• 공업화학
• /
• 제9권1호
• /
• pp.52-57
• /
• 1998

알루미늄-공기전지의 4M KOH전해질에 아연화합물과 같은 첨가제를 넣어 수소발생 및 알루미늄의 부식에 미치는 영향을 검토하였다. 첨가제중의 아연화합물은 수소발생과전압을 증가시키고, TPC(tripotasium citrate)와 CaO는 알루미늄표면에 치밀한 막을 형성하여 수소발생속도와 알루미늄부식속도를 감소시켰다. 이들 첨가제들에 의해 고순도알루미늄(순도, 99.999%)의 개회로전위는 양의 방향으로, 알루미늄 No 1050(순도, 99.5%)의 개회로전위는 음의 방향으로 약간 이동했다. 개회로전위에서 첨가제는 수소발생속도와 알루미늄 부식속도를 감소시켰으며, 과전압이 증가할수록 수소발생속도가 감소하여 알루미늄의 이용율이 증가하였다. 높은 전류밀도$(>100mA/cm^2)$에서는 TPC/CaO/ZnO 첨가제에 의해 고순도 알루미늄의 이용율이 In,Ga,Tl 합금 알루미늄의 이용율과 비슷하였다.

• 분석과학
• /
• 제14권5호
• /
• pp.416-421
• /
• 2001

수소화물 발생 유도결합 플라스마 원자 방출 분광법으로 주석을 분석할 때 연속 흐름 수소화물 발생 장치에 사용되는 환원제 및 산의 농도에 대하여 최적조건을 확립하였다. 시료에 함유되어 있는 플루오르화 이온이 주석의 수소화물 발생을 방해하는 영향과 이러한 영향을 최소화하기 위한 여러 가지 예비환원제를 비교 실험하였다. 환원제 및 안정제의 농도가 $NaBH_4$ 1~2%/NaOH 1.0 M인 조건에서 우수한 수소화물을 발생시키는 산농도는 0.5~1.0 M 이었으며, 또한 플루오르화 이온의 방해영향이 매우 크게 관찰되었지만 boric acid 및 L-cysteine의 혼합용액은 이런 영향을 최소화하여 가장 효과적인 주석의 수소화물 발생 보조제로 확인되었다. 플루오르화 이온이 함유되어 있는 용액에서 미량의 주석을 분석하여 회수율이 100~108 %의 결과를 얻었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제17권1호
• /
• pp.55-61
• /
• 2006

신규 $Nb_2Zr_6O_{17-x}N_x$ 광촉매를 고상합성법처리(solid state synthesis) 후 암모니아가스($NH_3$)에 의한 기상처리법(ammonolysis)으로 합성하였다. 합성된 신규 광촉매 및 이를 다시 Pt 및 $RuO_2$를 도핑 하여 $H_2S$를 광분해하여 수소를 발생 실험을 수행하였다. 이 신규 oxynitrid계 광촉매는 가시광하에서 $H_2S$를 광분해하여 수소를 발생하는(Quantum yield = 13.5 %) 우수한 광촉매 활성을 보여주었다.

• 유기물자원화
• /
• 제24권4호
• /
• pp.5-9
• /
• 2016

현대의 집적된 산업 사회에서 자정능력을 초과하여 발생하는 막대한 양의 유기성폐자원은 수질, 토양, 대기 등 총체적인 환경오염을 유발하는 처리 곤란 물질로 전락하였고, 화석연료의 지속적인 사용에 따른 온실가스의 방출은 지구온난화를 촉진시켰다. 개발된 회분식 공정을 적용하는 음식물쓰레기 수소발효에서, 세계 최초로 수소 전환율과 초기 및 운전 pH와의 관계를 수학적으로 표현하였고, 동시에 최적화하였다. 최적 초기 및 운전 pH는 각각 7.50, 6.01이었다. 축산폐수를 음식물쓰레기의 수소발효에 보조기질로 첨가 시 pH 제어를 위해 요구되는 알칼리량을 감소시킴과 동시에 수소발생률도 크게 증대시킬 수 있음을 관찰할 수 있었다.

• 접착 및 계면
• /
• 제25권2호
• /
• pp.50-55
• /
• 2024

수소는 높은 에너지 밀도와 환경친화적이고 재생가능한 에너지원으로써 많은 주목을 받고 있다. 특히 다양한 수소 생산 방식 중 수전해는 탄소 배출이 없는 청정 수소 생산 방식으로 미래 수소 생산을 이끌어나갈 기술이며, 이를 구현하기 위하여 많은 연구들이 진행 중이다. 하지만 높은 과전압으로 인한 수소 생산 단가 상승이 걸림돌로 작용하고 있어 이를 해결할 수 있는 전기화학 촉매 개발이 매우 중요하다. 본 논문에서는 계면 제어를 통한 수소 발생 반응 및 산소 발생 반응 전기화학 촉매 개발 분야의 최근 연구 동향을 요약 및 소개하고, 차세대 수전해 장치를 구현하기 위한 과제에 대해 깊이 논의하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2005년도 제17회 워크샵 및 추계학술대회
• /
• pp.51-59
• /
• 2005

수소 분리막의 적용 분야는 석탄가스, 천연가스, 메탄가스 혼합기체이며, 고온/고압 및 수소농도가 낮은 혼합기체에서 고순도의 수소를 제조하는 곳이다. 특히 치밀질 세라믹 멤브레인은 고온에서 가스화한 석탄가스나 차세대의 쓰레기 처리 기술인 가스화 용융처리에서 생긴 고온가스로부터 고순도의 수소를 분리할 수 있다. 분리한 수소는 고온을 유지하기 때문에 연료전지 발전에 최적이다. 종래의 연료전지는 발전을 위해서 수소의 가열이 필요했으나 이것이 불필요하게 되어 발전 전체의 효율이 향상된다. 석유화학 산업에서 발생하는 혼합기체에서 수소를 분리하여 사용하고 남은 기체는 연료로 재사용할 수 있다. 분리막의 재질로는 고분자계가 개발되고 있으며 고분자 지지체에 백금이나 로듐과 같은 촉매를 코팅하는 방법이다. 이는 기공의 제어가 용이하고 대량생산이 가능한 장점이 있지만 고온에서 사용이 불가능하고 입자상 물질에 의해 분리막의 손상이 문제가 되고 있다. 이에 비해 치밀질 세라믹 멤브레인은 세라믹의 특성에 의해 고온 및 고압에서도 적용이 가능하며, 실온이나 저압의 조건에서도 적용이 가능한 특징을 가진다. $900^{\circ}C$의 고온에서 적용시 세라믹 멤브레인에는 특성열화가 없어 수명이 긴 장점을 가지게 된다. 수소가 포함되어 있는 기체에서 수소 만을 분리하는 방법은 흡착이나 분리막을 이용하는 방법이 일반적이며 흡착에 의한 방법은 일부 실용화가 진행되고 있다. 고효율의 수소를 분리하는 방법으로 분리막을 이용하는 방법이 있다. 현재 치밀질 수소 분리막의 연구는 외국(미국, 일본 등)에서도 초기 연구 단계이다. 국내에서도 이런 연구가 선행되어 외국과의 기술 격차를 줄이고 에너지 자원에 대한 확보가 필요하기 때문에 이 연구가 수행되었다. 치밀질 멤브레인의 소재로는 proton 및 전자전도가 가능한 소재로서 Ba-Ce-Y계를 기본조성으로 하여 내구성과 전기전도도를 향상시키기 위해 Ca, La, In, Yb를 치환하였다. 제조한 재료의 물리화학적 특성을 평가하였고, 수소여과 장치를 이용하여 여과 효율을 평가하였다.

• 한국재난정보학회:학술대회논문집
• /
• 한국재난정보학회 2022년 정기학술대회 논문집
• /
• pp.290-291
• /
• 2022

본 논문에서는 우리나라 2030년 국가 온실가스 감축목표(NDC*, 291백만톤 감축)달성 및 2050년 탄소중립 목표 달성을 위해 필연적으로 수반되는 천연가스 내 수소 혼입에 따른 안전성확보 방안과 수소혼입에 따른 국민 불안감 해소 및 수용성 제고를 위한 대안을 제시하고, 해외 사례를 연구 하였다. 탄소중립은 온실가스(이산화탄소 등)의 배출량을 최대한 줄이고, 남은 온실가스를 흡수, 제거해서 실질적인 배출량이 "0"이 되는 것을 의미하고, 수소혼입은 도시가스의 주성분인 메탄 연소시 발생하는 CO₂를 최소화하기 위해 수소(H₂)를 도시가스에 일정비율 혼합하는 것을 말한다. 본 연구에서는 수소 혼입 시 우려되는 수소취성 및 배관내구성 문제와 수소 특성인 작은 입자로 인한 누출 위험성, 고층에서 메탄과 수소가 분리되는 현상 등에 따른 문제를 도출하고 이에 대한 안전관리 방안도 함께 제시하였다. 또한, 도시가스 배관에 수소 혼입시 천연가스 대체를 통한 온실가스 감축 및 기존 배관망 사용을 통한 경제성 분석결과와 국가 온실가스 감축에 어느 정도 기영할 수 있는지도 함께 기술하였다.

• 한국태양광발전학회지
• /
• 제7권2호
• /
• pp.22-28
• /
• 2021

최근 잇따라 발생하고 있는 이상 기후로 탄소 중립에 대한 관심이 높아지고 있다. 우리나라 정부도 신재생에너지 중심의 에너지 전환과 수소 경제 활성화에 대한 정책을 연일 발표하면서 많은 국책 과제들이 추진되고 있다. 잉여 재생에너지를 수소 가스로 변환하여 저장했다가 필요할 때 다시 전기로 사용하거나, 수소 가스 자체를 타 산업에 활용할 수 있게 해주는 핵심 기술이 수전해 기술이다. 다양한 수전해 기술 중에 PEM 수전해 기술은 재생에너지의 빠른 변동에 신속하게 대응할 수 있어 재생에너지 확산과 더불어 최근 높은 관심을 받고 있는 기술이다. 그러나 비싼 촉매와 내부식성이 필요한 핵심 부품들이 국산화 되어 있지 않아 장치의 가격이 높은 상황이다. 그에 따라 아직은 수전해를 통해 생산된 수소 단가가 다른 기술을 통해 생산된 수소들 보다 가격이 높아 상업화가 더디게 진행되고 있다. 그러나 정밀 가공, 열처리, 코팅 등의 뿌리 기술들을 이용하면 PEM 수전해기의 핵심 부품인 bipolar plate나 end plate, 분리판 등을 국산화 하여 수소 생산 단가를 낮출 수 있는 여지는 충분하다. 탄소 중립에 반드시 필요한 그린 수소가 가격 경쟁력을 확보할 수 있도록 산업간 기술 협력이 절실한 시점이다.

• 한국항공우주학회지
• /
• 제41권3호
• /
• pp.233-239
• /
• 2013

화학수소화합물 수소저장방법을 이용한 100 W 급 연료전지 시스템을 소형 무인항공기의 추진시스템으로 적용하는 연구를 수행하였다. 소형/경량 수소 발생 제어장치와 연료전지/배터리 하이브리드 전력 공급 방법으로 효율성 및 안정성을 증대하였다. $NaBH_4$ 수용액을 이용한 수소 발생장치와 Dead-end 형식의 PEMFC를 이용한 연료전지 시스템의 지상, 비행 시험이 수행되었다. 연료전지 스택을 안정적으로 운전하고, 높은 효율을 얻기 위해 45 kPa의 압력을 가하는 방법을 적용하였다. 수소 발생 시스템 내부 압력을 이용한 수소 발생 제어 장치는 45~55 kPa 사이에서 유지되며 안정적으로 수소가 공급되는 것을 확인하였다. 그 결과, 100 W 연료전지 시스템이 소형 무인항공기 적용하기에 무게 및 소비 전력을 만족함을 확인하였고, 시험비행을 통해 성능을 입증하였다.

• 한국어업기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국어업기술학회 2000년도 추계수산관련학회 공동학술대회발표요지집
• /
• pp.223-224
• /
• 2000

대하 양식장과 같이 물의 유동이 작고, 폐쇄성이 강한 지역, 더구나 유기물 혹은 질소, 인등의 영양염류 농도가 높은 부영양화 지역에서는 저질 중의 유기물 분해에 따른 산소소비는 저질환경을 산화상태로부터 환원상태로 이동시켜 황산염 환원에 의한 황화수소가 발생한다. 따라서 황화수소의 발생은 용존산소의 저하를 나타냄과 동시에 그 자체가 강한 독성을 가지고 있으며, 질소화합물 중의 암모니아 및 아질산과 같은 형태도 양식장의 생산억제 요인으로 작용한다(Gavis and Grant, 1986; Thompson et al., 1989). 그러나, 지금까지의 이들 오염물질, 특히 황화수소에 대한 연구는 미비하며, 대부분의 연구도 성체를 중심으로 이루어지고 있다. (중략)