• 대한기계학회논문집B
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• 제41권6호
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• pp.381-387
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• 2017

수소화붕소나트륨은 안정적으로 수소가 저장된 물질이며, 촉매반응으로 수소를 용이하게 분리할 수 있다. 본 연구에서는 탈수소 반응률을 높이기 위해 비표면적이 큰 마이크로 pin fin 화학반응기를 제작하여 수소화붕소나트륨 수용액의 압력강하 및 탈수소 화학반응 실험을 수행하였다. 나노공정을 이용하여 실리콘웨이퍼에 높이 $300{\mu}m$, 직경 $50{\mu}m$의 pin fin을 축간격 1.3, 횡간격 1.5으로 엇갈림 배열하였다. 수소화붕소나트륨 수용액은 5~20 wt.% 농도로 Re수 1~60으로 공급되었으며, 초고속카메라를 이용하여 탈수소반응 유동양상을 관찰하였다. 실험 결과 마이크로 pin fin 화학반응기는 동일 수력학적직경을 가지는 직관 마이크로채널 화학반응기보다 화학반응 성능이 2.45배 우수한 반면, 압력강하는 1.5배 증가하였다.

• 대한화학회지
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• 제17권4호
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• pp.275-285
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• 1973

유기화합물의 선택환원에 필요한 자료를 얻기 위하여 수소화붕소나트륨과 염화알루미늄의 3:1 혼합물의 테트라히드로푸란 용액에서의 환원성을 규명하였다. 49개의 대표적 유기화합물을 골라 이시약과 실온에서 작용하여 대략의 반응속도와 정량관계를 알아보았다. 테트라히드로푸란 용액에서 염화알루미늄 1몰에 수소화붕소나트륨 3몰을 가하면 현탁용액이 생기는데 수소화붕소나트륨 보다는 훨씬 환원성이 강하다. 알데히드와 케톤은 한시간 이내에 빨리 환원되고 아실유도체는 서서히 그러나 카르복시산은 매우 느리게 환원되었다. 에스테르, 락톤, 에폭시드는 수소화붕소나트륨이나 보란보다 훨씬 빨리 환원되었다. 삼차 아미드는 서서히 환원되었으나 일차 아미드는 수소는 발생하지만 환원은 거의 일어나지 않았다. 벤조니트릴은 30분에 환원이 완결되었으나 카프로니트릴은 느리게 환원되었다. 니트로화합물, 이황화물, 술폰등은 이 시약과 반응하지 않으나 아조, 아족시, 옥심기는 서서히 반응하고 이소시안산페닐은 도중단계까지만 환원되었다 올레핀은 쉽게 수소화붕소화 반응을 하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권6호
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• pp.587-595
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• 2020

Nickel-based bimetallic catalysts were investigated for use in direct borohydride/hydrogen peroxide fuel cells. For anode and cathode, PdNi and AuNi catalysts were used, respectively. Nickel-based bimetallic catalysts have been investigated through various methods, such as inductively coupled plasma optical emission spectroscopy, transmission electron microscopy, scanning electron microscopy, and energy dispersive spectroscopy. The performance of the catalysts was evaluated through fuel cell tests. The maximum power density of the fuel cell with nickel-based bimetallic catalysts was found to be higher than that of the fuel cell with the monometallic catalysts. The nickel-based bimetallic catalysts also exhibited a stable performance up to 60 minutes.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권2호
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• pp.139-146
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• 2014

수소화붕소나트륨은 수소 에너지를 저장 및 공급할 수 있는 안정된 금속 물질이다. 본 논문에서는 탈수소 화학반응기 유로 설계를 위해 수력학적 직경 $461{\mu}m$를 가지는 마이크로채널에서 수소화붕소나트륨 수용액의 탈수소 화학반응이 일어날 때 수용액과 수소 기체 간의 이상유동 계면마찰에 대하여 실험연구를 수행하였다. 화학반응기 마이크로채널은 직사각 단면으로 높이 $300{\mu}m$, 너비 1 mm, 길이 50 mm 로 실리콘 웨이퍼에 공정되었으며, 가수분해 촉진을 위해 루테늄을 촉매로서 100 nm 두께로 채널 표면에 증착하였다. 가시화 결과 Re 수 30 이하에서 기포유동 양상이 관측되었다. 이상마찰승수는 기포율에 선형적으로 비례하며, 탈수소 화학반응기를 설계할 때 계면마찰에 영향을 미치는 수용액의 초기농도, 촉매 화학반응률, 체류시간을 고려해야 된다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.444-452
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• 2020

This study investigated the cathode catalyst of direct borohydride/hydrogen peroxide fuel cells for space exploration. Various catalysts such as Au, Ag, and Ni were supported on multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs). Various techniques, such as transmission electron microscopy, Brunauer-Emmett-Teller method, scanning electron microscopy, and X-ray diffraction were conducted to investigate the characteristics of the catalysts. Fuel cell tests were performed to evaluate the performance of the catalysts. Ag/MWCNTs exhibited better catalytic activity than the Ni/MWCNTs and better catalytic selectivity of the Au/MWCNTs. Ag/MWCNTs presented good catalytic activity and selectivity even at an elevated operating temperature. The performance of Ag/MWCNTs was also stable for up to 60 minutes.

• 대한화학회지
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• 제18권5호
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• pp.363-367
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• 1974

니트릴, 니트로 및 할로겐과 같은 작용기 하나를 가지는 유기화합물과 이들의 작용기 하나와 더불어 카르보닐기를 가지는 10개 유기화합물의 에테르용액을 실온에서 알칼리성 수소화붕소나트륨용액에 작용시키는 2액상환원의 대략적인 반응속도와 화학량적 관계를 알아보았다. 니트릴, 니트로 및 할로겐은 2액상환원 조건하에서는 모두 반응하지 않았다. 따라서 이들 작용기 하나와 카르보닐기를 함께 가지고 있는 화합물들의 선택환원을 알아보았다. m-니트로벤즈알데히드, m-니트로아세트페논, p-시아노벤즈알데히드는 해당 알코올로 잘 환원되었으며 95∼100% 수득률을 얻었다.

• 한국추진공학회:학술대회논문집
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• 한국추진공학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.331-334
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• 2009

본 연구에서는 우주 및 수중 동력원을 위한 연료전지 기반 공기 불요 추진 시스템을 개발하였다. 공기 불요 동력 시스템을 위해 과산화수소를 산화제로 선택하였고, 촉매 분해 반응을 통해 산소와 물을 발생하였다. 순수한 산소는 연료전지에 공급되고, 물은 분리한 후 저장된다. 본 연구에서는 고체 상태의 수소화붕소나트륨을 수소원으로 사용하였고, 촉매 가수분해 반응을 통해 순수한 수소를 발생할 수 있었다. 연료전지 기반 공기 불요 동력 시스템을 검증하기 위해 연료전지 시스템을 구축하였고 다양한 조건에서 평가를 수행하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.129-134
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• 2004

문헌 연구를 통해 최적의 수소저장물질의서 수소저장 효율, 물질의 안정성 및 경제성이 우수한 나트륨붕소수소화물($NaBH_4$, sodium borohydride)을 선정하여, 소형연료전지용 수소저장시스템에 대한 다양한 특성을 조사하였다. $NaBH_4$의 기초 물성 조사를 위해 수소 발생 능력, 용해도, 수소 비발생 등의 실험을 수행하였으며 다양한 촉매의 특성비교는 물론 수소저장시스템의 설계시 핵심적으로 고려할 수 있는 Key factor의 특성을 파악하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.514-523
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• 2021

This study investigated the effect of anode fuel composition on the performance of direct borohydride/hydrogen peroxide fuel cells (DBHPFCs). The effect of sodium borohydride (NaBH₄) and sodium hydroxide (NaOH) concentrations on fuel cell performance was determined through fuel cell tests. Fuel cell performance increased with an increase in the NaBH₄ concentration, whereas it decreased with an increase in the NaOH concentration. The anode fuel composition was selected as 10 wt% NaBH₄+10 wt% NaOH+80 wt% H₂O based on the fuel viscosity, electrochemical reaction rate, and decomposition reaction rate. DBHPFCs were also tested to analyze the effect of operating temperature and operation time on fuel cell performance. The present results can be used as a reference basis to determine operating conditions of DBHPFCs.

• 한국항공우주학회지
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• 제39권7호
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• pp.627-633
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• 2011

연료전지 무인기 탑재용 수소발생기의 온도환경변화에 따른 성능평가를 수행하였다. 수소 저장 및 발생을 위해 화학수소화물 중 수소함량이 높고 저장성이 우수한 수소화붕소나트륨($NaBH_4$)을 연료로 사용하였으며, 촉매를 이용한 가수분해반응을 통해 수소를 발생하였다. 수소발생기의 온도환경변화를 위한 저온 및 고온 챔버를 각각 준비하였으며, 온도범위는 $-20^{\circ}C$에서 $60^{\circ}C$까지 $20^{\circ}C$의 간격으로 설정하였다. 20과 25wt.%의 $NaBH_4$ 용액 농도에서 수소발생기의 수소발생률과 반응기와 분리기의 온도변화를 측정하였다. 수소 발생률은 반응주기가 반복될수록 감소하였으며, 저온 환경에서는 높은 수소발생률을 보였지만, 고온 환경에서는 수소발생률이 급격히 감소하였다. 수소발생률의 감소는 촉매유실과 촉매표면의 $NaBO_2$ 도포가 원인으로 확인되었다.