고체 흡수제를 이용한 석탄합성가스 중의 황제거 기술은 습식 스크러빙 방식에 비해 고온에서 운전가능하므로 석탄가스화복합발전의 효율 향상을 가져올 수 있다. 고체탈황제는 서로 연결된 두 개의 유동층 반응기를 순환하면서 흡수탑에서는 합성가스 중의 $H_2S$로부터 황을 흡수하고 재생탑에서는 공기 중의 산소와 흡수된 황이 반응하여 $SO_2$를 배출하고 재생된다. 따라서 고체 황 흡수제는 유동층 공정에 응용가능한 물성과 함께 높은 황흡수능과 빠른 반응성이 요구된다. 본 연구에서는 기존 개발된 고체 탈황제가 가졌던 소성시 수축 현상, 낮은 내마모도 등을 개선하기 위해 지지체 조성을 변경하여 개발한 분무성형 탈황제의 흡수 재생 온도에 따른 황흡수 특성 변화를 조사하였다. $H_2S$ 1 vol. %를 함유한 모사 합성가스를 이용하여 흡수온도 450, $500^{\circ}C$, 재생온도 500, 550, 600, $650^{\circ}C$에서 황 흡수능을 열중량분석기를 이용하여 측정하였다. 개발된 흡수제는 유동층 공정 적용에 적합한 훌륭한 물성(형상, 밀도, 강도 등)과 함께 $500^{\circ}C$ 흡수와 $650^{\circ}C$ 재생을 기준으로 10 wt% 이상의 높은 황흡수능을 보여주었다. 흡수온도 변화는 황 흡수능 변화에 큰 영향을 미치지 않았으나, 재생온도가 $600^{\circ}C$ 이하인 경우 황흡수능이 5 wt% 이하로 크게 떨어져 재생온도를 $650^{\circ}C$ 이상 유지시키는 것이 중요함을 알 수 있었다.
고농도의 황화수소 가스를 제거하기 위하여 철촉매인 $Fe^{3+}$ 을 생산할 수 있는 철산화 세균 A. ferrooxidans를 다공성 세라믹 담체에 고정화한 생물반응기와 황화수소가 $Fe^{3+}$ 와 화학반응에 의해 elemental sulfur로 제거되는 흡수탑 반응기로 구성된 2단계 생물학적 탈황공정을 연구하였다. 생물반응기는 4회 이상의 반복 회분식 배양을 통해 안정화 되었고, 정상상태에서의 평균 철산화 속도는 $0.89kg{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$ 이었다. 2단계 생물 탈황공정은 약 54일 동안 장기간 성공적으로 조업이 가능하였다. 흡수탑 반응기에서는 공간속도를 70 $h^{-1}$ 의 조건하에서 37.000 ppm의 고농도 $H_{2}S$ 제거 임계 부하량은 3.3 kg $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$ 로 우수하였다. 장기간 조업하는 동안 고정화 세포의 농도는 일정하게 유지되었다.
Propolis의 품질특성 및 기능성을 알아보기 위하여 우리나라 원료 3종(문경, 산청 및 순천)과 수입원료 1종(S사 제품)의 Propolis를 80% 에탄올로 추출하여 최대흡수 파장과 total flavonoid함량을 측정하고, 항균, 수소공여능, 아질산염소거능 및 linoleic acid에 대한 과산화물가를 측정하였다. Propolis 추출물의 최대흡수파장은 208~212 nm이었으며, 다음으로 292~294 nm에서도 큰 흡수파장을 나타내었다 문경, 산청 및 순천지역의 total flavonoid 함량은 16.30~21.87 mg/g이었으나, 시료간에는 함량차이가 크게 나타나지 않았다. 4종의 시험균주에 대한 항균 test 결과 시험 균주 모두에서 강한 항균활성을 나타내었고, 그중 특히 Salmonella typhimurium 균주에 대하여 가장 강한 항균활성을 나타내었으며, 시료간에 큰 차이는 없었다 수소공여능은 55.94~78.67%로 대체로 0.1% BHT보다 높게 나타났고, 아질산염소거능은 62.93~83.24%로 나타났으며, 우리나라에서 채취한 3종의 시료가 수입시료인 S사 제품에 비하여 수소공여능 및 아질산염소거능 모두 높게 나타났다. Linoleic acid에 대한 과산화물가는 대조구에 비하여 현저히 낮게 나타나 수입원료 1종과 우리나라 채취 3종의 제품 모두 항산화 효과가 우수한 것으로 확인할 수 있었다.
방향족 니트로 화합물들을 10 % Palladium 촉매 존재 하에서 벤젠 용액에서 45 psi의 압력을 가지고 실온에서 수소첨가 반응시켜서 방향족 아민들을 얻었다. 본 연구에서는 방향족 니트로 화합물로써 nitrobenzene-$d_5$, $^{15}N$-nitrobenzene, 그리고 4'-nitrobenzo-15-crown-5를 이용하여 수소첨가 반응을 통하여 방향족 아민들을 합성하였다. 적외선 흡수 스펙트럼에서 수소첨가 반응으로부터 얻어진 아민에서 특성적인 N-H 신축 진동이 3450과 $3350cm^{-1}$에서 나타났다. 연구결과 수소첨가 촉매 반응에 의하여 방향족 아민 화합물을 제조할 때는 수득률이 양호하고 부 생성물의 생성이 크지 않아 다른 방법으로는 쉽게 제조할 수 없는 방향족 아민 화합물을 상업적으로 제조할 수 있음을 보여주고 있다.
The hydrogen absorption and desorption characteristics of microencapsulated (CFM)$Ni_{4.7}Al_{0.2}Fe_{0.1}$ and $MmNi_4Fe$ powder with Ni and/or Cu by means of chemical plating method have been investigated. Initial hydrogen absorption rate and activation property were increased remarkably by encapsulation and subsequent compacting. Pellets abtained by compacting of Cu-encapsulated fine powder have fairly good strength even after 30 cycles of hydriding and dehydriding. Encapsulated alloy powder and their compacts show a good resistance to degradation by $O_2$ or CO in hydrogen.
Al film(135.5 nm thick) with Pd film(39.6 nm thick) on the top of it was made by thermal evaporation method. Electrical resistance change due to hydrogen absorption and desorption was measured by four point measurement method. The sample was activated by hydrogen absorption and desorption cycling at room temp. Hydrogen was introduced into the film by increasing hydrogen gas pressure step by step up to 640 torr at room temp. The resistance change ratio was decreased to 12 % with increasing hydrogen pressure in contrast to normal metal behavior. This strange tendency was not understood yet. Further study is needed to find out the mechanism of hydrogen absorption in Al in Al/Pd film.
연소시설, 소각시설 등에서 배출되는 아황산가스, 질소산화물, 염화수소, 불화수소 등의 산성가스를 경제적, 효율적으로 처리하는데 많은 관심의 대상이 되고 있는 건식 세정에는 석회석(CaCO$_3$, limestone), 생석회(CaO, lime), 소석회(Ca(OH)$_2$, hydrated lime) 등 calcium을 다량 함유하는 흡수제가 매우 효과적이라고 알려져 있다. 따라서 이러한 흡수제와 SO$_2$dml 화학반응에 관하여 많은 연구가 수행되어 왔으나, 대부분의 연구는 SO$_2$와 석회석이 고온에서 진행되는 화학반응에서 관한 것이다.(중략)
자체 개발한 수소화금속을 이용하여 고속 중성자 방사선을 효율적으로 차폐할 수 있다면 방사선 안전신기술 개발과 확립에 큰 기여를 할 것으로 생각되어 본 연구를 시행하였다. 여러 수소화 안정 금속들을 대상으로 핵적 특성, 단위 부피당 수소원자함유 수 등의 예비평가를 통하여 수소화금속($ZrH_2,\;TiH_2$) 등과 낮은 중성자 흡수 단면적과 높은 에너지 감쇄능력을 고려하여 중수소화 금속($ZrD_2,\;TiD_2$) 등을 추가하여 개발하였다. MCNP 코드를 이용하여 각각의 흡수율과 에너지 감소율을 평가하였다. 전산 모사 계산과 실험과의 비교평가를 위해 실험과 동일한 조건의 모사를 수행하였는데, 즉 중성자 선원은 Cf-252(10 mCi)을 사용하였으며 각 수소화금속의 0, 1, 3, 5 cm 두께를 통과한 중성자속의 강도와 에너지별 분포변화를 계산하였다. 코드 계산을 통해 평가된 $TiH_2/TiD_2,\;ZrH_2,/ZrD_2$ 등의 수소화금속에 대한 중성자 감소율은 각 수소화금속 두께의 증가에 따라 중성자 감소율이 지수적으로 증가함을 보였다. 또한 이 때 중수소 함유 금속, $ZrD_2$과 $TiD_2$는 중성자 흡수에 있어 $ZrH_2$와 $TiH_2$의 각각 보다 적게 나타냈다. 본 연구를 통하여 개발된 수소화금속의 중성자 방사선 차폐에 관한 결과는 과학 기술적으로 많은 인용과 아울러 학술적 연구뿐만 아니라 실제 실용화를 위한 연구의 기초자료로 충분한 활용이 있을 것으로 기대한다.
금속산화물의 열화학싸이클에 의한 수소생산 소재중 안정성이 우수하고 물분해 수소생산능이 비교적 우수한 $NiFe_2O_4$를 합성하여 열화학수소생산공정 적용시 최적화의 조건에 대하여 검토하였다. 합성한 $NiFe_2O_4$는 격자상수가 $8.34\;{\AA}$이었고, 뫼스바우어에 의해 구조는 Ni이 페라이트 구조인 $AB_2O$의 B위치에 주로 위치하는, A 및 B의 상대적 흡수강도가 57.9:42.1인 역스피넬구조를 보이고 있다. 이러한 구조의 $NiFe_2O_4$의 열적환원은 $610^{\circ}C$부터 시작하여 $1200^{\circ}C$에 이르는 동안 약 1.1 wt%의 무게감소가 관찰된다. 물에 의한 산화과정에서 수소가 발생하게 되는데, $1200^{\circ}C$이하의 환원온도에서 가능한 수소생산량은 약 $0.45\;cm^3/g{\codt}cycle$ 이었다. 산화 환원의 반복과정에서 $NiFe_2O_4$의 XRD에 의한 구조변화는 관찰되지 않아 매우 안정한 구조를 갖는다는 것을 보여주었다. 수소생산을 위한 무게당 싸이클당 수소생산양은 산화 환원과정의 온도범위가 가장 중요하였고 물의 접촉시간은 중요한 요소가 되지 않았다. 열적 환원과정에서 많은 양의 수소생산성능을 보이기 위해서는 $1200^{\circ}C$이상의 고온을 필요로 하는 것을 보여주었다.
고령자 및 장애인의 삶의 질을 높이기 위하여 일상생활동작을 보조하는 경량의 재활보조 시스템이 필요하다. 본 논문에서는 수소저장합금 모듈 3가지를 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 수소저장합금 엑츄에이터의 성능을 높일 수 있는 수소저장합금 모듈을 선정하였다. 수소저장합금 엑츄에이터는 열전소자의 열전달을 통하여 수소저장합금 모듈 안에 담겨 있는 수소의 흡수/방출을 통하여 공압 엑츄에이터의 기계적인 동작을 구동시킨다. 수소저장합금 모듈의 열전달의 효과를 검증하기 위하여, 열전소자와 수소저장합금 모듈의 접촉 방식을 선접촉과 면접촉 방식의 3가지 타입으로 3D 모델을 설계하였고, 열전달 해석을 통하여 열전달에 대한 특성을 비교하였다. 그 결과, 열전소자와의 열전달 방식이 선접촉 방식과 비교하여 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈이 열전달 특성이 4.4배 좋아지는 것을 확인하였다. 면접촉 방식의 수소저장합금 모듈은 재활보조 시스템의 착용성을 높일 수 있는 수소저장합금 엑츄에이터 개발에 적용될 수 있을 거라 판단된다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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