Alanate-based materials, which were known to have high hydrogen storage capacity, were synthesized by mechanochemically metathesis reaction of metal chloride and sodium alanate without solvent. XRD patterns of synthesized materials showed that metathesis reaction of cations between metal chloride and sodium alanate was progressed favorably without any solvent. Magnesium alanate showed that 3.2 wt.% of hydrogen was evolved by the thermal decomposition. The addition of a small amount of Ti to the magnesium alanate greatly reduced hydrogen evolution temperature. Also, Ti doped magnesium alanate had a good regeneration property. Both the calcium and lithium-magnesium alanate showed the lower starting temperature of the two step hydrogen evolution and fast kinetics for the hydrogen evolution.
본 세균의 성장과 수소생성을 위한 최적온도는 30-35$^{\circ}C$ 이었고 최적 pH는 7.0 부근이었다. 이 광합성 세균의 수소발생을 위한 전자전달계의 유기화합물은 포도당 또는 과당과 같은 당류와 malate 혹은 pyruvate 같은 유기산이 효율적임이 밝혀졌다. 이 결과는 Rhodobacter sphaeroides KS56이 전자전달계로서 여러종류의 환원성 탄수화물을 이용할 수 있음을 나타낸다.
Hydrogen evolution on a steel surface and subsequent hydrogen diffusion into the steel matrix are evaluated using an electrochemical permeation test with no applied cathodic current on the hydrogen charging side. In particular, cyclic operation in the permeation test is also conducted to clarify the corrosion-induced hydrogen evolution behavior. In contrast to the conventional perception that the cathodic reduction reaction on the steel in neutral aqueous environments is an oxygen reduction reaction, this study demonstrates that atomic hydrogen may be generated on the steel surface by the corrosion reaction, even in a neutral environment. Although a much lower permeation current density and significant slower diffusion kinetics of hydrogen are observed compared to the results measured in acidic environments, they contribute to the increase in the embrittlement index. This study suggests that the research on hydrogen embrittlement in ultra-strong steels should be approached from the viewpoint of corrosion reactions on the steel surface and subsequent hydrogen evolution/diffusion behavior.
R. sphaeroides K-7에 의한 수소 생성에 미치는 생리적 조건을 조사한 결과 수소생성은 혐기성조건하에서 $30^{\circ}C$, pH 6.8-7.0s 조명도 약 12,000 lux을 쉰지하였을 때 할발히 이루어지는 것으로 내타났다. 아미노산으로서는 글루타민산, 유기산으로는 초산, 젖산, 혹은 사과산을 이용했을 때 높은 수소생성이 나타났으며 포도당과 같은 당류에서도 수소생성이 이루어졌다. 휴지기 세포는 약 40일 보관후에도 90% 정도의 수소생성능을 유지하고 있었다.
In the present study, effects of a thin Zn-flash coating on hydrogen evolution, infusion, and embrittlement of advanced high strength steel during electro-galvanizing were examined. The electrochemical permeation technique in conjunction with impedance spectroscopy was employed under applied cathodic polarization. Moreover, a slow-strain rate test was conducted to evaluate loss of elongation (i.e., indicative of hydrogen embrittlement (HE)) and examine fracture surfaces. Results showed that the presence of a thin Zn-flash coating, even when it was not distributed uniformly, reduced hydrogen evolution rate and substantially impeded infusion of hydrogen into the steel substrate. This was primarily due to a hydrogen overvoltage on Zn coating and trapping of hydrogen at the interface of Zn coating/flash coating/steel substrate. Consequently, the sample with flash coating had a smaller HE index than the sample without flash coating. These results suggest that a thin Zn-flash coating could be an effective technical strategy for mitigating HE in advanced high-strength steels.
Through component regulation and morphological construction, it is of considerable significance to develop high-activity and high-stability electrocatalyst for hydrogen evolution in electrolytic water. In the hydrothermal process, Mo-doped nickel-based sulfide catalysts (Mo-NiS-Fx) with a variety of morphologies (prisms, rods, flakes, and cones) were created by adding NH4F with varying masses. Among these, the flaky Mo-NiS-F1.2 exhibited exceptional performance towards electrochemical hydrogen evolution reaction, surpassing most similar catalysts with an overpotential of 79 mV at 10 mA cm-2 and a Tafel slope of 49.8 mV dec-1. Significantly, Mo-NiS-F1.2 maintained its high activity for hydrogen evolution over 60 h at a current density of 10 mA cm-2, making it suitable for widespread commercial application. According to the experimental findings, an electrocatalyst with a high surface area and a porous structure is better suited to exposing more gas transfer routes and active sites, which would encourage the hydrogen evolution reaction. This study presents a straightforward procedure for creating electrocatalysts with a range of morphologies, which can serve as a model for the creation of catalysts for use in industrial manufacturing.
수소 생성능이 있는 Clostridium butyricum과 이 균주의 대사산물을 이용하여 수소를 생성할 수 있는 광합성 세균의 혼합 배양에 의하여 수소 생성을 할 수 있는 양 균주의 혼합 배양 동력학적 연구를 수행하였다. 혐기성 Clostridia의 발효에서 생성되는 아세트산염과 부티르산염은 Rhodopseudomonas sphaeroides에 의해 이용되어 수소를 생성하게 되었고, 이들 양 균주를 혼합 배양한 결과 수소 생성을 저해하는 아세트산염과 부티르산염의 배지내 농도는 점차 감소하였다. 이들 두 균주의 혼합 배양에서의 균체의 혼합 비율, 혼합시기, 접종량을 조사함으로써 단독 배양시와 비교하면서 최적 조건을 조사하였고, 혼합시 균체량의 비율 Clostridium 속 세균1부에 대하여 Rhodopseudomonas 속 세균 6부의 비율로 혼합할 수 있음을 확인하였다.
수소는 높은 에너지 밀도와 환경친화적이고 재생가능한 에너지원으로써 많은 주목을 받고 있다. 특히 다양한 수소 생산 방식 중 수전해는 탄소 배출이 없는 청정 수소 생산 방식으로 미래 수소 생산을 이끌어나갈 기술이며, 이를 구현하기 위하여 많은 연구들이 진행 중이다. 하지만 높은 과전압으로 인한 수소 생산 단가 상승이 걸림돌로 작용하고 있어 이를 해결할 수 있는 전기화학 촉매 개발이 매우 중요하다. 본 논문에서는 계면 제어를 통한 수소 발생 반응 및 산소 발생 반응 전기화학 촉매 개발 분야의 최근 연구 동향을 요약 및 소개하고, 차세대 수전해 장치를 구현하기 위한 과제에 대해 깊이 논의하고자 한다.
Clostridium 속 세균에서 biomass의 생물학적 전환에 의한 수소 생성에 관하여 조사하기 위해 4균종을 대상으로 biomass를 구성하는 당류 이용도 및 그로부터의 수소 생성을 검토하였다. 효율적인 수소 생성 세균은 Cl.butyricum과 Cl.pasteurianum으로 xylose, cellobiose를 포함한 그외 단당, 이당류에서 높은 수소 생성능을 나타내었으며, 특히 Cl.butyricum의 경우, starch, xylan외에도 pectin의 이용성이 비교적 우수한 것으로 관찰되었다. 포도당(1) 이용시 회분 발효를 통하여 Cl.butyricum이 생성하는 유기산 (acetate와 butyrate)의 molar ratio(A/B)는 0.7-0.8을 나타내었다. Cl.butyricum의 회분 발효시 수소 생성에 영향을 미치는 배양조건을 검토하기 위해 pH, phosphate의 농도, glucose의 농도 및 배양 초기 대사산물(acetate, butyrate)의 영향을 관찰하였다.
The cathodic hydrogen evolution ability of different pure metals and their long term galvanic corrosion behavior with pure Mg were investigated. The hydrogen evolution ability of pure Ti, Al, Sn and Zr is weak, while that of Fe, W, Cr, and Co is very strong. Initial polarization test could not completely reveal the cathodic behavior of the tested metals during long term corrosion. The cathodic hydrogen evolution ability may vary significantly in the long term galvanic tests for different metals, especially for Al whose cathodic current density reduced to 1/50 of the initial value. The anodic polarization shows that Al and Sn as alloying elements are supposed to provide relatively good passive effect for Mg alloy, while Ag can provide a slight passive effect and Zn has little passive effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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