• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제34권5호
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• pp.421-430
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• 2023

Fe-Ni-Pt nanocatalysts were loaded on carbon black powders which were synthesized by a spontaneous reduction reaction of iron (II) acetylacetonate, nickel (II) acetylacetonate and platinum (II) acetylacetonate. The morphology and the loading weight of Fe-Ni-Pt nanoparticles were characterized by transmission electron microscopy and thermogravimetric analyzer. The amount of Fe-Ni-Pt catalyst supported on the carbon black surface was about 6.42-9.28 wt%, and the higher the Fe content and the lower the Pt content, the higher the total amount of the metal catalyst supported. The Brunauer-Emmett-Teller Analysis (BET) specific surface area of carbon black itself without metal nanoparticles supported was 233.9 m²/g, and when metal nanoparticles were introduced, the specific surface area value was greatly reduced. This is because the metal nanocatalyst particles block the pore entrance of the carbon black, and thereby the catalytic activity of the metal catalysts generated inside the pores is reduced. From the I-V curves, as the content of the Pt nanocatalyst increased, the electrolytic properties of water increased, and the activity of the metal nanocatalyst was in the order of Pt > Ni > Fe.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1541_1542
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• 2009

본 논문에서는 바이오/환경센서 응용을 위해 실리콘 기판위에 나노 동공구조 백금 전극을 작동전극으로 갖는 소형화된 용존산소센서를 설계 및 제작하고 그 특성을 분석하였다. 제작된 용존산소 센서는 15 mm $\times$ 8 mm $\times$ 0.6 mm의 소형화된 크기를 가졌으며, -0.9 V의 인가전위 시에 각각 산소 포화 상태와 무산소 상태에서 2.14 mA와 0.8 mA의 환원전류 특성을 보였다. 또한, 다양한 산소 농도상태에서 각기 다른 전류응답 차이를 보였다. 이를 통해서 다양한 산소농도에 대한 센싱특성을 검증하였다. 한편, 제작된 용존산소 센서는 전극제작에 사용된 나노 동공구조 백금 전극의 높은 촉매 특성에 기인하여 90% 전류응답시간이 7초 이내로 기발표된 다른 연구들에 비해 현저히 향상된 응답특성을 보였다.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.497-503
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• 2021

본 연구에서는 악취가스 및 휘발성 유기 화합물을 산화 제거하기 위한 백금/티타니아를 허니컴 및 메탈폼 담체에 코팅하는 방법을 확인하였다. 다양한 방법 중 파우더 코팅과 나노 코팅에 대한 비교를 수행하였다. SEM/EDX (Scanning Electron Microscopy/Energy Dispersive X-ray spectroscopy) 분석은 허니컴 및 메탈폼의 표면 상태 및 노출된 백금 성분비를 조사하는데 사용되었다. 또한, 촉매 코팅 방법에 따른 톨루엔, 트리메틸아민, 아이소프로필 알코올의 제거 성능을 비교하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.715-722
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• 2022

Pt-Fe/carbon black nanocatalysts were prepared by spontaneous reduction reaction of Platinum(II) acetylacetonate and Iron(II) acetylacetonate in a nucleophilic solvent and they were characterized by scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray analyzer (EDS), thermogravimetric analyzer (TGA), transmission electron microscopy (TEM), Brunauer, Emmett and Teller (BET) surface area analysis and anion exchange membrane (AEM) water electrolysis test station. The distribution of the Pt and Fe nanoparticles on carbon black was observed by TEM, and the loading weight of Pt-Fe nanocatalysts on the carbon black was measured by TGA. Elemental ratio of Fe:Pt was estimated by EDS and it was found that elemental ratio of Pt and Fe was changed in the range of 1:0 to 0:1, and the loading weight of Pt-Fe nanoparticles on the carbon black was 5.95-6.78 wt%. Specific surface area was greatly reduced because Pt-Fe nanocatalysts blocked the pores. I-V characteristics were estimated.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.262-267
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• 2016

본 연구에서는 건식플라즈마 환원방법을 이용하여 다중벽 탄소나노튜브(MWNT) 코팅 층 위에 백금, 금, 백금/금 이종 나노입자를 쉽고 균일하게 고정화 시킬 수 있는 방법을 제시한다. 나노입자는 다중벽 탄소나노튜브 위에 안정적이고 균일하게 고정화되어 나노하이브리드 소재가 되며, 이렇게 합성된 나노하이브리드 소재는 염료감응형 태양전지의 상대전극에 적용된다. CV, EIS, Tafel 측정을 통해 준비된 상대전극의 전기화학적 특성을 분석한 결과, PtAu alloy/MWNT 상대전극이 가장 높은 전기화학적 촉매 활성과 전기 전도도를 보여준다. PtAu alloy/MWNT 상대전극을 이용한 염료감응형 태양전지는 7.9%의 에너지 변환 효율을 보임으로써 MWNT (2.6%), AuNP/MWNT (2.7%) 그리고 PtNP/MWNT (7.5%) 상대전극을 사용한 염료감응형 태양전지의 효율과 비교하였을 때, 가장 높은 효율을 보여주고 있다.

• 폴리머
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• 제35권1호
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• pp.35-39
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• 2011

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 타소 지지체로 중형기공 실리카(SBA-15)를 이용한 전통적인 주형합성법을 이용하여 중형기공 탄소(CMK-3)를 합성하였다. 합성된 CMK-3는 추가적으로 비표면적과 물리적 성질을 증가시키기 위하여 활성화제로 수산화 칼륨 (KOH)양을 0, 1, 3, 및 4g으로 달리하여 활성화하였다. 그리고 활성화된 CMK-3(K-CMK-3)에 화학적 환원 방법을 이용하여 백금과 루테늄을 답지하였다. CMK-3에 담지된 백금-루테늄 촉매의 특성을 확인하기 위해 비표면적 장치(BET), X-선 회절분석법(XRD), 주사전자현미경(SEM), 투과전자현미정(TEM), 유도결합 플라즈마 질량분석기(ICP-MS)를 이용하였다. 또한, 백금 루테늄 촉매의 전기화학적인 특성을 순환전류전압 실험으로 분석하였다. 결론적으로, 3 g의 KOH로 활성화된 CMK-3(K3g-CMK-3)가 가장 넓은 비표면적을 나타냈다. 또한, K3g-CMK-3의 높은 비표면적은 백금-루테늄의 균일한 분산과 함께 전기적인 촉매의 성능을 향상시키는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.220-223
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• 2007

이 논문은 DMFC와 태양전지의 하이브리드형 연료전지에 적합한 $TiO_{2}$구조에 대한 연구로서, DMFC에 사용되는 귀금속 Pt의 사용량을 줄이기 위해 Pt를 $TiO_{2}$광촉매 지지체에 함침 시켜 UV가 조사될 때 Pt의 활성을 극대화시키기 위한 연구이다. $TiO_{2}$는 Rutile결정 구조를 이루었으며, 반응 시간에 따라 나노막대 모양을 형성하였다. $NaBH_{4}$ 환원법을 통해 Pt를 함침 시켜 전극을 제조하였다. 이 전극들은 UV가 입사되지 않을 때보다 UV가 입사될 때 메탄올 산화성능이 주목할 만큼 향상되었다. 특히 긴 막대모양의 $TiO_{2}$에 백금이 잘 분산된 촉매의 메탄올 산화반응 성능이 크게 향상되었다. 이러한 $Pt/TiO_{2}$의 주목할 만한 성능 향상은 UV가 조사될 때 빛에 의해 생성된 $TiO_{2}$의 hole들에 의해 메탄올 산화반응이 향상된 것으로 사료된다.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.245-252
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• 2011

본 연구에서는 탄소나노튜브를 담지체로 사용하여 연료전지용 백금(Pt) 촉매의 고분산, 고담지를 목적으로 하였다. 탄소나노튜브의 표면처리는 열적산화방식으로 전처리하였다. 25, 50, 90 및 $110^{\circ}C$에서 열처리를 하였을 경우, 온도변화에 따른 작용기의 영향을 FT-IR, XPS를 통해 분석하였다. XPS를 통해 전처리의 온도가 증가할수록 작용기의 농도가 증가하는 것을 확인 하였으며, TGA와 TEM을 통해 Pt의 담지량과 분산도 또한 증가한 것을 확인하였다. 산화과정에서 열적거동은 고담지 Pt 촉매의 제조와 밀접한 관련이 있으며, 본 연구에서 제조된 촉매의 고분산, 고담지에 적절한 합성 온도는 $90^{\circ}C$로 관찰되었으며 단위전지에서 가장 좋은 성능을 나타내었다.

• 한국태양에너지학회:학술대회논문집
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• 한국태양에너지학회 2012년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.217-221
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• 2012

Over the last decade, performances of low temperature fuel cells are substantially improved by developing highly active Pt-M alloy catalysts. The electrochemical stability of those catalysts, however, still does not meet the commercial grade for fuel cells to be long-term power sources of electrical vehicles. To unveil a major mechanism causing such weak durability, we extensively utilize ab-initio computations on nano-scale Pt-Co alloy catalysts and analyze thermodynamically the most stable structure as a function of compositional variation. Our results indicate that there is a certain feature governing the particle distribution of a specific alloy element on the nano-scale catalysts, which aggravates the electrochemical degradation.