• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.231-231
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• 2010

아직까지 국내에서 사용하는 대부분의 에너지는 화석연료에 의존하고 있다. 지하자원에서 나오는 석탄, 석유와 같은 화석연료는 다른 에너지원에 비해 운송이 간편하고 쉽게 이용할 수 있는 장점이 있지만, 환경오염의 문제성과 오일가상승, 자원의양 및 저장장소가 한정되어 있다는 단점을 가지고 있다. 이에 따라 수소와 같은 대체에너지를 이용하여 환경오염을 예방하고 무한히 사용할 수 있는 에너지원을 개발하기 위한 대체 방안들이 연구되고 있다. 폐기물 가스화시 발생되는 합성가스(CO, $CO_2$, $CH_4$, $H_2$) 내 일차로 생성된 일산화탄소는 수증기와 반응함으로써 이산화탄소로 전환이 가능하다. 잔류 메탄은 이산화탄소를 이용하여 개질함으로써 합성가스내 수소농도를 높일 수 있다. 전환된 잔류가스(CO, $CO_2$, $H_2$)내 일산화탄소는 산소를 이용하여 이산화탄소로 산화시킬 수 있으며, 산화된 이산화탄소는 흡착제를 이용하여 제거가 가능하다. 본 연구에서는 실제 가스화시 발생되는 합성가스를 이용하기 위하여, RPF가스화시 발생되는 합성가스를 직접 포집하여 실험을 진행하였다. 합성가스내 소량의 메탄은 니켈촉매를 이용하여 수소로 전화시켰으며, 잔류하는 일산화탄소는 백금촉매, 이산화탄소는 탄산나트륨 흡착제를 이용하여 연속적으로 제거함으로써 순수한 수소를 제공하였다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.24-28
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• 2006

Electrochemical hydrogenation/dehydrogenation properties were studied for a single particle of a Mm-based(Mm : misch metal) hydrogen storage alloy($MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$) for the anode of Ni-MH batteries. A carbon fiber microelectrode was manipulated to make electrical contact with an alloy particle, and the cyclic voltammetry and the galvanostatic charge/discharge experiments were performed. A single particle of the alloy showed the discharge capacity of 280[mAh/g], the value being 90[%] of the theoretical capacity. Data were compared with that of the composite film consisting of the alloy particles and a polymer binder, which is more practical form for Ni-MH batteries. Additionally, pulverization of the alloy particles are directly observed. Compared with the conventional composite film electrodes, the single particle measurements using the microelectrode gave more detailed, true information about the hydrogen storage alloy.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.224.1-224.1
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• 2010

본 연구에서는 천연가스 수증기 개질반응에 니켈 촉매가 코팅된 금속 구조체 촉매를 적용하여 수소를 생산하였다. 금속구조체 촉매는 기존 펠릿 촉매가 충진 된 촉매반응기에 비해 열 및 물질 전달 특성이 우수하여 이를 여러 개질반응에 적용하고자하는 연구가 수행되어 왔다. 하지만, 기존 금속구조체 촉매의 개발에 있어 촉매와 금속 지지체간의 안정한 결합을 통한 열안정성 확보에 대한 문제는 여전히 해결과제로 남아 있다. 따라서, 본 연구에서는 니켈 촉매를 금속 지지체에 안정하게 부착하기 위한 금속 지지체 표면 처리 방법을 개발하였으며 금속 구조체의 형상에 상관없이 균일한 표면처리가 가능하였다. 개발된 표면 처리방법을 적용한 금속 구조체 촉매는 촉매와 금속지지체간의 결합력 향상으로 인해 120시간 이상 안정한 반응활성을 보였다. 또한, 빠른 공간속도에서도 펠릿촉매와 표면처리를 적용하지 않은 금속 구조체 촉매에 비해 높은 촉매 활성을 보였다. 뿐만 아니라, 본 연구에서 개발된 표면처리를 모노리스와 폼을 비롯한 다양한 형상의 금속구조체 촉매에 적용하여 기하학적 표면 특성에 따른 촉매의 활성 차이를 살펴보았다. 겉보기 표면적이 넓은 금속구조체일 수록 촉매의 고분산 코팅에 유리하여 높은 활성을 보였다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.10 no.2
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• pp.132-139
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• 2001

석탄가스화 복합발전의 집진 공정에 사용하기 위한 금속제 safety filter의 재질 선정을 위하여 황화수소 가스 분위기에서 합금강의 부식 특성을 규명하였다. 사용 합금강은 SUS 310, SUS 316, Inconel 600과 Hastelloy X이다. 전기로 내에 설치된 지름 50mm의 qualtz 튜브 반응기에서 부식실험이 행하여졌다. 40$0^{\circ}C$부터 $700^{\circ}C$까지의 등은 조건에서 실험이 행하여졌고, 분위기 가스의 영향을 보기 위하여 H$_2$S 가스를 함유한 $N_2$(dry), $N_2$(saturation), $CO_2$(dry), 그리고 석탄가스 분위기에서 실험하였다. 부식 생성물을 파악하기 위하여 X-ray 회절기와 주사전자현미경 분석이 함께 이루어졌다. 1.7% H$_2$S, $600^{\circ}C$ 이하 온도 조건에서는 니켈계 내식강 중 Hastelloy X와 철계 내식강 중 SUS 310 등 고크롬 합금강이 IGCC 용 필터 소재 금속으로서 높은 내부식성을 나타내었다. 0.3%~4.99% 황화수소 농도 범위에서 황화수소 농도 변화에 따라서 SUS 310의 경우 3~237mg/d$m^2$.day, Inconel 600의 경우 4~660mg/d$m^2$.day로 부식속도는 크게 증가되었다. 50$0^{\circ}C$, 석탄가스 분위기에서 부식속도는 SUS 310은 45mg/d$m^2$.day, SUS 316은 110mg/d$m^2$.day, Inconel 600은 576mg/d$m^2$.day, 그리고 Hastelloy X 는 140mg/d$m^2$.day로서 합금강 시편 중 SUS 310 합금강이 가장 우수한 내식성을 나타내었다. 부식 표면에는 황화니켈, 황화철 피막이 형성되었다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.6 no.11
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• pp.1099-1106
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• 1996

니켈-수소화물전지의 음극재료로서 주목을 받고 있는 다원계 Zr기 Laves 합금의 조성에 따른 결정구조, 방전특성등을 조사하였다. 전극은 아크 용해한 합금을 분쇄한 분말과 PVA를 다공성니켈 foam에 충진하여 제작하였고 충방전시험은 6M KOH 용액중에서 수행하였다. 대상 합금은 ZrNi2를 기본조성으로 하여 이중 Ni의 일부를 V, Mn, Cr, Mo 또는 W로 치환한 삼원계 및 사원계 합금이었다. 이들 합금의 충방전 실험결과 ZrV0.5Mn0.5Ni1.0의 경우가 260 mAh/g로 가장 높은 방전용량을 나타내었다. 이 합금의 방전용량은 방전전류밀도의 영향을 크게 받았으며 10 mA/g과 200mA/g의 방전전류에서 각각 300mAh/g와 150mAh/g이었다. 이 합금을 110$0^{\circ}C$에서 열처리한 경우 저율방전시에는 방전용량의 변화가 거의 없었으나 수소의 확산이 율속이 될 것으로 생각되는 고율 방잔시에서는 방전용량이 현저하게 감소하였다. 이러한 현상은 열처리에 의해 수소의확산을 용이하게 해주는 격자결함이 감소하기 때문이 아닌가 생각된다.

• Resources Recycling
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• v.28 no.6
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• pp.18-25
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• 2019

In order to recover the cerium contained in the spent nickel metal hydride batteries (NiMH battery), the recovered rare earth complex precipitates from NIMH were converted into rare earth hydroxides through ion exchange reaction to react with NaOH aqueous solution at a reaction temperature of 70 ℃, for 4 hours. Rare earth hydroxides were oxidized by injecting air at 80 ℃ for 4 hours to oxidize Ce³⁺ to Ce⁴⁺. The oxidation rate of cerium was confirmed to be about 25 % through XPS, and the oxidized powder was separated from the rest of the rare earth using the difference in solubility in dilute sulfuric acid. The finally recovered powder has a crystal phase of cerium hydroxide (Ce(OH)₄). The cerium purity of the final product was about 94.6 %, and the recovery rate was 97.3 %.

• Resources Recycling
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• v.30 no.5
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• pp.25-31
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• 2021

Smelting reduction of spent lithium-ion batteries results in the production of metallic alloys in which reduced cobalt, nickel and copper coexist. In this study, we investigated the leaching of the metallic alloys containing the above three metals together with iron, manganese, and silicon. The mixture of hydrochloric acid and hydrogen peroxide as an oxidizing agent was employed, and the effect of the concentration thereof, the reaction time and temperature, and pulp density was investigated to accomplish the complete leaching of cobalt, nickel, and copper. The effect of the hydrogen peroxide concentration and pulp density on the leaching was prominent, compared to that of reaction time and temperature, especially in the range of 20 to 80℃. The complete leaching of the metals present in metallic alloys, except silicon, was accomplished using 2 M HCl and 5% H₂O₂ with a pulp density of 30 g/L for 150 min at 60℃.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.46 no.5
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• pp.868-874
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• 2008

The Ni based adsorbent was prepared by co-precipitation method and its performance for removing carbon monoxide was investigated. Here, silica, aluminium silicate and ${\gamma}$-alumina were used for carriers of catalyst. $Ni(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$ and $Ni(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$ were utilized for Ni precursors. Precipitants were urea and citric acid. After precipitation of Ni salt on the carrier and following reduction using $H_2$ gas, adsorbent was prepared and its performance was analyzed based on EDS, TPR and XRD experiments. In accordance with change of precipitation agents, Ni salts on carrier, carriers and reduction condition. Adsorbent performance for removing carbon monoxide was investigated. The adsorbent with 54.8 wt% Ni prepared using urea precipitant under reduction condition at $500^{\circ}C$ for 3 h exhibited the best CO removal performance.

• Clean Technology
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• v.25 no.2
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• pp.101-106
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• 2019

The aim of this study is to investigate the feasibility of an Ni-SA catalyst, which was prepared from nickel, kieselguhr, and alumina, for the hydrogenation of triglyceride in a bench-scale reactor. Ni-SA powders were prepared by precipitating nickel precursors on a silica and alumina support. The powder was reduced in a hydrogen flow, mixed with a saturated palm oil, and then cooled to prepare an Ni-SA catalyst tablet. The sizes of NiO crystals of a commercial Pricat catalyst and the Ni-SA catalyst prepared in this study were $35{\AA}$ and $38{\AA}$, respectively. The pore volume and pore size of the Ni-SA catalyst was much larger than the pore volume and pore size of the Pricat catalyst. In addition, the average particle size of the Ni-SA catalyst was much smaller than that of the Pricat catalyst. The triglyceride hydrogenation reaction was carried out in a semi-batch reactor using catalysts impregnated with oil and molded into tablets. It was found that the Ni-SA catalyst was superior to the commercial Pricat catalyst in triglyceride hydrogenation, which could be ascribed to the raw material and the products being less influenced by the diffusion resistance in the pores of the Ni-SA catalyst. The Ni-SA catalyst prepared in this study has the potential to replace the Pricat catalyst as a catalyst for use in the commercial process for hydrogenation of triglyceride.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.22 no.6
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• pp.277-284
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• 2013

Carbon coils could be synthesized using $C_2H_2/H_2$ as source gases and $SF_6$ as an incorporated additive gas under thermal chemical vapor deposition system. The Ni layer on the $SiO_2$ substrate was used as a catalyst for the formation of the carbon coils. The characteristics (formation densities, morphologies, and geometries) of the as-grown carbon coils on the substrate with or without the $H_2$ plasma pretreatment process were investigated. By the relatively short time (1 minute) $H_2$ plasma pretreatment on the Ni catalyst layered-substrate prior to the carbon coils synthesis reaction, the dominant formation of the carbon microcoils on the substrate could be achieved. After the relatively long time (30 minutes) $H_2$ plasma pretreatment process, on the other hand, we could obtain the noble-shaped geometrical nanostructures, namely the formation of the numerous carbon nanocoils along the growth of the carbon microcoils. This noble-shaped geometrical nanostructure seemed to play a promising role as the good catalyst support for holding the very tiny Ni catalyst grains.