다. 본 연구에서는 탄화수소가 SOFC에 주는 성능 저감을 확인하였으며, 연료전지 성능 저감을 줄이기 위한 디젤 자열개질기 반응물들의 조건 선정($H_2O/C$와 $O_2/C$의 몰 비)을 통해 디젤 자열 개질기 특성을 살펴보았다. 특히 $H_2O/C=0.8$과 $O_2/C=3$인 디젤 자열개질 반응 조건에서 좋은 개질 성능을 확인할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.901-908
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• 2018

흑연은 리튬이온전지에 사용 되는 대표적인 음극활물질이다. 그러나 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 고용량의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 실리콘의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연보다 높은 값을 나타내지만 부피 팽창이 400%로 크기 때문에 음극 소재 활물질로 바로 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서 부피 팽창으로 인한 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 건식 방법으로 실리콘을 분쇄 하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시키고 입도 제어 된 실리콘 입자에 탄소를 코팅하여 체적의 변화를 억제하였다. 그리고 탄소 섬유를 입자 표면에 실타래처럼 성장시켜 2차적으로 부피 팽창을 제어하고 전기전도성을 개선하였다. 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성을 XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 측정하였고 전기화학적 특성을 평가 하였다. 본 연구에서는 실리콘의 수명 특성을 향상시켜 음극 소재 활물질로 사용 할 수 있는 합성 방법에 대하여 알아보았다.

• 멤브레인
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• 제6권2호
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• pp.101-108
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• 1996

반도성 세라믹 광촉매 막 반응기(membrane reactor)에 의한 난분해성 유독 유기물질의 효율적인 분해공정을 개발하기 위한 기초 연구로서 $TiO_{2}$ 광촉매 막의 전기화학 반응에 의한 개미산(formic acid)의 산화/분해 효율성에 대해 연구하였다. 막 반응기는 용액의 여과(filtration)와 광전기화학 반응에 의한 유기물의 광분해를 동시에 수행할 수 있도록 제작되었다. 복합막의 담체임과 동시에 전극의 역할을 할 수 있는 전기 전도성 $SnO_{2}$ 또는 stainless steel 다공성 튜브상에 pH가 1.45인 $TiO_{2}$ 졸을 졸-겔 침지 코팅하여 광촉매 복합막을 제조하였으며 광원으로는 365 nm 파장을 갖는 UV를 사용하였다. $TiO_{2}$ 광촉매 막의 전기화학 반응에 의한 개미산의 산화효율은 전극에 걸어주는 전압과 반응시간에 따라 증가하였으나 투과량(flux)에는 거의 무관하였다. $TiO_{2}/SnO_{2}$ 복합막을 사용한 경우 외부 전압을 27V 걸어주었을때 77% 정도의 산화효율을 얻을 수 있었으며 $TiO_{2}$/stainless steel 복합막에서는 90% 이상이었다. 광촉매 전기화학 반응을 이용함으로써 높은 투과량하에서도 개미산의 산화효율을 단순한 $TiO_{2}$ 광촉매 반응에서 보다 6~7배 가량 증진시킬 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권8호
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• pp.823-830
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• 2008

Rhodamine B(RhB) 탈색에 대한 광전기촉매 공정의 적용가능성을 분말 TiO$_2$를 충전한 슬러리 광전기촉매 반응기에서 연구하였다. 광전기촉매 공정의 반응기 시스템은 분말 TiO$_2$, Pt 전극 및 3개의 8 W UV-C 등으로 구성되어 있다. 전류, 전해질, 공기 유량 및 전극 재질과 같은 운전 인자의 영향을 고찰하였다. 광전기촉매 공정의 최적 광촉매 량과 전류는 각각 0.4 g/L과 0.02A이었다. 광촉매 공정과 전기분해 단독 공정에 의해 분해되는 RhB의 합보다 광전기촉매 공정에 의해 더 빨리 분해되었는데, 광촉매 공정과 전기분해 공정의 결합에 의한 시너지 효과를 나타내는 것으로 사료되었다. 광전기촉매 공정은 공기 유량에 의해 영향을 받는 것으로 나타났고 최적 공기 유량은 2 L/min이었다. RhB 탈색에 대한 전극 재질과 NaCl 효과는 본 실험범위에서는 크지 않은 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.626-629
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• 2018

연료전지는 높은 연료유연성을 갖고 있어, 탄소 및 탄화수소 등을 통해서도 전기를 생산할 수 있다. 하지만 이러한 연료원을 사용한 경우, 불안정한 장기 구동성능이 종종 관측된다. 본 연구에서는 반응기 내부에 존재하는 탄화수소가 장기 구동성능을 불안정하게 함을 밝힌다. 본 연구진은 비활성기체인 아르곤을 이용하여 산화극 반응기 내부의 가스화경로를 예측하고, 이를 통해 탄화수소의 영향을 억제하여 불안정한 장기 구동성능을 극복한다. 더 나아가, 산화극 반응기 내부에 이산화탄소를 공급하여 역부드아반응을 유도한다. 역부드아반응을 통해 탄소연료전지에서 연료로 사용될 수 있는 일산화탄소를 만들어낸다. 과도한 이산화탄소의 주입은 오히려 연료손실 등의 문제를 야기함을 확인한다. 따라서, 본 연구에서는 이산화탄소 공급량의 최적화가 중요함을 밝히고, 이를 통해 연료전지 구동 성능을 안정화한다.