• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.535-548
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• 2023

The intermittent nature of renewable energy is a challenge to overcome for safety and stable performance in water electrolysis systems linked to renewable energy. Oxygen removal using the catalyst is suitable for maintaining the oxygen concentration in hydrogen below the explosive level (4%) even in intermittent power supply. Metals such as Pd, Pt, and Ni are expected to be effective materials due to their hydrogen affinity. The oxygen removal performance was compared under high hydrogen concentration conditions by loading on γ-Al₂O₃ with high reactivity and large surface area. The characteristics of the catalyst before and after the reaction were analyzed through X-ray diffraction, transmission electron microscope, H₂-temperature programmed reduction, X-ray photoelectron spectroscope, etc. The Pd catalyst that showed the best performance was able to lower 2% oxygen to less than 5 ppm. Changes in catalyst characteristics after the reaction indicate that oxygen vacancies are related to oxygen removal performance and catalyst deactivation.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.646-652
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• 2020

본 연구는 200~500 ℃ 영역에서 NOx를 제어하기 위한 NH3-SCR 실험을 수행하였다. V/Sb/TiO2 조성의 촉매에서 Sb/TiO2의 소성온도를 다르게 하여 반응활성 실험을 진행하였다. 그 결과 Sb/TiO2의 소성온도가 600 ℃일 때, 가장 효율이 우수하였으며, 특히 반응온도 250 ℃에서 NOx 전환율이 80% 가까이 나오는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이 다른 소성온도로 제조하였을 때 활성증진의 원인을 도출하기 위하여 H2-TPR, XRD, BET, Raman, XPS 분석을 진행하였다. 그 결과 활성이 우수하였던 Sb/TiO2의 소성온도를 600 ℃로 제조하였을 때, VSbO4가 생성되는 것을 확인하였으며, 이 종이 생성됨으로써 V의 비 화학양론종이 증가하여 V/Sb/TiO2의 NOx 전환율이 우수한 것으로 판단된다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.263-263
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• 2013

This work examines the dynamic properties of ice surfaces in vacuum for the temperature range of 140~180 K, which extends over the onset temperatures for ice sublimation and the phase transition from amorphous to crystallization ice. In particular, the study focuses on the transport processes of excess protons and chloride ions in ice and their segregative behavior to the ice surface. These phenomena were studied by conducting experiments with a relatively thick (~100 BL) ice film constructed with a bottom $H_2O$ layer and an upper $D_2O$ layer, with excess hydronium and chloride ions trapped at the $H_2O$/$D_2O$ interface as they were generated by the ionization of hydrogen chloride. The migration of protons, chloride ions, and water molecules to the ice film surface and their H/D exchange reactions were measured as a function of temperature using the methods of low energy sputtering (LES) and Cs+ reactive ion scattering (RIS). Temperature programmed desorption (TPD) experiments monitored the desorption of water and hydrogen chloride from the surface. Our observations indicated that both hydronium and chloride ions migrated from the interfacial layer to segregate to the surface at high temperature. Hydrogen chloride gas desorbs via recombination reaction of hydronium and chloride ions floating on the surface. Surface segregation of these species is driven by thermodynamic potential gradient present near the ice surface, whereas in the bulk, their transport is facilitated by thermal diffusion process. The finding suggests that chlorine activation reactions of hydrogen chloride for polar stratospheric ice particles occur at the surface of ice within a depth of at most a few molecular layers, rather than in the bulk phase.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.714-722
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• 2019

산 염기성질이 다양하게 존재하는 담체($SiO_2-Y_2O_3$, $Al_2O_3$, $SiO_2-ZrO_2$, $SiO_2$, $TiO_2$, MgO) 상에 17 wt% Ni을 고정한 상태에서 함침법을 사용하여 촉매를 제조하여 수소 존재 하에 에탄올과 암모니아의 환원성 아민화 반응에 대한 촉매활성을 비교 평가하였다. 반응 전후에 있어 사용된 촉매는 X-선 회절, 질소 흡착, 에탄올-승온탈착(EtOH-TPD), 이소프로판올-승온탈착(IPA-TPD), 수소 화학흡착을 사용하여 특성분석을 수행하였다. pH 9.5 이상에서 침전법을 사용하여 $ZrO_2$와 $Y_2O_3$ 담체 제조 시 파이렉스 반응기에서 미량의 Si 용융으로 인해 $SiO_2-ZrO_2$와 $SiO_2-Y_2O_3$ 복합 산화물이 각각 생성되었다. 사용된 촉매 중에서 $Ni/SiO_2-Y_2O_3$ 촉매가 가장 좋은 활성을 보였으며 이는 높은 니켈 분산도와 EtOH-TPD와 IPA-TPD에서의 낮은 탈착온도 등과 밀접한 관련이 있었다. Ni/MgO 촉매상에서의 낮은 촉매 활성은 NiO-MgO 고형물 형성에 기인한 것으로 보이며, $Ni/TiO_2$ 경우에서는 담체-금속 간의 강한 상호 작용으로 인해 낮은 니켈 금속 상 존재로 인해 반응성이 낮게 나왔다. $TiO_2$와 MgO 이외의 담체를 사용한 경우에 있어서 유사한 에탄올 전환율에서의 에틸아민류와 아세토니트릴 선택도는 큰 차이를 보이지 않았다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.1-6
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• 2019

본 연구에서는 Fischer-Tropsch 반응에서 Fe계 촉매의 환원조건과 Cu, K의 첨가에 대한 영향을 연속흐름 반응기를 통하여 살펴보았다. 반응을 위해 촉매는 균일상 침전에 의한 초기 습식함침법으로 제조하였으며 XRD, TPR, SEM 등의 기기를 통해 $Al_2O_3$에 담지 된 Fe 촉매에 대한 물리화학적 특성을 분석하였다. 216 h의 장시간 반응운전을 통해 Fe/Cu/K 촉매의 활성과 안정성에 대하여 조사하였다. $H_2$와 CO의 혼합물로 촉매를 환원시키면 촉매의 활성이 향상되었는데, 이는 촉매의 표면에 iron carbides가 형성되기 때문인 것으로 XRD 분석을 통해 확인되었다. 촉매에 Cu가 첨가되면 촉매의 환원성 향상으로 인하여 반응이 빠르게 안정되어 정상상태에 일찍 도달하였다. K를 첨가하게 되면 CO의 전화율은 향상되지만 함량을 5%까지 올리면 촉매의 물리적 안정성이 감소되었다. Fe/Cu (5%)/K (1%) 촉매로 Fischer-Tropsch 반응을 수행한 결과 120 h 이후에 약 15% 정도 CO의 전화율이 감소되었으나 장기간 안정된 반응을 수행할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.451-454
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• 2006

WGS reaction over Mo2C and ceria based catalysts was investigated to develop an alternative commercial Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station. The Mo2C catalysts were prepared by a temperature programmed method and the various metal supported cerium oxide catalysts were prepared by an Impregnation method. The catalysts were characterized by the N2 physisorption, Co chemisorption, XRD, TEM and TPR. It was found that Mo2C and 0.2wt% Pt-40wt%, Ni/CeO2 catalysts had higher activity and stability than the Cu-Zn/Al203 above $260^{\circ}C$. Moreover, CO conversion of more than 85% was observed at $280{\sim}300^{\circ}C$. But all catalysts were deactivated during the thermal cycling runs. The results suggest that these catalysts are an attractive candidate for the alternative Cu-Zn/Al2O3 catalyst for fuel processor and hydrogen station applications.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권1호
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• pp.456-461
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• 2012

본 연구에서는 글리세롤과 우레아를 이용하여 글리세롤카보네이트를 합성하는 반응을 진행하였다. ZnO와 Zn-Al 이원계 금속 산화물 촉매를 제조하고, 제조되어진 촉매를 사용하여 글리세롤의 전환율과 글리세롤카보네이트의 수율을 확인하였고, Al의 첨가에 따른 촉매 특성의 분석과 글리세롤카보네이트 합성반응에서의 역할에 대해 확인하였다. 글리세롤카보네이트 합성 반응에서 ZnO를 단독으로 촉매를 사용한 경우보다 Zn-Al 혼합 산화물을 촉매로 사용하여 반응하였을 때, 부반응이 억제되어 전환율 및 수율이 증가함을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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• pp.338-338
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• 2011

The behavior of hydroxide ions on water-ice films was studied by using $Cs^+$ reactive ion scattering (RIS), low energy sputtering (LES) and temperature-programmed desorption (TPD). A $Cs^+$ beam of a low kinetic energy (<100 eV) from $Cs^+$ ion gun was scattered at the film surface, and then $Cs^+$ projectiles pick up the neutral molecules on the surface as $Cs^+$-molecule clusters form (RIS process). In LES process, the preexisting ions on the surface are desorbed by the $Cs^+$ beam impact. The water-ice films made of a thick (>50 BL) $H_2$O layer and a thin $D_2O$ overlayer were controlled in temperatures 90~140K. We prepared hydroxide ions by using Na atoms which proceeded hydrolysis reaction either on the ice film surface or at the interface of the $H_2O$ and $D_2O$ layers.[1] The migration of hydroxide ions from the $H_2O/D_2O$ interface to the top of the film was examined as afunction of time. From this experiment, we show that hydroxide ions tend to reside at the water-ice surface. We also investigated the H/D exchange reactions of $H_2O$ and $D_2O$ molecules mediated by hydroxide ions to reveal the mechanism of migration of hydroxide to the ice surface.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.344-347
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• 2012

본 연구에서는 기존 MgO의 염기세기를 증가시켜 전이에스테르화 반응에 있어 보다 좋은 활성을 가지는 촉매를 만들고자 하였다. MgO를 실험실에서 제조한 후 지지체로 사용하였으며 염기세기를 증가시키기 위하여 KF를 함침법으로 담지하였다. BET, XRD, XRF, $CO_2$ TPO로 촉매의 특성분석을 하였고, 대두유과 메탄올을 사용하여 바이오디젤을 합성한 후 지방산메틸에스테르 함유량을 측정함으로써 촉매의 활성을 알아보았다. 결과적으로, KF를 30% 담지한 촉매가 활성이 가장 좋은 것으로 나타났다. 이는 전이에스테르화 반응에서 중간세기 염기도가 더 많이 관여하기 때문으로 보인다.

• International Journal of Advanced Culture Technology
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• 제3권1호
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• pp.31-38
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• 2015

Coking accumulations via dry methane reforming (DMR) over 10NAM monolithic catalyst and pelletized catalyst was investigated. 10NAM catalyst was synthesized and coated on a wall of monolithic reactor. Pelletized catalyst of 10NAM was also prepared for the comparison. Consequently, catalyst was characterized by BET, $H_2-TPR$ and $H_2-TPD$. The catalytic reaction was undergone at $600^{\circ}C$ under atmospheric pressure and $CH_4$ to $CO_2$ reactant ratio of 1:2. The coking formation over spent catalyst was then carried out in the hydrogen flow using temperature programmed technique (TPH). According to the results, DMR over 10NAM monolithic catalyst exhibits a minimized coking formation comparing to the use of pelletized catalyst. This could be attributed to a prominent heat transfer efficiency of the monolithic catalyst.