• 전기화학회지
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• 제23권4호
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• pp.90-96
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• 2020

수소의 화학반응 에너지를 직접 전기 에너지로 변환하는 Polymer electolyte membrane fuel cells (PEMFCs)는 친환경 미래 운송수단 에너지원의 한 종류이다. PEMFCs의 내부에 산소 환원 반응이 매우 느리고 고가의 백금을 사용하기 때문에 이를 대체하려는 연구가 국내외에서 매우 활발히 연구되고 있다. 하지만 백금이외에 값싼 재료를 이용한 촉매의 경우 여전히 성능이 매우 상이하며 활성 향상에 대한 지표 등이 다양하다. 이에 본 총설은 non-precious metal catalyst (NPMC)의 활성 지표 등을 정리하고 최근 5년간의 자료를 요약하였다. 이를 통해 촉매재료의 선별, 합성시 주안점, 조촉매 등을 설명하며, 촉매 활성에 대한 연구의 필요성을 상기 시킬 수 있다. 이를 통해 귀금속 촉매가 널리 사용되는 분야에 적용할 수 있는 NPMC의 연구 및 개발에 기여할 수 있을 것으로 보인다. 또한 향후 연구개발의 최종적인 목표를 기술한다.

• 대한화학회지
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• 제33권3호
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• pp.295-303
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• 1989

네자리 Schiff base cobalt(II) 착물로서 Co(SND) 및 Co(SOPD)을 합성하여 pyridine용액에서 산소를 반응시켜 산소첨가 생성물로서 $[Co(SND)(Py)]_2O_2$ 및 $[Co(SOPD)(Py)]_2O_2$ 을 합성하였다. 이 착물들은 원소분석과 cobalt 정량, IR spectra, T.G.A. 및 자화율을 측정하여 확인하였으며, 산소 : cobalt(II) 착물의 결합비가 1:2이고, 네자리 Schiff base cobalt(II)와 pyridine 및 산소가 6배위로 결합함을 알았다. 0.1M TEAP-pyridine 용액에서 순환전압전류법에 의한 $Co(SND)(Py)_2$ 및 $Co(SOPD)(Py)_2$ 들의 Co(II)/Co(III)와 Co(II)/Co(I) 산화환원 과정은 가역 및 준가역적으로 일어난다. 산소첨가 생성물의 착물들은 비가역적으로 일어나며, 이들의 산소에 대한 환원과정은 $E_{pc} \;=\;-0.96{\sim}-1.03V$에서, 산화과정은 $E_{pa}\;=\;-0.78{\sim}-0.80V$ 범위에서 일어나며, 이들 산화환원 과정은 준가역적으로 일어남을 알았다.

• 대한화학회지
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• 제34권1호
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• pp.51-62
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• 1990

다섯 자리 Schiff base cobalt(II) 착물로서 Co(II)(Sal-DET)와 Co(Ⅱ)(Sal-DPT)들을 합성하여 비수용매에서 산소와 반응시켜 산소첨가 착물로서 [Co(III)(Sal-DET)]$_2O_2$ 및 [Co(III)(DPT)]$_2O_2$들을 합성하였다. 이 착물들은 원소분석, IR spectra, TGA, DSC 및 자화율을 측정하여 확인하였으며, 비수용매에서 이들 착물들의 산소와의 몰결합비가 첫단계는 1:1이나 시간이 경과하면 고체상태에서와 같이 1:2로 가는 $\mu$-peroxo형의 6배위 Cobalt(III)착물들이 형성됨을 알았다. Co(II)(Sal-DET)및 Co(II)(Sal-DPT)와 이들 산소첨가 착물들의 0.1M TEAP-DMSO와 0.1M TEAP-pyridine 용액에서 순환전압-전류법 및 DPP법에 의한 환원과정은 두 단계로 일전자의 비가역적인 Co(III)/Co(II)와 Co(II)/Co(I)의 과정이 주어지나 산소첨가 착물에서 산소결합의 환원전위는 $E_{pc}$ = -0.97V∼-0.86V이고 이에 couple인 산화전위는 $E_{pa}$ = -0.87V ∼ 0.64V에서 일전자의 준가역적 산화환원 과정으로 일어남을 알았다.

• 청정기술
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• 제2권1호
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• pp.60-68
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• 1996

고정층 반응기에서 망간광석을 이용하여 저농도의 일산화탄소 산화제어반응에 대하여 고찰하였다. 고려된 실험변수는 일산화탄소 농도 (500ppm~10000ppm), 산소 농도(500ppm~99.8%)와 촉매의 온도($50{\sim}750^{\circ}C$)이다. 또한 망간광석의 특성은 Thermogravimetric Analysis(TGA), 일산화탄소에 의한 환원, Temperature Programmed Reduction(TPR)실험을 이용하여 규명하였다. 망간광석의 일산화탄소 산화력은 순수이산화망간에 비해서 단위 면적당 높은 산화력과 $750^{\circ}C$까지 가열된 후에도 산화력이 유지될 수 있는 안정된 촉매작용을 보였다. Temperature Programmed Desorption(TPD), TPR 실험과 TG 등의 분석결과 산소의 농도가 낮거나 무산소하에서 망간광석의 격자내 산소가 쉽게 제공될 수 있음을 알 수 있었다. 일산화탄소의 농도가 500~3500ppm일 때 일산화탄소의 반응차수는 0.701이며 3500~10000ppm구간에서 일산화탄소의 농도에 무관한 0차 반응이었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.213-216
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• 2009

WGS(Water Gas Shift)반응은 일산화탄소(CO)를 이산화탄소($CO_2$)로 전환하는 반응으로 일체형 수소생산시스템의 실현을 위한 고순도 수소생산에 있어서 중요한 단계이다. WGS 반응은 열역학적 평형을 고려하여 고온전이반응(HTS: High Temperature Shift)과 저온전이반응(LTS: Low Temperature Shift) 두 단계 반응으로 진행된다. 두 단계 공정의 통합을 위해 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 WGS 반응용 촉매 개발이 필요하다. 최근 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 귀금속 촉매에 다양한 담체를 적용시킨 연구가 활발히 진행되고 있다. 선행 연구 결과, Ce-$ZrO_2$ 구조는 Ce/Zr 비에 따라 다양한 특성 변화를 관찰하였다. 따라서 낮은 온도에서 높은 활성을 갖는 WGS 반응용 촉매 제조를 위해 환원성 담체인 $CeZrO_2$에 Pt 을 담지시켜 성능을 평가하였다. 제조된 모든 담체는 공침법(Co-precipitation)으로 제조 하였으며 $500^{\circ}C$에서 6시간 소성하였다. 제조된 담체에 백금(Pt)을 함침법(Incipient Wetness Impregnate)으로 담지시켰다. 특성분석은 BET를 이용하여 표면적을 측정하였다. 촉매 반응 실험조건은 $200^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$ 온도범위에서 기체공간속도(GHSV: Gas Hourly Space Velocity) 45,000 ml/$h{\cdot}g-cat$ 으로 혼합가스($H_2$:60%, $N_2$:20%,$CH_4$:1%,CO:9%,$CO_2$:10%)를 흘려 반응 후 배출되는 가스를 Micro-Gas Chromatography 를 이용하여 측정하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.192-193
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• 2015

음극방식은 피방식체를 일정 전위로 음극분극 하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 희생양극으로 연결하여 방식하는 방법이다. 해수 중에서 음극방식을 실시할 경우 음극 표면에 용존산소 환원반응과 수소발생반응이 일어나 $OH^-$ 이온이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 생성되는 석회질 피막 (Calcareous deposit)은 강구조물의 부식방지를 위한 물리적인 방호벽 역할을 하면서 용존산소의 확산 및 이동을 억제하며, 전류밀도를 감소시킨다. Potentiostat 및 rectifier를 이용하여 정전위 및 정전류 조건에서 형성된 석회질 피막을 SEM, EDS, XRD를 통해 분석하고 이를 바탕으로 양극의 종류(Al, Zn) 및 1, 5, $10mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 실제 강관에 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 석회질 피막 형성 시 Steel Wire Mesh를 설치하여 그 영향에 대해서도 분석하였다. 석회질 피막의 내구성은 침지-자연전위 및 밀착성 테스트를 통해 평가되었다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제8권2호
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• pp.210-224
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• 2003

황산염 환원은 혐기성 해양환경에서 황산염 환원 박테리아가 진행시키는 미생물 반응이다. 황산염 환원 반응은 저층으로 공급되는 유기물 분해의 상당 부분을 담당하며, 이때 발생되는 황화가스의 독성 및 주변 금속과의 높은 반응성, 그리고 유기물 분해시 유리되는 무기 영양염들의 수층 용출 등으로 인해 연안생태계 내의 생물 다양성 및 생지화학적 물질의 순환경로에서 중요한 역할을 한다 여러 해양환경의 퇴적토에서 보고 된 황산염 환원율과 이에 영향을 미치는 주요한 환경요인들에 대해 정리한 결과, 공급되는 유기물과 여러 전자수용체들(산소, 질산염, 산화 철, 망간 등)의 분포가 황산염 환원율 및 유기물 분해시 황산염 환원의 상대적 중요성에 직접 영향을 미치는 것으로 나타났다 아울러 전자수용체의 분포와 유기물의 양과 질을 조절하는 요인으로서 온도, 식생의 유무, 생물교란의 영향에 대해 토의하였다. 끝으로, 우리나라와 같이 갯벌이 발달되고, 유기물 부하가 높은 인공양식장의 가동, 부영양화 등으로 인해 혐기성 환경과 적조의 발생빈도가 점증하는 상황에서 유기(오염)물 분해과정과 영양염 순환 경로를 보다 잘 이해하기 위해서 황산염 환원을 중심으로 한 다양한 혐기성 미생물 생태연구가 중요함을 제안한다.

• 대한화학회지
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• 제41권8호
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• pp.385-391
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• 1997

Co$(dimethyl bipyridine)_3(ClO_4)_2$의 확산계수$(D_0)$와 전극반응속도상수$(K_0)$를 순환전압전류법과 대시간전류법으로 구하였다. 확산계수에 대한 용매, 농도, 주사속도 등의 영향과 반응속도상수에 대한 온도변화의 영향을 조사하였다. 25$^{\circ}C$에서 확산계수는 $5.54{\times}10^{-6 }cm^2/sec$이었고, 반응속도상수는 $2.39{\times}10^{-3 }/s$ 이었으며, 용매의 점도가 커질수록 봉우리전류값과 확산계수는 감소하였다. 반응속도상수에 대한 온도의 영향으로부터, ${\Delta}G^{\neq},\;{\Delta}H^{\neq},\;{\Delta}S$ 등의 열역학적 파라미터를 구하였다. 이 화합물은 $O_2$분자의 환원에서 봉우리전류를 크게 증가시키고, 환원전위를 양(+)전위방향으로 이동시키는 열역학적 전극촉매현상을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.589-596
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• 2016

Effects of pressure, temperature, gas velocity, and fuel flow rate on reduction of three oxygen carriers, SDN70, OC-1, OC-2, were measured and investigated in a pressurized bubbling fluidized bed reactor. Among three oxygen carriers OC-2 was selected as the best oxygen carrier in view of fuel conversion and $CO_2$ selectivity. However, all oxygen carriers showed good reactivity even at high pressure conditions. SDN70 particle showed maximum reactivity at $900^{\circ}C$ and low reactivity at $950^{\circ}C$. However, reactivity decay of OC-1 and OC-2 particles at high temperature condition was negligible. The fuel conversion and the $CO_2$ selectivity slightly decreased as the gas velocity increased, whereas they are slightly increased as the fuel concentration increased.

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.489-492
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• 2002

고분자/금속 복합재료는 현대 전자산업에 중요한 역할을 하고 있다. 그러나 이들간의 계면은 고분자의 수축 또는 계면 안정성의 저하로 인하여 박리가 일어나게 된다. 즉, 계면의 접합이 떨어지게 되면 전기 화학적인 반응이 계면에서 발생하여 드러난 금속부위는 산화되고 산소가 환원될 때 발생하는 OH기와 같은 라디칼들에 의해 금속과 고분자 사이의 결합이 파괴되어 금속표면으로부터의 고분자의 박리가 발생한다. (중략)