• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.194-199
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• 2008

본 연구에서는 자트로파 오일로부터 바이오디젤을 생산하는데 적합한 유리지방산의 에스테르화 조건을 검토하였다. 자트로파 오일의 초기 산가는 11.5 mg KOH/g으로, 알칼리 촉매를 적용한 직접 전이에스테르화 공정은 바이오디젤 수율이 낮은 문제가 있어 유리지방산을 산촉매를 사용하여 에스테르화 후 전이에스테르화하는 2단계 반응공정의 적용이 필요하였다. 전처리 공정에 적합한 고체 산 촉매를 도출하기 위해 4가지 고체 산 촉매에 대한 성능 비교 연구를 수행하였으며 Amberlyst-15를 최적 촉매로 선정하였다. Amberlyst-15를 사용한 반응표면분석법(response surface method, RSM)에 의해 구한 최적 전처리 반응조건은 메탄올 6.79%, 촉매 17.14%로, 산가가 0.7 mgKOH/g으로 감소하였다. 전처리 후 알칼리 촉매 KOH를 이용한 전이에스테르화 반응을 가압 회분식 반응기에서 수행하여 바이오디젤을 생산하였다. 그 결과 지방산 메틸 에스터(fatty acid methyl ester, FAME) 함량 97.35%를 비롯하여 산화 안정성 8.17 h, 총 글리세롤 함량 0.125%, 저온필터막힘점(cold filter plugging point, CFPP) $0^{\circ}C$ 등으로 나타났으며 주요 바이오디젤 품질규격을 모두 만족하였다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2000년도 추계학술대회
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• pp.237-240
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• 2000

본 연구에서는 비스페놀 A, 에피크로로히트린을 반응시킨 에폭시 기본주제를 중심으로 경화제, 희석제, 충진제, 촉매 등을 배합하여 토목, 건축용 반고체형 에폭시 접착제를 개발하였다. 여기서 특히 에폭시 주제와 희석제의 종류 및 배합비율에 따른 기본 물성, 접착성능 등을 측정하였다. 상온 경화 특성을 측정하기 위하여 경화시 간을 측정한 결과 희석제의 종류와 관계없이 희석제의 양이 증가할수록 경화시간이 증가하고 경화온도도 증가하는 경향을 알 수 있었으며 촉매의 양이 적을 경우가 경화시간이 빠른 것을 알 수 있었다. 또한 경화 시간은 30분 내지 40분 정도로 상온에서 사용할 수 있을 것으로 기대한다. 접착력 시험 결과는 촉매의 양이 적당한 때 가장 좋은 접착력을 나타내고 희석제 중에서 HDGE의 경우가 가장 좋은 접착력을 나타내었고 희식제의 양이 증가할수록 접착력은 증가하였다. 실리카와 철분을 섞어 반고체형 에폭시 접착제를 제조한 경우 기존의 제품보다 우수한 접착력을 나타내었다. 따라서 본 연구에서 개발한 반고체형 접착제는 제조공정 코스트 등에 대한 검토와 함께 제품화하여 토목, 건축 분야의 콘크리트 균열 접착, 볼트와 콘크리트의 접합, 목재의 접합 등에 간편하게 사용될 수 있으며, 배합물질과 비율에 따라 전기전자. 토목건축, 자동차산업 등의 산업용 접착제로서 응용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권7호
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• pp.558-565
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• 2008

Solid oxide fuel cell(SOFC) has a higher fuel flexibility than low temperature fuel cells, such as polymer electrolyte fuel cell(PEMFC) and phosphoric acid fuel cell(PAFC). SOFCs also use CO and $CH_4$ as a fuel, because SOFCs are hot enough to allow the CH4 steam reformation(SR) reaction and water-gas shift(WGS) reaction occur within the SOFC stack itself. Diesel is a good candidate for SOFC system fuel because diesel reformate gas include a higher degree of CO and $CH_4$ concentration than other hydrocarbon(methane, butane, etc.) reformate gas. Selection of catalyst for autothermalr reforming of diesel was performed in this paper, and characteristics of reforming performance between packed-bed and microchannel catalyst are compared for SOFC system. The mesh-typed microchannel catalyst also investigated for diesel ATR operation for 1kW-class SOFC system. 1kW-class diesel microchannel ATR was continuously operated about 30 hours and its reforming efficiency was achieved nearly 55%.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제29권1호
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• pp.61-66
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• 2022

이 연구는 원자층 증착(Atomic Layer Deposition, ALD) 기술을 사용하여 나노미터 크기의 금속 촉매 물질을 연료극 층에 코팅하여 표면적을 늘리고 촉매의 효과를 극대화시키기 위한 연구이다. ALD 공정은 기판 위에 원자 수준에서 잘 제어된 두께를 갖는 균일한 막을 제조하는 것으로 알려져 있다. 우리는 고체산화물 연료전지의 연료극 물질로 가장 널리 알려진 Ni/YSZ 위에 금속(Ni)을 코팅하여 성능을 측정하였다. ALD 코팅은 3 nm 이상의 코팅에서 전지 성능의 감소를 보이기 시작했다

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.64-69
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• 2016

바이오디젤 공정에서 비균일상 촉매는 생성물의 회수를 쉽게 하며 촉매를 재사용하는 장점이 있기 때문에 최근 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 $K_2CO_3/{\gamma}-Al_2O_3$ 촉매를 이용한 바이오디젤 생성 반응에서 촉매의 소성온도가 반응활성에 미치는 영향을 살펴보았다. 소성온도가 $600^{\circ}C$까지 높아짐에 따라 촉매의 활성이 높아졌으며, 그 이상의 온도에서는 촉매의 활성이 급격히 감소하여 소성온도가 촉매의 활성에 매우 중요한 영향을 주는 것을 확인하였다. 고온에서 이와 같은 활성감소는 Al-O-K와 $Al-O_2-K$인 활성자리의 감소가 원인이었던 것으로 추정되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제39권10호
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• pp.988-993
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• 2002

Lanthanum Stannate Pyrochlore($La_2Sn_2O_7$) 촉매를 이용하여 $NO_x$ 제거를 위한 전기화학 촉매 셀을 제조하였다. 촉매전극은 수열합성법을 통해 합성한 $La_2Sn_2O_7$ 분말과 안정화 지르코니아(YSZ) 분말을 혼합하여 촉매층 페이스트를 제조한 후 이를 YSZ 디스크 고체전해질 위에 스크린프린팅하여 후막을 도포하였다. 위와 같이 제조한 전기화학 셀의 $NO_x$ 분해 실험은 galvanostat을 이용하여 셀에 일정한 전류를 인가하고 700${\circ}C$에서 NO 0.1%와 산소 2%의 반응가스에 대한 분해 정도를 gas chromatography와 NOx analyzer를 이용하여 측정을 하였다. 촉매 전극의 두께와 소성 온도에 따른 촉매전극의 미세구조가 $NO_x$ 분해에 미치는 영향과 전류량(0.05∼0.6A)에 따른 $NO_x$ 분해율을 측정하였다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.511-515
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• 2007

Tubular 형의 반응기를 이용한 선박용 폐윤활유의 등온실험에서 열분해 온도가 $440^{\circ}C$에서는 $400^{\circ}C$와 $420^{\circ}C$일 때보다 오일의 전환율이 급격하게 증가하였고 분해반응은 30 min 이내에 대부분 완료되었다. 반응온도 증가에 따라서 기체의 수율은 감소하는 경향을 나타냈으며, 고체 수율은 거의 변화가 없는 것을 확인할 수 있다. 석유화학공정으로부터 배출되는 ZSM-5 폐촉매를 사용하여 선박용 폐윤활유의 열분해반응 특성 연구를 수행하였다. Used ZSM-5와 fresh ZSM-5 촉매를 사용했을 경우에촉매가 없는 조건에서보다 기체의 수율이 현저하게 높은 것을 확인할 수 있다. 동일한 온도에서 fresh ZSM-5 촉매와 used ZSM-5 촉매의 액체 및 기체 생성량에는 거의 변화가 없었다. 반응온도 $400{\sim}440^{\circ}C$에서 fresh ZSM-5와 used ZSM-5 촉매를 사용하여 반응실험을 한 경우 촉매를 사용하지 않았을 때보다 $C_5-C_{11}$에 해당하는 탄화수소화합물의 선택성이 2배 정도 증가하였다.

• 농약과학회지
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• 제9권3호
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• pp.185-190
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• 2005

최초의 침투이행성 농약 살균제, 카르복신 1의 유도체인 16을 고체상에서 합성하였다. 1,3-옥사티올란 유도체를 아실화 반응성을 갖고 있는 4-하이드록시-3-나이트로벤조페논 고체상 6에 연결하여 9를 82%의 수율로 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 황원자를 MCPBA로 산화한 다음 생성된 설폭사이드 10을 산촉매 존재하에서 환팽창하여 상응하는 고체상에 연결된 다이하이드로-1,4-옥사티인 유도체 12를 합성하였다. 고체상의 1,3-옥사티올란 9의 산화물을 p-메톡시아닐린과 반응시켜 1,3-옥사티올란 14, 1,3-옥사티올란 설폰 15, 다이하이드로-1,4-옥사티인 16, 그리고 아세토아세트아닐라이드 유도체 17을 각각 41%, 35%, 14%, 10% 수율로 얻었다.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.372-376
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• 1998

Pd를 지지체에 담지시킨 촉매($Pd/AlF_3$, $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$)와 고체산촉매(${\gamma}-Al_2O_3$, ${\alpha}-Al_2O_3$, $AlF_3$)를 제조한 후 수소분위기에서 HCFC-142b(1-chloro-1,1-difluoroethane)의 탈염소반응을 수행하여 반응온도, 수소/HCFC-142b의 공급비(r) 및 Pd담지량 변화가 HFC-143a(1,1,1-trifluoroethane)와 HFC-152a(1,1-difluoroethane)로의 선택도에 미치는 영향을 조사하였다. 실험결과 $Pd/AlF_3$와 $Pd/{\gamma}-Al_2O_3$촉매에 의한 전환율은 각각 60%와 92%였고, 생성가스 중에서 HFC-143a로의 선택도는 각각 58%와 64%였다. 이때 최적반응조건은 반응온도, $200^{\circ}C$, 공간시간 1.05s, 수소/HCFC-142b의 공급비가 3이었다. 한편, 동일 조건하에서 ${\gamma}-Al_2O_3$와 ${\alpha}-Al_2O_3$, 그리고 $AlF_3$촉매에 의한 HCFC-142b의 생성가스로의 전환율은 각각 12%, 8%와 7%였고, 생성가스중 HFC-152a로의 선택도는 각각 94%, 92%와 90%였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.250.1-250.1
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• 2010

최근 석유공급 불안정성과 이산화탄소 배출 규제 움직임에 대응하기 위한 수단으로 바이오연료의 공급이 전세계적으로 증가하고 있다. 이와 같은 바이오디젤의 보급 활성화는 식물성 기름의 가격 상승과 수급 불안정 문제, 그리고 식량자원과의 충돌 문제를 야기하고 있다. 국내 바이오디젤 생산 원료로 사용되는 대두, 유채, 해바라기, 팜 등은 모두 식용시장과 수급 균형을 형성하고 있어 바이오디젤의 생산이 증가하게 되면 식용 오일 시장의 수급균형이 깨져 오일곡물 가격의 변동을 초래하게 될 것이다. 과거에는 수거비용을 들여 폐기하던 폐식용유 마저 이제는 돈을 주고 구입해야하는 실정에 다다랐다. 바이오디젤 생산비의 70~80%를 차지하는 원료유의 부족 현상에 따라 바이오디젤 업계에서는 soapstock, trapped grease, 폐식용유 등의 저급유지 활용 방안을 강구하고 있으며 자트로파와 같은 비식용 작물의 해외플랜테이션도 진행하고 있다. 본 연구에서는 커피찌거기에 남아 있는 오일을 속슬렛추출장치를 이용해 추출하고 전이에스테르화 반응을 수행하여 반응 특성과 커피오일 바이오디젤의 지방산 조성을 알아보고 바이오디젤 원료유로서의 사용가능성에 대해 알아보았다. 석유에테르를 용매로 속슬렛 추출장치를 이용해 추출시 원료대비 약 17%(w/w)의 오일을 추출할 수 있었다. 추출된 오일의 산가는 18.79mgKOH/g으로 매우 높아 직접 전이에스테르화 반응이 불가능하다. 고체 산 촉매 하에서 전처리 반응을 실시하여 유리지방산을 전환 제거한 후 염기촉매를 이용해 전이에스테르화 반응을 진행한 결과 약 80%의 바이오디젤(FAME) 함량을 얻을 수 있었다. 지방산 조성 분석 결과 리놀레익산(Linoleic acid, C18:2), 올레익산(Oleic acid, C18:1), 팔미틱산(Palmitic acid, C16:0)이 대부분을 차지하며 이 중에서도 리놀레익산이 44.17%로 가장 많은 함량을 보였다. 이는 커피찌꺼기 추출 오일이 바이오디젤 원료유로 활용 가능성을 나타내는 결과로, 색소성분 등의 불순물을 효율적으로 제거하여 증류정제 전단계에서의 바이오디젤 순도와 생산 수율을 증대시키기 위한 추가 연구가 필요한 것으로 판단된다.