• 공업화학
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• 제7권5호
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• pp.992-998
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• 1996

Citrate process로 제조한 $La_{1-x}Ca_xCoO_3$에서 Ca이 20mole% doping된 perovskite oxide가 산소환원반응에 대해 가장 높은 전류밀도와 specific activity를 보여주었으며 cyclic voltammogram에서 carbon만으로 제조된 전극에서보다 carbon과 Perovskite oxide를 혼합한 전극에서 높은 산소흡착/탈착전류를 보였다. 입자크기분포와 소결효과에 의해 $900^{\circ}C$, 5시간 공기중에서 소결한 $La_{0.8}Ca_{0.2}CoO_3$가 산소환원반응에 대한 전기화학적 촉매특성이 우수하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제21권2호
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• pp.68-74
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• 1995

The optimum conditions was synthesized for the formation of Magnetite ($Fe_3O_4$) by air bubbling with the suspensions obtained by mixing Ferrous sulfate ($FeSO_4\cdot 7H_2O$) and Sodium Hydroxide (NaOH) solution in various values equivalent ratio($R=2NaOH/FeSO_4$) were studied. The changes of the structure were measured with XRD, $EM and BET. Equivalent ratio R: 0.65 was synthesized Goethite ($\alpha$-FeOOH), which becomes Maghemite ($\gamma=Fe_2O_3$) by dehydration, reduction and oxidation process. At the equivalent ratio over 1 (R>1), Magnetite ($Fe_3O_4$) was synthesized directly. The oxygen-deficient Magnetite ($Fe_3O_{4-\delta}$), which is obtained by flowing $H_2$ gas(100 ml/min) through the synthesis Magnetite at 350$\circ$C for 4 hr. By using it, was researched the decomposition reaction of $CO_2$. $CO_2$ was decomposed nearly 100% in 45 minutes by the oxygen-deficient Magnetite.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.543-553
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• 1996

산소전극 촉매로서 페롭스카이트형 산화물을 사용하여 알칼리형 연료전지에서의 산소환원반응에 관하여 연구하였다. 능금산(malic acid)을 사용하여 고표면적의 페롭스카이트형 $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{1-x}Fe_xO_3$(x=0.00, 0.01, 0.10, 0.20, 0.35 및 0.50) 산화물을 제조하였으며, Fe 치환량과 암모니아수 첨가량에 따른 XRD 구조와 비표면적의 변화를 고찰하여 Fe와 암모니아간에 생성되어지는 착화합물이 페롭스카이트로의 구조안정화와 비표면적 증대의 주요임을 알았다. 그리고 페롭스카이트 단일상을 얻기 위해서는 다단계 승온처리가 필요했으며, XRD 실험결과 단순 정입방체상이 형성됨을 확인하였다. $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{1-x}Fe_xO_3$ 산화물을 촉매로 사용한 알칼리형 연료전지용 산소전극의 산소환원반응활성을 측정하기 위하여 순환 전압-전류법, 정전압-전류법, 전류단절법 등을 이용하였다. $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{1-x}Fe_xO_3$ 산화물에서 Fe의 치환비가 증가함에 따라, x=0.01에서 최소, x=0.20와 0.35 사이에서 최대의 산소환원활성(전류밀도)을 보였으며, 이와 같은 경향은 표면적의 변화와 무관하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제13권4호
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• pp.210-215
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• 2008

The present study investigates the effect of oxidation-reduction potential (ORP) and organic compounds on specific anaerobic ammonium oxidation activity (SAA) using batch experiments. The batch tests were based on the measurement of nitrogen gas production. The relationship between ORP and dissolved oxygen (DO) concentration was found to be ORP (mV) = 160.38 + 68 log [$O_2$], where [$O_2$] is the DO concentration in mg/L. The linear relationship obtained between ORP and SAA ($R^2$ = 0.99) clearly demonstrated that ORP can be employed as an operational parameter in the Anammox process. At ORP value of -110 mV, the SAA was $0.272{\pm}0.03\;g\;N_2-N\;(g\;VSS)^{-1}\;d^{-1}$. The investigation also revealed inhibitory effect of glucose on the SAA while acetate concentration up to 640 mg COD/L (corresponding to 10 mM) had stimulating effect on the SAA. However, acetate concentration beyond 640 mg COD/L had inhibitory effect on the Anammox activity. The results indicated that nitrogen rich wastewaters containing low level organic matter could be better treated by Anammox microorganisms in real-world conditions after some acidification process.

• 청정기술
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• 제2권1호
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• pp.60-68
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• 1996

고정층 반응기에서 망간광석을 이용하여 저농도의 일산화탄소 산화제어반응에 대하여 고찰하였다. 고려된 실험변수는 일산화탄소 농도 (500ppm~10000ppm), 산소 농도(500ppm~99.8%)와 촉매의 온도($50{\sim}750^{\circ}C$)이다. 또한 망간광석의 특성은 Thermogravimetric Analysis(TGA), 일산화탄소에 의한 환원, Temperature Programmed Reduction(TPR)실험을 이용하여 규명하였다. 망간광석의 일산화탄소 산화력은 순수이산화망간에 비해서 단위 면적당 높은 산화력과 $750^{\circ}C$까지 가열된 후에도 산화력이 유지될 수 있는 안정된 촉매작용을 보였다. Temperature Programmed Desorption(TPD), TPR 실험과 TG 등의 분석결과 산소의 농도가 낮거나 무산소하에서 망간광석의 격자내 산소가 쉽게 제공될 수 있음을 알 수 있었다. 일산화탄소의 농도가 500~3500ppm일 때 일산화탄소의 반응차수는 0.701이며 3500~10000ppm구간에서 일산화탄소의 농도에 무관한 0차 반응이었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제16권3호
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• pp.291-299
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• 2018

파이로 공정에서는 사용후핵연료 관리 공정 개발의 일환으로 산화 우라늄을 고온 용융염 전해질계에서 전기화학적 방법으로 환원시키기 위한 전해환원 공정이 개발되고 있다. 이에 따른 전해환원 공정의 반응기 설계를 위해서는 전기화학적 이론에 기초한 모델이 요구되고 있다. 본 연구에서는 상 분리를 설명하는 phase-field 이론에 기초하여 우라늄 산화물의 전해환원 모사를 위한 1차원 모델이 개발되었다. 모델은 우라늄 산화물 내 산소 원소의 확산과 펠렛 표면에서 전기화학 반응 속도를 나타내는 매개변수를 사용하여 외부로부터 내부로 진행되는 전해환원을 잘 모사하고 있으며 계산 결과 전체 전류는 산소원소의 내부 확산에 크게 의존하는 것으로 나타났다. 전해환원 반응에 대한 모델은 대용량 장치 설계에 최적화된 조건 도출에 활용될 것으로 예상되며 장치 설계가 완료되면 공정 연계 모사에 직접 사용될 것으로 기대된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제56권5호
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• pp.497-505
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• 2019

Lanthanum-based transition metal cations containing perovskites have emerged as potential catalysts for the intermediate-temperature (600-800℃) oxygen reduction reaction (ORR). Here, we report a facile acetylacetone-assisted combustion route for the synthesis of nanostructured La_0.6Sr_0.4Co_0.2Fe_0.8O_3-δ (LSCF6428) cathodes for intermediate-temperature solid-oxide fuel cells (IT-SOFCs). The as-prepared powder was analyzed by thermogravimetry analysis-differential scanning calorimetry. The powder calcined at 800℃ was characterized by X-ray diffraction, scanning electrode microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and Brunauer-Emmett-Teller surface area measurements. It was found that the porosity of the air electrode significantly increased by utilizing the nanostructured LSCF6428 instead of commercial powder. The performance of a single cell fabricated with the nanostructured LSCF6428 cathode increased by 112%, from 0.4 to 0.85 W cm^-2, at 700℃. Electrochemical impedance spectroscopy showed a considerable reduction in the area-specific resistance and activation energy from 133.5 to 61.5 kJ/mol, resulting in enhanced electrocatalytic activity toward ORR and overall cell performance.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.29-35
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• 2013

A dense mixed ionic and electronic conducting ceramic membrane is one of the most promising materials because it can be used for separation of oxygen from the mixture gas. The $ABO_3$ perovskite structure shows high chemical stability at high temperatures under reduction and oxidation atmospheres. $BaCo_{1-x-y}Fe_xZr_yO_{3-{\delta}}$ (BCFZ) was well-known material as high mechanical strength, low thermal conductivity and stability in the high valence state. Glycine Nitrate Process (GNP) is rapid and effective method for powder synthesis using glycine as a fuel and show higher product crystallinity compared to solid state reaction and citrate-EDTA method. BCFZ was fabricated by modified glycine nitrate process. In order to control the burn-up reaction, $NH_4NO_3$ was used as extra nitrate. According to X-Ray Diffraction (XRD) results, BCFZ was single phase regardless of Zr dopants from y=0.1 to 0.3 on B sites. The green compacts were sintered at $1200^{\circ}C$ for 2 hours. Oxygen permeability, methane partial oxidation rate and hydrogen production ability of the membranes were characterized by using Micro Gas Chromatography (Micro GC) under various condition. The high oxygen permeation flux of BCFZ 1-451 was about $1ml{\cdot}cm^{-2}s^{-1}$. Using the humidified Argon gas, BCFZ 1-433 produced hydrogen about $1ml{\cdot}cm^{-2}s^{-1}$.

• 자원리싸이클링
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• 제21권6호
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• pp.32-38
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• 2012

본 연구에서는 액상 칼슘에 의한 $ZrO_2$의 직접환원에 대하여 조사하였다. $ZrO_2$의 직접환원에 미치는 Ca과 $ZrO_2$의 몰비, 반응시간, 그리고 반응온도의 영향에 대하여 검토하였다. 실험은 5분에서 60분까지 Ar 분위기의 밀폐된 스테인리스강제의 반응기에서 실시하였다. 반응온도 1223 K, Ca과 $ZrO_2$의 몰비가 3 이상인 조건에서 대부분의 $ZrO_2$는 5분만에 Zr으로 환원되었다. 반응온도가 1337 K이고 Ca을 이론적인 양의 2배를 첨가한 경우 금속 Zr 중의 산소농도는 최저 0.66 wt%를 나타내었다. 그리고 Zr 입자의 형상은 반응온도와 반응시간에 큰 영향을 받는 것으로 나타났다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권8호
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• pp.2271-2275
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• 2013

We report on the photoelectrochemical properties of partially reduced mesoporous titania thin films. The fabrication is achieved by synthesizing mesoporous titania thin films through the self-assembly of a titania precursor and a block copolymer, followed by aging and calcination, and heat-treatment under a $H_2$ (1 torr) environment. Depending on the temperature used for the reaction with $H_2$, the degree of the reduction (generation of oxygen vacancies) of the titania is controlled. The oxygen vacancies induce visible light absorption, and decrease of resistance while the mesoporosity is practically unaltered. The photoelectrochemical activity data on these films, by measuring their photocurrent-potential behavior in 1 M NaOH electrolyte under AM 1.5G 100 mW $cm^{-2}$ illumination, show that the three effects of the oxygen vacancies contribute to the enhancement of the photoelectrochemical properties of the mesoporous titania thin films. The results show that these oxygen deficient $TiO_2$ mesoporous thin films hold great promise for a solar hydrogen generation. Suggestions for the materials design for improved photoelectrochemical properties are made.