• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.138-139
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• 2014

최근 주요 자동차 업체들에서 수소 연료전지 자동차의 시장 출시 또는 출시 계획 발표가 이어지고 있다. 하지만 아직까지도 해결되어야 할 몇몇 기술적 문제들이 남아 있다. 시장 출시를 고려할 때 가장 민감한 요소 중 하나가 가격일 것이다. 이를 위해 여러 구성 부품들의 가격 저감이 필요하고, 특히 백금 촉매 사용량을 줄이는 것이 가격 저감에 상당한 영향을 미칠 것이다. 본 논문에서는 PEMFC용 Pt 기반 촉매의 성능 향상 메커니즘에 대해 소개하고 있는데, 촉매 성능의 향상은 촉매 사용량 저감에 상당한 기여를 할 수 있다. 최근까지 발표된 Pt 기반 촉매들의 성능 향상 메커니즘을 이해하는 것은 궁극적으로 연료전지 시스템에 사용되는 촉매 사용량을 절감할 수 있는 기초가 될 수 있을 것이다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.153-163
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• 2020

액체 수소는 기체 수소 부피의 약 1/800로 감소시킬 수 있어 동일 압력에서 기체 수소 대비 800배의 체적 에너지 밀도를 가지고 있고, 기체 수소에 비해 폭발 위험성이 낮고 수송이 용이하다는 장점이 있다. 하지만 수소 액화를 위해서는 대규모 시설투자가 필요하고, 단순 압축 저장방식에 비해 많은 에너지가 필요함으로써 경제성 문제가 수반된다. 따라서 에너지 절감형 수소액화공정 연구는 매우 중요하다고 볼 수 있다. 본 연구에서는 수소 액화를 위한 주요 공정으로 헬륨/네온(몰 비 80 : 20) 냉동사이클을 선정하고 화학공정모사기 AVEVA 사의 PRO/II ver. 10.2를 이용하여 공정모사 및 에너지 사용량을 도출하였다. 수소 액화를 위해 헬륨/네온 냉동사이클만을 사용하는 경우, SMR+헬륨/네온 냉동사이클을 사용하는 경우, C3-MR+헬륨/네온 냉동사이클을 사용하는 경우 에너지 사용량을 상호 비교하였다. 그 결과 수소 1 kg을 액화하는데 소요되는 압축기 총 소요 동력은 각각 16.3, 7.03, 6.64 kWh이었다. 헬륨/네온 냉동사이클만을 사용하는 것보다 상용화되어 있는 SMR 공정이나 C3-MR 공정을 사용하여 예냉하는 경우 에너지를 크게 절감할 수 있는 것을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.152-155
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• 2007

Fuel cell electric vehicles (FCEVs) using hydrogen gas are zero emission vehicles, thus emission measurement for combustion vehicles is not applicable. The hydrogen gas consumption for fuel economy will be measured by the stabilized pressure/temperature method, mass flow method and electrical current method, etc. In this research, weight method with a newly manufactured test equipment is applied to measure the hydrogen consumption because above 3-methods have a deviation. The hydrogen consumption is directly calculated by the weight differences of the external hydrogen tank before and after the chassis dynamometer test. Ultimately the fuel economy for FCEVs is obtained with a deviation less than 1% in all chassis dynamometer tests.

• 한국산업정보학회:학술대회논문집
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• 한국산업정보학회 2003년도 추계공동학술대회
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• pp.475-479
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• 2003

도금에 따른 공업용수의 사용량이 단순히 PCB의 세척만을 위한 세척수 투입으로 인하여 도금 전 과정의 처리 비용에 비하여 과도하게 사용됨에 따라 도금에 소모되는 실제 비용보다는 오히려 공업 용수의 사용량과 같은 부가 비용으로 산업현장에 많은 부담이 되고 있다. 따라서 제조 산업의 경제적 비용 부담은 기하급수적으로 증가하고 결국 생산 단가의 상승으로 이어진다. 따라서 본 연구에서는 도금 공정에서 사용되는 세척 작업시 산.알카리에 따른 수소 이은 농도(H+)와 수산이온농도(OH+)를 제어 하기위한 방법으로 각종 제어기법을 이용하여 최적의 제어기를 설계하고자 하였으며, 이 결과는 세척수를 효율적으로 투입하여 귀중한 수자원을 절약함은 물론 생산 단가를 낮추어 경쟁력에 기여할 것으로 사료된다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.113-116
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• 1998

1. 서론 : 투과증발을 이용한 분리공정은 현재 산업적으로 다양하게 응용되고 있다. 사탕수수에서 발효, 증류된 93%에탄올을 99.8% 이상의 무수에탄올로 농축하기 위해 물을 탈수하는 공정이 이미 상업화되어 있으며, 또, 반도체 웨이퍼나 LCD세정제로 사용되는 IPA 회수공정, 폐수나 대기중에 함유된 방향족, 염소계 탄화수소 등의 휘발성 유기성분(VOC)을 제거, 회수하는 유기물 농축공정에도 사용되고 이밖에 기존의 증류로 분리하기 힘들고, 에너지 사용량이 높은 유사한 유기혼합물의 분리에 사용되며 현재 메탄올/MTBE 및 에탄올/ETBE등의 혼합물을 분리하기 위해 투과증발 시스템 개발이 진행되고 있다. (생략)

• 공업화학전망
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• 제24권2호
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• pp.1-9
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• 2021

플라스틱은 가볍고 물성이 뛰어나며 가공이 용이하면서도 낮은 가격 때문에 우리의 실생활에서 매일 사용되고 있다. 동시에 썩지 않는 특성 탓에 폐플라스틱에 의한 환경오염의 문제가 심해짐에 따라 전 세계적으로 일회용 포장재 및 용기에 사용되는 플라스틱의 사용을 금지하는 규제 및 폐플라스틱을 재활용하려는 시도가 늘어나고 있다. 하지만 인류가 지난 수십 년간 생산한 플라스틱은 약 83억 톤이지만 이중 약 10%정도만 재활용 되었을 정도로 폐플라스틱의 재활용 비율은 미비하다. 특히, 최근 코로나 팬데믹으로 인해 택배 및 배달음식 주문량이 늘어남에 따라 플라스틱의 사용량이 급증하여 폐플라스틱의 재활용 필요성은 더욱더 커지고 있다. 본 기고문에서는 불균일 촉매를 이용한 수소첨가 폐플라스틱의 분해에 관한 최신 연구동향을 다루고자 한다. 안정적이고 반응성 및 선택성이 뛰어난 촉매 개발은 폐플라스틱의 효과적인 분해를 위해서 매우 중요하다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제13권7호
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• pp.3261-3266
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• 2012

수소발생 및 저장 물질로서 붕수소화나트륨($NaBH_4$)은 촉매 분해반응을 통하여 수소를 생성할 수 있는데, 이 프로타이드 화합물을 이용하여 가정용 또는 이동용 연료전지의 수소를 공급할 수 있어서, 이 화합물과 분해반응에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 본 연구에서는 알칼리성 $NaBH_4$ 수용액을 귀금속이 담지된 금속산화물 촉매를 이용하여 가수분해반응을 일으키고, 그 분해반응 산물인 수소의 발생량을 측정하였다. 지지체로 사용한 금속산화물의 종류를 비교하고, 함침된 귀금속으로서 백금과 루테늄을 비교하였으며, 촉매사용량, $NaBH_4$ 용액의 농도 등의 영향을 고찰하고, 수소 발생 패턴을 조사하였다.

• 공업화학
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• 제23권5호
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• pp.445-449
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• 2012

고분자 전해질막 연료전지의 대량 생산을 위하여 막-전극 접합체(MEA) 활성화 방법의 개발이 중요한 현안이다. 현재 개발된 MEA활성화 방법은 시간이 많이 소요됨으로 인해 수소의 사용량 또한 증가하여 연료전지의 상용화에 큰 걸림돌이 되고 있다. 통상적인 활성화 방법은 활성화 원리를 주로 전해질 수화 관점에서 이해하였다. 반면, 본 논문에서 제안된 순환전압전류(cyclic voltammetry, CV) 활성화 방법은 전해질 및 촉매적 관점에서 별도로 분리하여 이해하였다. 따라서 전해질 관점에서는 상대 습도 100%인 가습된 질소를 공급하여 전극 및 막의 전해질을 수화시키는 과정으로 구성되고, 촉매적 관점에서는 CV 사이클을 수행하여 백금 촉매에 흡착되어 있는 불필요한 오염물질, 또는 산화피막을 제거하는 과정으로 수행된다. CV 활성화법은 2.5 h 내에 활성화가 종료되어 활성화 시간을 크게 단축시킬 수 있을 뿐만 아니라, 수소 사용량도 기존 활성화 방법에 비하여 1/4 이하로 감소시킬 수 있어서 효과적인 연료전지 활성화 방법으로 제안하고자 한다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.404-411
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• 2023

바이오가스 직접 개질을 위해 플라즈마 방전영역을 확장할 수 있는 3상 글라이딩 아크 플라즈마 수소 추출기를 설계하고 스팀과 메탄의 부피 비율, 가스 유량, 플라즈마 입력 전력에 대해 개질 특성을 평가하여 운전 조건을 최적화했다. 수소생산효율은 플라즈마 에너지 밀도가 작을수록 증가하는 것으로 확인되었지만 C_XH_Y 혹은 carbon soot와 같은 촉매 내구성에 영향을 줄 수 있는 부산물들이 발생했다. 부산물 생성을 억제하기 위해 스팀과 메탄의 비율 혹은 플라즈마 에너지 밀도를 높여야 했고 플라즈마 개질기 최적 조건으로 스팀과 메탄의 비율을 3, 플라즈마 에너지 밀도를 5.5 ~ 6.0 kJ/L로 선정했다. 또한 플라즈마 개질기에서 발생하는 열이 반응가스를 500 ℃ 이상까지 올려줄 수 있어 바이오가스 버너의 연료사용량을 줄여 수소생산효율을 높일 수 있을 것으로 기대할 수 있다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권2호
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• pp.184-190
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• 2005

하수 슬러지를 펜톤 산화공정으로 처리하는 새로운 VFAs 생산 공정을 연구하였다. 과산화수소와 촉매인 $Fe^{2+}$의 적정농도를 실험하고, 최적 반응온도 및 반응시간에 대한 기초 자료를 얻고자 하였다. 기존의 과산화수소를 액상산화제로 사용한 공정보다 저농도의 $Fe^{2+}$를 촉매로 사용하는 펜톤 산화공정으로 과산화수소의 사용량을 대폭 감소시키고도 VFAs 생성량이 4배 정도 증가하는 결과를 얻었다. 과산화수소와 $Fe^{2+}$의 적정 농도는 각각 0.62 M과 0.007M 이었다. VFAs 생성반응은 초기 1분 이내에서 빠르게 진행되었으며 생성된 VFAs의 일부가 초산과 $CO_2$로 분해되는 연속반응의 특성이 나타났다. 경제성을 감안하면 반응온도는 $25^{\circ}C$, 반응시간은 10분 정도가 적절한 반응조건으로 생각된다. 초기 pH $3{\sim}6.3$에서 VFAs의 생성에 미치는 pH의 영향은 관찰되지 않았다.