• 제목/요약/키워드: 수소 환원

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인산형 연료전지용 백금촉매제조에서 황의 제거에 따른 전극 성능 (Effect of the Sulfur Removal in Manufacturing Pt/C Electrocatalysts on the Performance of Phosphoric Acid Fuel Cell)

  • 심재철;이경직;이주성
    • 공업화학
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    • 제9권4호
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    • pp.486-490
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    • 1998
  • 콜로이드법을 이용하여 인산형 연료전지에서 전극촉매로 사용되는 Pt/C 분말을 제조하였다. 이 때 환원제로 사용되는 $Na_2S_2O_4$ (sodium hydrosulfite)로부터 유입되는 황성분이 연료전지의 장기운전시 촉매독으로 작용하는 것으로 알려져 었다. 따라서 다음의 3가지 방법을 이용하여 황을 제거하였다. 첫 번째, 열처리에 의한 황의 제거시 온도가 올라갈수록 황의 제거 효과가 좋지만 너무 높은 온도에서는 백금입자의 크기가 성장하여 입자의 크기가 $50{\AA}$ 이상이 되면 전극성능이 감소하였다. 최적의 열처리 온도는 $400^{\circ}C$ 이었으며, 이 때의 백금입자의 크기는 $35{\sim}40{\AA}$였으며, 반전지 측정시 0.7V의 전압에서 $360mA/cm^2$의 전류밀도를 나타내었다. $400^{\circ}C$에서 1시간, 3시간, 5시간 동안 처리하였을 경우 백금입자의 크기는 변함이 없었고 황제거율은 각각 비슷하였다. 두 번째, 환원성 분위기의 도가니 속에서 열처리를 했을 경우 $900^{\circ}C$의 같은 온도에서 수소분위기에서의 열처리보다는 황의 제거율은 떨어지나 같은 온도에서 백금입자의 성장이 작아 상대적으로 좋은 전극성능을 보여 주었다. 세 번째, 용매추출의 경우에는 초기에 일부의 황을 제거할 수 있음을 확인하였고 이 때의 전극성능은 서로 비슷하였다.

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중·고등학교 과학 교과서에 제시된 볼타전지에 대한 문제점 분석 (Analysis of Voltaic Cell Described in the Science Textbooks of Secondary Schools)

  • 신동혁;이상권;최병순
    • 대한화학회지
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    • 제46권4호
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    • pp.363-377
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    • 2002
  • 이 연구의 목적은 중${\cdot}$고등학교 교과서에 제시된 볼타전지에 대한 문제점을 분석하여 개선 방안을 제시하는데 있다. 이를 위하여 과학 교과서 중 관련 단원 내용을 분석하였으며 추출한 문제점을 실험을 통해 해결하였고 이를 바턍으로 교과서의 개선 방향을 제안하였다. 교과서 분석 결과, 화학전지의 작용 여부를 확인하는 방법, 아연판에서 수소 기체가 발생하는 이유에 대한 설명, 기전력에 대한 실험연구 결과, 전극용어 사용의 통일, 전류에 대한 설명 등 에 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방안을 제시하였다. 기전력에 대한 실험연구 결과, 기전력 측정 값에 대한 과학적인 설명은 각 전극에서의 산화환원 반응에 대한 기전력과 표준 환원 전위, 전기음성도, 일함수, 이온화 에너지 등과 같은 전극의성질을 함께 고려하여 설명해야 함을 알 수 있었다. 이는 볼타전지의 기전력이 여러 가지 요인에 영향을 받기 때문이다. 이와 같이 볼타전지의 기전력에 대한 정확한 설명은 용이 하지 않으므로 볼타전지는 화학전지의 도입 부분에서 역사적으로만 간단하게 기술하고 개념 설명은 다니엘 전지를 이용하여 기술하는 방향으로 교과서를 개선 할 것을 제한하였다.

사과나무잎말이나방의 성 페로몬 합성과 생물활성시험 (Synthesis and Biological Activity Test of the Pheromone of the Asiatic Leafroller Moth)

  • 강석구;구민숙;노광현;이정운
    • 대한화학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.576-581
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    • 1987
  • 사과무늬잎말이나방의 성 유인물질인 (Z)-11-테트라데센-1-일 아세테이트(1)와 (E)-11-테트라데센-1-일 아세테이트(2)를 합성하여 생물활성시험을 수행하였다. 10-브로모데칸-1-올과 DHP에서 얻어지는 10-브로모데칸-1-올 THP에테르를 아세틸렌소디움음이온과 알킬화시켜 11-도데신-1-올 THP에테르를 합성하였다. 이것을 부틸리튬으로 처리하여 얻어지는 리튬음이온을 브로모에탄과 반응시켜 11-테트라데센-1-올 THP에테르를 얻었다. 이것을 $Pd/BaSO_4$하에서 수소환원시켜 (Z)-11-테트라데센-1-올 THP에테르를 얻었고, $Na/NH_3$와 금속환원시켜 (E)-11-테트라데센-1-올 THP에테르를 얻었다. (Z)-와 (E)-형의 화합물을 보호기를 제거한 후 아세트산무수물로 아세틸화하여 (Z)-11-테트라데센-1-일 아세테이트와 (E)-11-테트라데센-1-일 아세테이트를 각각 얻었다. 합성된 성 페로몬에 대한 사과무늬잎말이나방 숫컷의 성 유인력을 시험해 본 결과 활성이 있음이 밝혀졌다.

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Ni/SiO2-Al2O3 복합 산화물 촉매 상에서 에탄올의 직접 아민화 반응에 의한 선택적 아세토니트릴 합성 (Selective Synthesis of Acetonitrile via Direct Amination of Ethanol Over Ni/SiO2-Al2O3 Mixed Oxide Catalysts)

  • 김한나;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권2호
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    • pp.281-295
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    • 2021
  • Si/(Si + Al) 몰비를 30 몰%까지 변화시켜 제조한 SiO2-Al2O3 복합 산화물(SA) 상에 니켈을 함침법으로 제조한 촉매 상에서 에탄올의 아민화반응에 미치는 영향을 연구하였다. 제조된 촉매의 물리·화학적 특성을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD), N2 흡착분석, 이소프로판올 승온탈착(IPA-TPD), 에탄올 승온탈착(EtOH-TPD), 수소 승온환원(H2-TPR), H2 화학흡착, 투과전자현미경(TEM) 분석을 수행하였다. SA 복합 산화물 상에서 Si/(Si + Al) = 30 몰%가 될 때까지 지속적으로 산점이 증가하였다. 담지된 Ni 금속의 분산도, 비표면적 및 산 특성 등이 촉매 반응활성에 복합적으로 영향을 미쳤다. 산점 증가와 니켈 산화물의 낮은 환원 온도는 아세토니트릴 생성에 유리하게 작용하는 것으로 사료된다. 에탄올의 전환율 측면에서는 10 wt% Ni이 담지된 Si/(Si + Al) = 10 몰% 촉매가 가장 높은 전환율을 보였으며 이를 기준으로 화산형 형태를 나타냈고, Ni 금속 분산도와 경향이 일치했다.

제주용암 해수 환경에서 분리한 Marinobacter salarius HL2708#2의 유전체 해독 (Complete genome sequence of Marinobacter salarius HL2708#2 isolated from a lava sea water environment on Jeju Island)

  • 오현명;김대현;한성정;송종호;김국현;장동일
    • 미생물학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.69-73
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    • 2019
  • 향장원료 개선을 위한 미생물 탐색 실험을 통하여 Marinobacter salarius HL2708#2을 제주도의 용암 해수 환경에서 분리하였다. 균주 HL278#2의 완전한 게놈 서열을 분석하였으며, 원형 염색체는 4,304,603 bp이고 57.21% G+C이고 플라스미드는 244,163 bp이고 53.14% G+C였다. 4,180개의 단백질 코딩서열이 과 49개의 tRNA와 18개의 rRNA 유전자와 함께 확인되었다. 균주 HL2708# 2의 게놈은 알콜, 말토덱스트린/전분 및 단당류 대사 유전자를 보유하고 있었다. 호염성 및 중금속 저항성을 담당하는 유전자와 방향족 및 알칸 계열 탄화수소를 대사하는 유전자를 가지고 있는 것으로 분석되었다. Marinobacter salarius가 질산염 및 아질산염 환원능력이 없다고 알려져 있는 것과 달리, HL2708#2 균주는 질산염/아질산염 환원 효소, 질산염/질산염 운반체 및 질산염 모노 옥시게나제를 가지고 있는 것으로 보아 세포 체외의 니트로알켄을 활용할 수 있는 능력을 가진 것으로 사료된다.

저온 H2-SCR용 PtNi/W-TiO2 촉매에 조촉매 CeO2가 NOx 저감에 미치는 영향 (Effect of Co-catalyst CeO2 on NOx Reduction in PtNi/W-TiO2 Catalysts for Low-temperature H2-SCR)

  • 김정수;김영희
    • 청정기술
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    • 제29권4호
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    • pp.313-320
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    • 2023
  • 대표적인 비암모니아성 선택적 촉매환원반응기인 H2-SCR의 활용성을 높이기 위하여 Ce를 조촉매로 활용한 PtNi/CeO2-W-TiO2의 촉매 분말을 합성하고 다공성 금속 구조(porous metal structure, PMS)에 코팅하여 선택적 촉매 환원에 의한 NOx 제거 특성을 평가하였다. CeO2를 조촉매로 사용한 H2-SCR은 CeO2를 사용하지 않은 경우에 비해 더 높은 NOx 제거 효율을 나타내었으며, CeO2 담지율 10 wt%에서는 반응온도 90℃에서 가장 높은 제거효율을 보였다. 한편, 촉매구조체인 PMS의 촉매 코팅량이 증가함에 따라 NOx 제거효율은 90℃ 이하에서는 향상되었으나, 120℃ 이상에서는 감소하는 경향을 보였고 공간속도를 4,000 h-1에서 20,000 h-1로 변경한 경우, 120℃이상의 온도에서 NOx 제거 효율이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

라이다 센서에 인지되는 판상형 검은색 소재의 제조 및 친수성 도료로의 응용 (Fabrication of LiDAR-detectable Plate-type Black Materials and Application in Hydrophilic Paints)

  • 김지원;사민기;김찬교;김하영;추연룡;제갈석;윤창민
    • 접착 및 계면
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    • 제24권3호
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    • pp.95-99
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    • 2023
  • 본 연구에서는, 판상형의 천연 마이카에 이산화티타늄의 코팅 및 환원을 통해 라이다 인지형 검은색 소재를 제조하였으며, 이를 도료로 응용하여 라이다 실증 검증을 진행하였다. 상세히는, 졸-겔 반응을 통해 천연 마이카에 이산화티타늄을 코팅하고, 수소화붕소나트륨을 통해 검은색으로 환원하여 Black TiO2@Mica 소재를 제조하였다. 이후, 도료로서 응용 가능성을 확인하기 위해 친수성 투명 바니시에 혼합하고 유리 기판에 분사하였다. 그 결과, 제조한 Black TiO2@Mica 기반의 도료는 실제 검은색의 명도(L*=12.1)와 높은 근적외선 반사율(30.2 R%)을 나타내었다. 더불어, 제조한 판상형 검은색 소재는 성공적으로 라이다 센서에 인식되는 것을 확인하였다. 이는, 굴절률이 다른 천연 마이카와 이산화티타늄 간의 계면에서 빛의 반사가 일어나는 프레넬의 반사 법칙에 기인한 것이다. 본 연구 결과를 통해, 라이다 센서에 인식되는 검은색 소재를 제조함으로써 자율주행차 뿐만 아니라 로봇, 드론 등 다양한 분야에서 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

컴팩트 개질기용 수성가스전이 반응을 위한 Cu-CeO2 촉매에 대한 Nb2O5의 영향 (The Effect of Nb2O5 on Cu-Nb-CeO2 Catalysts for Water Gas Shift Reaction of Compact Reformer)

  • 정창훈;김태광;변희주;김주환;배은택;선해림;전경원;정대운
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제31권1호
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    • pp.57-64
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    • 2020
  • The water-gas shift reaction for the compact reformer was carried out at a gas hourly space velocity of 72,152 h-1 over the Cu-Nb-CeO2 catalysts prepared by co-precipitation method. In order to investigate the effect of Nb2O5 promotion over a Cu-CeO2 catalyst, the Nb2O5 loading amount was systematically changed from 0 to 5 wt.%. Among the prepared catalysts, the Cu-Nb-CeO2 (1%) catalyst showed the highest catalytic activity (CO conversion=61% at 400℃) as well as 100% CO2 selectivity. The high activity and stability of Cu-Nb-CeO2 (1%) catalyst are correlated to high Brunauer-Emmett-Teller surface area, small metallic Cu crystallite size, and enhanced redox property.

서목태 주정 추출물이 DOPA 산화와 멜라닌 합성에 미치는 영향 (Effect of Rhynchosia Nulubilis Ethanolic Extract on DOPA Oxidation and Melanin Synthesis)

  • 김재련;김문무
    • 생명과학회지
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    • 제28권3호
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    • pp.331-338
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    • 2018
  • 멜라닌은 생체 내에서 발모 및 피부색을 결정하는데 중요한 역할을 하는 고분자 물질이다. 하지만 활성산소에 의해 과도하게 생성된 멜라닌은 노화와 관련된 기미, 주근깨와 과색소 침착증 등을 야기한다고 알려져 있다. 이와 관련된 천연물 중 서목태 성분의 하나인 polyphosphate는 자외선에 의해 손상되는 피부 노화를 억제한다고 보고되고 있다. 본 연구의 목적은 멜라닌 합성에 대한 RNEE의 직접적인 효과를 조사한 것이다. 본 연구에서 RNEE는 DPPH radical의 소거효과 및 환원력과 같은 항산화 효과는 없는 것으로 나타났다. MTT 실험을 수행한 결과, RNEE는 농도 의존적으로 세포독성을 증가시켰다. 또한, RNEE는 tyrosinase 활성과 DOPA-oxidation 실험 결과에서 멜라닌 합성을 증가시켰다. RNEE는 살아있는 세포에서 L-DOPA에 의한 유발되는 melanin생성 촉진 효과는 없는 것으로 나타났으나, 과산화수소를 처리하여 melanin 생성을 감소시킨 대조군과 비교시 과산화수소 전처리 후 RNEE를 처리한 군에서는 melanin 생성 촉진 효과가 있는 것으로 나타났다. 뿐만 아니라 RNEE는 tyrosinase related protein-2 (TRP-2)의 발현을 증가시키는 것으로 나타났으며, tyrosinase related protein-1 (TRP-1)의 단백질발현도 대조군과 비교시 $16{\mu}g/ml$의 농도에서 증가되는 것으로 나타났다. 특히 superoxide anion을 과산화수소로 변환시키는 SOD-3의 발현을 조사한 결과 $16{\mu}g/ml$ 이상의 농도에서 대조군과 양성 대조군인 ${\alpha}$-MSH보다 단백질 발현이 증가하는 것으로 나타났다. 그러므로, 이상의 결과는 서목태가 흑모와 관련 있는 멜라닌 생성을 촉진하는 기능적인 잠재성을 가지고 있다는 것을 암시한다.

BiFe0.65MoP0.1 촉매 상에서 1-부텐의 산화탈수소화 반응 : 인 전구체의 영향 (Oxidative Dehydrogenation of 1-butene over BiFe0.65MoP0.1 Catalyst: Effect of Phosphorous Precursors)

  • 박정현;윤현기;신채호
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권6호
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    • pp.824-830
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    • 2015
  • 1-부텐의 산화탈수소화에서 다양한 인 전구체가 촉매의 반응활성에 미치는 영향을 조사하기 위하여 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매를 모델 촉매로 선정하여 인산수소암모늄, 인산수소이암모늄, 인산, 트리에틸인산, 오산화인 등의 인 전구체를 사용하어 촉매를 제조하고 산화탈수소화 반응을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리 화학적 특성을 알아보기 위하여 X-선 회절분석(XRD), 질소 흡착 탈착분석($N_2$ sorption), 원소분석(ICP), 전자주사현미경(SEM), 승온재산화분석(TPRD) 등의 특성분석을 수행하였다. 제조한 촉매의 물리적 특성은 인 전구체에 따른 큰 차이는 관찰되지 않았지만 산화탈수소화 반응에서 촉매의 활성은 사용된 인 전구체의 특성에 따라 다르게 관찰되었다. 인산을 전구체로 사용하여 제조한 $BiFe_{0.65}MoP_{0.1}$ 산화물 촉매가 사용된 촉매 중에서 가장 우수한 활성을 나타내었으며, 14시간 동안의 산화탈수소화 반응기준으로 n-부텐의 전환율은 79.5%, 1,3-부타디엔 수율은 67.7%의 수치를 보였다. 인 전구체의 양이온의 특성에 따라 촉매의 격자 구조가 영향을 받는 것으로 추측되며, 이러한 격자 구조의 차이는 촉매의 재산화 능력에 영향을 주는 것으로 사료된다. 환원 처리된 촉매의 승온재산화 실험으로부터 촉매의 반응활성은 촉매의 재산화 능력과 밀접하게 관련이 있었으며, 인산을 전구체로 사용하여 제조한 산화물 촉매가 다른 인 전구체와 비교하여 가장 좋은 재산화 능력을 나타내었다.