• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.411.2-411.2
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• 2016

직접 메탄올 연료전지 (DMFCs)는 친환경적이고 낮은 작동 온도로 인한 빠른 구동, 높은 에너지 밀도 등 다양한 장점을 가지고 있어 차세대 에너지 변환소자로 많은 관심을 받고 있다. 직접 메탄올 연료전지는 메탄올을 연료로 사용하며, 메탄올이 보유하고 있는 화학적 에너지를 전기 에너지로 변환하는 장치로써 음극에서는 백금 촉매로 인한 메탄올 산화반응, 양극에서는 환원 반응이 일어나며 전기화학적 구동을 하게 된다. 하지만 일산화탄소 피독으로 인한 촉매 활성 저하, 메탄올의 cross over, 백금 촉매 사용으로 인한 고비용 등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 많은 연구자들이 백금 사용량을 줄이고 백금 촉매를 고르게 분포하기 위해 값이 저렴하고 넓은 비표면적을 갖는 탄소계 (graphite, graphene, carbon nanotube, carbon nanofiber 등) 지지체 재료를 도입하고 있다. 이 중 탄소나노섬유 (carbon nanofibers, CNFs)는 우수한 전기전도도와 열적/화학적 안정성을 가지고 있으며, 특히 넓은 비표면적을 가지고 있어 백금 촉매의 지지체로서 많은 연구가 진행되고 있다[1]. 따라서 우리는 전기방사법을 활용하여 넓은 비표면적을 보유하는 다공성 탄소나노섬유를 성공적으로 합성하였다. 또한, 이를 백금 촉매의 지지체로 도입하여 직접 메탄올 연료전지를 위한 다공성 탄소나노섬유에 담지된 고분산성 백금 촉매를 제조하였다. 제조한 다공성 탄소나노섬유의 형상 및 구조 분석은 주사전자 현미경 (field-emission scanning electron microscopy)와 투과전자 현미경 (transmission electron microscopy)를 이용하여 분석하였고, 결정구조와 화학적 결합상태는 X-선 회절분석 (X-ray diffraction) 및 X-선 광전자 분광법 (X-ray photoelectron spectroscopy)를 이용하여 규명하였다. 전기화학적 특성은 순환 전압 전류법 (cyclic voltammetry)를 이용하였다. 이러한 실험 결과들을 바탕으로 다공성 탄소나노섬유에 담지된 고분산성 백금 촉매의 자세한 특성을 본 학회에서 다루도록 하겠다.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05b
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• pp.1047-1051
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• 1995

수소동위원소의 분리공정은 월성원자력발전소의 보충용 중수제조공정에 필수적이며 백금촉매를 이용한 교환반응공정이 가장 경제적인 것으로 알려져 있다. 본고에서는 백금촉매 개발의 일환으로 담체로서 실리카라이트를 제조하여 결정성을 X선 회절분석기를 이용하여 측정하였으며 이 담체에 일반적인 함침법으로 백금을 담지시켜 처리한 Pt/Silicalite 촉매의 백금분산도를 수소 흡착법을 이용하여 측정하였다. 측정실험 결과 다공성의 실리카라이트가 제조되었고 일반적인 함침법에 의해 제조된 촉매의 백금분산도는 매우 낮음을 확인하였다.

• Electrical & Electronic Materials
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• v.26 no.10
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• pp.3-9
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• 2013

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.2
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• pp.223-228
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• 2006

Pore-size controlled porous carbons for the catalyst supports of the direct methanol fuel cell were prepared from the mesophase pitch by using the silica spheres with different sizes. Pitch solution in THF and spheres were mixed, carbonized and etched by 5 M NaOH to make porous carbon. Specific surface area of the porous carbons was $14.7{\sim}87.7m^2/g$ and average pore diameter was 50~550 nm which were dependent on the size of silica spheres. Aqueous reduction method was used to load 60 wt% PtRu on the prepared porous carbon supports. The electro-oxidation activity of the supported 60 wt% Pt-Ru catalysts was measured by cyclic voltammetry and unit cell test. For the 60 wt% Pt-Ru/porous carbon synthesized by 50 nm silica, current density value in the cyclic voltammetry test was $123mA/cm^2$ at 0.4 V and peak power density in the unit cell test were 105 and $162mW/cm^2$ under oxygen at 60 and $80^{\circ}C$, respectively.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.1 no.2
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• pp.224-231
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• 1990

To improve the dispersion of platinum catalyst, the effects of carbon black surface treatment, solvents, surfactants, and ultrasonic homogenizing were examined. Upon introducing the hydrophilic groups acting as an anchorage center of the catalyst on the surface of carbon black by oxidation, the migrating and growing of platinum particles(or ions) during reduction could be restricted. When mixed solvents, surfactants, or ultrasonic homogenizer were used to disperse catalysts on the carbon black, the dispersion of catalyst could be improved, due to the good permeation of chloroplatinic acid through the pore of carbon black. Among the impregnation methods, the method using ultrasonic homogenizer with mixed solvent was the most excellent. Using this method the particle sized could be minimized in less than $30A^{\circ}$ and distributed homogeneously.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.18 no.3
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• pp.121-129
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• 2015

The platinum anode for the electrolytic reduction process is generally surrounded by a nonporous ceramic shroud with an open bottom to offer a path for $O_2$ gas produced on the anode surface and prevent the corrosion of the electrolytic reducer. However, the $O^{2-}$ ions generated from the cathode are transported only in a limited fashion through the open bottom of the anode shroud because the nonporous shroud hinders the transport of the $O^{2-}$ ions to the anode surface, which leads to a decrease in the current density and an increase in the operation time of the process. In the present study, we demonstrate the electrolytic reduction of 1 kg-uranium oxide ($UO_2$) using the porous shroud to investigate its long-term stability. The $UO_2$ with the size of 1~4mm and the density of $10.30{\sim}10.41g/cm^3$ was used for the cathode. The platinum and 5-layer STS mesh were used for the anode and its shroud, respectively. After the termination of the electrolytic reduction run in 1.5 wt.% $Li_2O-LiCl$ molten salt, it was revealed that the U metal was successfully converted from the $UO_2$ and the anode and its shroud were used without any significant damage.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.84.1-84.1
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• 2018

현재 사용되고 있는 화석 연료는 고갈되고 있으며 지구온난화와 같은 환경오염을 일으키는 주원인으로 이를 대체하는 에너지원으로서 수소가 주목받고 있다. 그러나 수소는 상온 및 대기압에서 4 %의 낮은 LEL (lower explosive limit)을 가지므로 높은 인화성과 폭발성을 가진다. 또한 무색, 무취한 성질을 가지고 있어 사람에 의해 검출되지 않는다. 그러므로 상온에서의 수소 농도를 정량화하고 검출하기 위한 방법이 필요하다. 수소를 검출하기 위한 수소센서에는 저항, 촉매, 광학, 일함수 등을 이용한 센서들이 있으며 그 중 저항을 이용한 귀금속 기반 수소센서가 널리 알려져 있다. 팔라듐(Pd), 백금 (Pt)와 같은 귀금속 기반 수소센서는 높은 수소 용해도 및 확산으로 인해 수소에 우수한 선택성을 가진다. 특히 Pd는 흡착에 대한 친화성이 매우 우수하다. 팔라듐에 수소가 노출되면, 수소가 Pd 격자로 확산되어 Pd-hydride를 형성시켜 부피가 팽창되고 저항이 변한다. 이러한 특성을 바탕으로 팔라듐의 저항 변화를 기반으로 한 수소센서의 개발이 진행되고 있다. 본 연구에서는 물리기상증착 (PVD)을 이용하여 다양한 다공성 나노 Pd 박막을 가지는 수소센서를 제작하였으며, 수소 농도에 따른 실온에서의 수소 검출 특성을 관찰하였다. 제작된 다공성 나노 Pd 박막의 특성은 SEM, TEM 및 XRD를 통하여 확인하였다. 다공성 나노 Pd 박막이 수소에 노출 되었을 때 전자 산란 및 접촉 면적의 증가에 따른 저항의 변화를 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2004.06a
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• pp.352-352
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• 2004

산화물 형태의 사용후핵연료를 고온 용융염계에서 금속 형태로 전환하는 전기화학적 금속전환 공정 개발의 일환으로 $U_3O_8$ 분말로 충전된 다공성 마그네시아 용기 및 스테인레스강 고체전극으로 구성된 일체형 음극과 $SnO_2$ 재질의 양극을 사용하여 5kg $U_3O_8$/batch 규모의 mock-up 시험을 수행하였다. 백금 재질의 양극을 사용하였을 때 99% 이상의 금속전환율을 보인 동일한 전하량을 공급하고 실험을 중단한 결과 X-선 회절분석(XRD) 및 열중량 분석(TG)으로부터 스테인레스강 고체전극 부분에서는 거의 금속으로 전환되었으나 다공성 마그네시아 용기 부분에서는 비교적 금속전환율이 낮은 경향을 나타내었다.(중략)

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.15 no.2
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• pp.152-158
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• 2004

Hydrogen has been considered as an important and essential future energy source. But the storage of the hydrogen is a difficult problem and many studies were focused on this matter. However, the MTH-system (methylcyclohexane, toluene, hydrogen) was proposed for storage of hydrogen by Taube et al. and that is the reaction of hydrogen with toluene to give methylcyclohexane. One toluene molecule can store six hydrogen atoms to form methylcyclohexane. In this form the hydrogen can be easily stored in liquid organic hydrides and transported at ambient pressure in tanks. Hence, this study is focused on the catalytic dehydrogenation of methylcyclohexane. Since supported platinum and nickel were employed as catalysts in literature, in this study, porous Pt and Ni were prepared and tested for the dehydrogenation reaction. When the porous Pt catalyst was applied to the dehydrogenation it showed higher activity in the reaction and higher selectivity to toluene. Specially at higher pressure, it showed almost 100 % conversion and 100 % selectivity and hence porous platinum could be considered as best for the given reaction.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.15 no.4
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• pp.27-32
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• 2011

Management of gas safety is becoming important with increasing use of gas facilities. U-safety system is being promoted as part of national management of gas, and thus real-time and in-situ gas sensor should be developed. Detection method for When the gas sensor is installed in gas conduit, explosion may be likely, because hydrocarbon gases is usually used the difference of thermal resistance between reference and working electrode. Therefore, it is required to detect the hydrocarbons, such as $CH_4$ and CO, at room temperature via electrochemically catalytic reaction. In this study, Pt nanoparticle was doped on the porous gold powder by electrolytic plating method, and then it was used as catalytic electrode for CO oxidation. For Pt/PAu electrode, approximately 21% of CO conversion was obtained. It is noted that Pt/PAu electrode could be used to react the oxidation of hydrocarbon gases at room temperature via applying of external voltage.