• 전기화학회지
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• 제8권2호
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• pp.88-93
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• 2005

고체산화물 연료전지의 작동온도를 낮추고 셀의 출력 밀도를 향상시키기 위해 연료극 지지체식 셀을 제조하고 공기극의 구조를 개선시켜 그 특성을 조사 분석하였다. 셀 제조는 습식법에 의해 이루어졌으며, 제조된 연료극 지지체상에 전해질을 코팅하고 최종적으로 공기극을 코팅하였다. 제조된 셀은 $8mol\%\;V_2O_3$로 안정화된 $ZrO_2(YSZ)$ 전해질 층 및 Ni/YSZ 연료극 지지체로 이루어졌으며, 공기극은 $(La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_{3-x}(LSM),\;LSM/YSZ(LY)$ 복합체, $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3{LSCF)$를 두층 또는 3층으로 두께를 변화시키면서 코팅하였다 임피던스로 전기화학적 특성을 조사하였으며, $3\%$수분을 함유한 수소와 공기로 $800^{\circ}C$ 이하에서 단전지의 성능을 평가하였다 작동온도 $800^{\circ}C$에서, $LY\;9{\mu}m/LSM\;9{\mu}m/LSCF\;17{\mu}m$의 다층이 코팅된 전지가 $590mW/cm^2$로 가장 좋은 성능을 나타냈으며, $0.244{\Omega}cm^2$로 가장 작은 분극저항을 가졌다. 측정된 임피던스 결과, 공기극의 분극저항이 3층 코팅된 셀의 경우 가장 작게 나타났음을 확인하였으며, 이것은 LY복합전극에 의한 전극 계면 저항 감소뿐 만 아니라 LSCF에 의한 공기극의 산소환원 반응의 전하이동 저항이 감소하였기 때문인 것으로 해석된다.

• 대한화학회지
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• 제20권2호
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• pp.153-157
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• 1976

1기압하에서 한국산 소나무로부터 lignin을 추출할 수 있는 실험실에서의 최적 조건을 구했고, m.p, 증색반응, IR등의 방법으로 순수한 lignin임을 확인했다. 추출한 순수 lignin을 진한 황산으로 탄화한 후 전기로 속에서 650$^{\circ)C$로 공기 부활하여 활성탄을 제조하였다. 이 활성탄의 광전 비색계에 의한 흡착능을 조사한 결과 89%였다.

• 공업화학
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• 제10권3호
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• pp.467-476
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• 1999

공기에 의한 n-butane의 산화로부터 무수마레인산을 합성하는 고정층 촉매 반응기의 거동을 조사하였다. 대류-확산-반응기구로 묘사되는 고정층 촉매반응기의 거동은 Langmuir-Hinshelwood형의 반응속도식 및 비정상상태 이차원 유사균일상 모델을 적용 조사하였다. 예측모델은 Sharma의 pilot-plant 실험 결과인 단일층 반응기의 축방향 온도 및 수율 분포에 대한 최적적합을 통한 최적매개변수 추정에 의해 구성하였다. 또한 예측모델은 단일층 반응기와 통일한 수율 및 전화율을 생성시킬 수 있도록 모사된 불균열활성의 이중층 반응기가 열점에서 $8.96^{\circ}C$ 낮은 온도 상승을 일으켰다. 단일과 이중층 반응기의 가능한 조업조건 (냉매온도, 반응물의 농도, 온도 및 유량)변화에 대한 매개변수 감응도를 조사한 결과 동일한 조업 조건하에서 이중층 반응기가 단일층 반응기에 비해 더 넓은 조업범위는 물론 전화율 및 수율이 다소 높게 나타났다.

• 공업화학
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• 제20권4호
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• pp.423-429
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• 2009

본 연구의 목적은 바이오가스를 이용하여 고농도 수소 생산과 CO 제거가 가능한 글라이딩아크 플라즈마 개질 시스템의 개발이다. 이를 위하여 수성가스 전이반응기는 수증기 주입량 변화,촉매층 온도 변화에 대하여, 선택적 산화반응기는 촉매층 온도변화, 공기주입량에 대하여 실험을 진행하였다. 기준조건은 S/C 비 3, 촉매층 온도 $700^{\circ}C$, 전체가스량 16 L/min, 입력전력 2.4 kW, 바이오가스 구성비($CH_4$ : $CO_2$ ) 6 : 4이다. 이때의 실험결과는 HTS의 최적조건은 S/C비 3, 반응온도 $500^{\circ}C$, LTS의 최적조건은 S/C 비 2.9, 반응온도 $300^{\circ}C$이다. 또한 PROX I단의 최적조건은 각각 공기유입량 300 mL/min, $190^{\circ}C$, PROX II단의 최적조건은 공기유입량 200 mL/min, $190^{\circ}C$을 나타내었다. 반응기를 모두 지난 후의 합성가스는 $H_2$ 수율 55%, $CH_4$ 전환율 97%, $CO_2$ 전환율 97%, CO 선택도는 0%로 바이오가스를 개질하여 생성된 합성가스는 높은 수율을 나타내며, CO 선택도는 0%를 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.409-409
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• 2012

최근 나노크기의 미세구조 가공기술이 발달함에 따라 다양한 응용을 위한 나노소재/구조가 활발히 연구 되고 있다[1]. 그 중에서 실리콘 나노선은 태양전지, 메모리, 트랜지스터 그리고 광 공진기에 쓰일 수 있는 소재로서 기존의 실리콘 가공기술을 바로 사용할 수 있을 뿐 아니라[2], 비용 면에서 탁월한 잇점이 있기 때문에 주목 받고 있는 소재이다. 실리콘 나노선의 물리적 특성을 연구하기 위한 많은 연구가 진행되었지만, 매우 작은 크기와 높은 표면적-부피비율로 인해 생긴 독특한 특징을 완전히 이해하기에는 아직 부족한 점이 많다. 실리콘 나노선의 전류-전압특성에 영향을 미치는 요소는 도핑농도, 표면상태, 채널의 크기 등으로 다양한데, 이번 연구에서는 실리콘 나노선의 표면환경이 공기와 물 두 종류로 매질에 접하고 있을 경우에 대하여 각각 전류-전압을 측정하였다. 물이 공기와 다른 점은 크게 두 가지로 볼 수 있다. 첫째로 물의 경우에는 물에 용해된 수소이온과의 화학반응을 통하여 실리콘 표면전하가 유도되며 pH 값에 민감하게 변화한다. 둘째로 물의 유전율은 공기의 80배로서 표면부근에서의 전기장분포가 많이 왜곡된다. 이를 위하여 SOI를 기반으로 채널길이 $5{\mu}s$, 두께 40 nm, 너비 100 nm인 실리콘 나노선을 일반적인 반도체공정을 사용하여 제작하였다. 나노선의 전기적 특성 실험은 Semiconductor Parameter Analyzer (Agilent, 4155C)를 사용하여 전류-전압특성을 표면 상태를 변화시키면서 측정하였다. 실험을 통해 실리콘 나노선은 물과 공기 두 가지 표면환경에 따라 전류-전압특성이 확연히 변화하는 것을 볼 수 있었다. 동일한 전압 바이어스에서 표면에 물이 있을 때가 공기 있을 때 보다 훨씬 증가한 전류를 얻을 수 있었고(3V에서 약 2배), 비선형적인 전류-전압특성이 나타남을 관찰하였다. 본 발표에서는 이러한 실험결과를 표면에서의 전하와 정전기적인 효과로서 정성적으로 설명하고, 전산모사결과와 비교분석 하고자 한다.

• 공업화학
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• 제8권5호
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• pp.837-843
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• 1997

산화형 폴리에틸렌 왁스 제조에 있어서 주요 반응인자인 사용 왁스의 물성, 산화시간, 산화온도, 공기의 주입량 등에 따른 산가의 변화와 산화에 따른 폴리머의 물성을 분석하였다. 실험결과 주어진 반응조건 하에서 산화온도에 대한 산가의 변화는 $160^{\circ}C$까지는 증가하였지만 $170^{\circ}C$에서는 오히려 산가가 감소하는 경향을 보였고, 공기 주입량에 비례하여 산가는 증가하였다. 또한 사용한 왁스의 분자량이 낮을수록 산가가 높았다. 분자량과 밀도차가 공존하는 시료의 산화반응에서는 가지의 길이, 수 등에 의한 밀도보다는 분자량에 의한 영향이 큰 것으로 생각되었다. 산화가 진행됨에 따라 분자량은 감소하고 분자량 분포는 넓어짐을 알 수 있었다. 온화한 조건 하에서 고산가를 얻기 위하여 자유라디칼 개시제를 촉매로 사용하였는데 같은 조건 하에서 무촉매인 경우에 비하여 고산가의 산화형 왁스를 얻을 수 있었다. 또한 DCPO(dicumylperoxide), HOPO(t-butyl peroxy 2-ethyl heaxanoate), BPO(butylperoxide) 순의로 반감기가 긴 촉매가 효율적이었다.

• 전기화학회지
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• 제12권1호
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• pp.11-25
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• 2009

연료전지는 가까운 미래를 위한 핵심 청정 신에너지원 중의 하나로 기대된다. 그러나 고분자 연료전지에서 공기극은 느린 산소환원반응과 많은 백금 사용 때문에 상업화에 어려움을 겪고 있으며, 이것을 해결하는 것이 최근 당면 과제이다. 또한 연료극은 일산화탄소의 피독 현상과 전극의 안정성이 문제시 되고 있다. 본 총설에서는 고분자 연료전지를 위한 연료극, 공기극 전기화학 촉매의 이론적 접근을 통해 촉매를 설계하는 최근 연구 내용을 소개하려 한다. 촉매 설계는 합금 전기 화학 촉매를 통해 접근 했으며, 이는 electronic, geometric, lateral effects를 손쉽게 조절할 수 있게 한다. 이것은 계산되어진 d-band center의 함수에 의존하며, 촉매의 활성과 큰 관계를 가짐을 발견하였다. 본고에서 지향하는 촉매의 최종 방향은 이론적 접근을 통해서 촉매의 사용량을 줄이면서 효율적으로 사용하는 것이다.

• 공업화학
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• 제23권3호
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• pp.247-252
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• 2012

전기자동차, 하이브리드 자동차의 필요성과 스마트 IT 기기의 급속한 발전으로 인한 고용량 고출력 전지의 수요가 급증하고 있다. 현재 상용화 된 리튬이온전지는 기술적 문제에 의해 제한된 에너지 밀도만이 이용되고 있어서 보다 높은 에너지 밀도를 갖는 리튬-황 및 리튬-공기전지 개발이 주목 받고 있다. 새로운 Li 배터리 시스템의 양극물질인 황과 산소는 유사한 물리화학적 특성을 갖고 풍부한 자원 매장량으로 상용화가 어렵지 않을 것으로 전망한다. 따라서 본 총설에서는 리튬-황 및 리튬-공기 전지 시스템의 다공성 구조 양극개발, 양극과 전해질의 계면반응 최적화 및 높은 내구성이 있는 리튬음극 개발과 같은 공통 이슈를 해결하고자 하는 비전을 제시하고자 한다.

• 대한화학회지
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• 제66권3호
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• pp.202-208
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• 2022

본 연구는 악취 제거용 반응조를 제작한 후, 현장 시험을 통해 마그네시아(MgO)를 이용하여 돈분 폐수에서 발생하는 악취를 최대한 저감하기 위한 최적 조건을 얻고자 하였다. 이를 위해 마그네시아의 충진양, 돈분 폐수의 주입량, 폭기 방식, 폭기양, 폭기 시간이 고려되었다. 현장 시험은 돈분 폐수 저장소를 갖추고 있는 청운 가축농장에서 실시하였다. 돈분 폐수(500 kg) 무게 대비 마그네시아의의 첨가량을 증가시킬수록 암모니아와 황화수소의 발생량은 점차적으로 감소하는 경향을 보였다. 현장시험 결과, 반응조에 마그네시아를 0.8% 첨가하여 2일 동안의 폭기 시 돈분 폐수 중의 암모니아(NH₃)는 65%, 황화수소(H₂S)는 77% 감소하였다. 반응조 안의 돈분 폐수의 초기 pH는 8.2이었고 마그네시아를 0.8%까지 넣었을 때의 pH는 9.2를 나타내었다. 이러한 경향으로 비추어 볼 때, 마그네시아가 돈분 폐수 내의 pH를 점차적으로 상승시켜 약알칼리 상태로 만든다는 것을 알 수 있었다. pH가 증가함에 따라 폐수 내에 존재하는 암모니아 가스의 일부분은 공기 중으로 기화되고, 나머지 일부는 용해되어 있는 마그네슘이온, 인산이온과 화학결합한 후 침전되어 제거된다. 기존에 가축 농가의 대부분은 돈분 폐수의 악취를 제거하여 퇴비로 만들기 위해서 미생물을 활용한 6개월간의 폭기 과정을 거쳐야 했다. 대조적으로 미생물 활동에 영향이 없는 화학적 반응을 통해서 2일 내에 돈분 폐수로부터 악취를 저감할 수 있는 효과를 현 연구를 통해 입증하였다.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.73-80
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• 2010

고체산화물연료전지(SOFC)는 청정에너지기술로써 화학에너지를 전기에너지로 직접 전환한다. SOFC는 열병합발전과 결합하여 80%이상의 효율을 올릴 수 있으며 천연가스와 바이오가스 등 연료에 대한 융통성이 폴리머전해질막연료전지(PEMFC)보다 높다. YSZ전해질과 함께 SOFC에 주로 채용되는 공기극 재료는 아직까지 Sr이 첨가된 $LaMnO_3$(LSM)이다. LSM 이외에, 혼합전도성을 가지는 페로브스카이트로서 Sr첨가 $LaCoO_3$(LSCo), $LaFeO_3$(LSF), $LaFe_{0.8}Co_{0.2}O_3$(LSCF)는 공기극 임피던스가 LSM에 비해 현저히 낮아 연구가 증가하고 있다. 그러나 SOFC전극의 소결온도에서 YSZ과 고체반응을 일으키는 문제점과 열팽창 계수가 YSZ와 격차가 크게 나는 문제점 때문에 전극 제조가 복잡하다. 따라서 전해질과의 화학적 안정성 및 유사한 열팽창계수(TEC)를 가지면서 우수한 전기화학활성을 제공하는 것이 해결해야할 중요한 문제로 남는다.