• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.369-372
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• 2009

In the present study, the effect of chemical treatment on graphite nanofibers (GNFs) supports with various concentrated nitric acids was investigated for methanol oxidation. To optimize the electrocatalytic activity, PtRu catalysts were deposited on GNF supports by impregnation method. The surface and structural properties of the GNF supports were characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), element analyzer (EA), and X-ray diffraction (XRD). The morphology of the catalysts was observed by means of transmission electron microscopy (TEM). The electrocatalytic activity of PtRu/GNF catalysts was investigated by cyclic voltammetry measurement. As a result, the oxygen functional groups were introduced on the GNF supports and were gradually increased with increasing of concentrated nitric acid, causing the smaller particle size and higher loading level. And the electrocatalytic activity of the catalysts for methanol oxidation was gradually improved. Consequently, it was found that chemical treatments could influence on surface properties of the carbon supports, resulting in enhancing the electrocatalytic activity of the catalysts for DMFCs.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.178.2-178.2
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• 2011

바이오디젤이란 식물성 기름, 동물성 지방, 폐식용유 등의 재생 가능한 자원을 촉매 존재 하에 알코올과 반응시켜 생성되는 에스테르 혼합물을 말하며 경유와 물성이 유사하므로 경유에 혼합하여 압축착화 방식인 디젤엔진에 사용할 수 있다. 그러나 바이오디젤은 경유에 비하여 탄소-탄소 간 이중결합을 가지고 있는 성분을 많이 함유하고 있기 때문에 공기에 의해 산화가 일어나기 쉽다. 일반적으로 폐놀계 향산화제인 t-buthylhydroquinone(TBHQ)를 사용하여 산화안정성을 향상시키나 국내에서 사용되는 산화방지제는 전량 수입에 의존하고 있어 제품 개발에 의한 국산화가 시급한 실정이다. 본 연구에서는 폐유지로부터 생산한 바이오디젤의 산화안정성 향상을 위하여 폐놀 및 아민계 등의 산화방지제를 합성하여 바이오디젤에 적용하였으며, 다양한 물성시험방법을 적용하여 석유 및 석유대체연료 사업법에서 규정하는 바이오디젤의 품질기준을 확인하였다. 또한 EN 14112 바이오디젤 산화안정성 시험방법으로 폐놀 및 아민계 등의 산화안정성을 확인하였다. 본 연구는 산학연 공동기술개발 1차년도 사업으로 한국화학연구원과 공동으로 수행하였으며, 산화방지제 적용평가를 통해 우수한 제품을 선정하여 2차년도에는 차량 테스트를 통해 연료 첨가제로서의 적합성을 검증할 예정이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.175.2-175.2
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• 2011

바이오디젤의 국가별 의무 사용 정책 확대로 인해 원료유 가격이 상승하고 있으며 원료유가 부족한 상황으로 다양한 원료를 찾는 연구가 진행되고 있다. 육상 유지 작물보다 단위면적당 생산성이 매우 높은 미세조류는 제3세대 바이오매스로 주목받고 있으며 산업체 배출 이산화탄소를 이용해 작은 면적에서 배양할 수 있는 장점이 있다. 미세조류로부터 바이오디젤 생산은 먼저 오일 함량이 높은 미세조류 종의 선정과 배양 및 수확 후 효율적인 방법으로 바이오디젤 원료유를 추출하는 과정이 중요하다. 본 연구는 Microwave로 전처리된 미세조류로 부터 원료유를 추출하여, 인지질, 단백질, 엽록소 등의 반응저해 물질을 일부 감소시키고 추출수율을 높였지만, 산가가 80이상으로 높게 추출되고 추출된 오일이 높은 점성을 가지는 문제가 있다. 이로 인해 전이에스테르화 반응의 진행이 불가하였으며 이러한 문제를 해결하기 위해, 에스테르화 반응에 용매를 혼합하여 반응성을 개선하고자 하였다. 추가된 보조 용매는 오일과 쉽게 혼합되어 반응물의 점성을 낮추고, 반응 완료후, 물에 쉽게 용해되는 불순물, 미 반응물, 촉매 등의 분리 및 제거를 용이하게 하는 장점이 있다. 또한 오일과 비교하여 낮은 끓는점을 갖는 용매는 증류를 통해 쉽게 제거가 가능하다. 반응이 완료된 오일은 초기산가 80에서 10이하의 감소를 나타내 용매 혼합 에스테르화의 효율적인 부분을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.200-203
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• 2007

Parametric investigation of the polyol process for the preparation of carbon supported Pt nano particles as catalysts for fuel cells was carried out. It was found that the concentration of glycolate anion, which is a function of pH, plays an important role in controlling Pt particle size and loading on carbon. It was observed that Pt loading decreased with increasing alkalinity of the solution. As evidenced by zeta potential measurement, this was mainly due to poor adsorption or repulsive forces between the metal colloids and the supports. In order to modify the conventional polyol process, the effect of the gas purging conditions on the characteristics of Pt/C was examined. By the optimization of the gas environment during the reaction, it was possible to obtain high loading of 39.5wt% with a 2.8 nm size of Pt particle. From the single cell test, it was found that operating in ambient $O_{2}$ at 70oC can deliver high performance of more than 0.6 V at 1.44 A $cm^{-2}$.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.220-223
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• 2007

이 논문은 DMFC와 태양전지의 하이브리드형 연료전지에 적합한 $TiO_{2}$구조에 대한 연구로서, DMFC에 사용되는 귀금속 Pt의 사용량을 줄이기 위해 Pt를 $TiO_{2}$광촉매 지지체에 함침 시켜 UV가 조사될 때 Pt의 활성을 극대화시키기 위한 연구이다. $TiO_{2}$는 Rutile결정 구조를 이루었으며, 반응 시간에 따라 나노막대 모양을 형성하였다. $NaBH_{4}$ 환원법을 통해 Pt를 함침 시켜 전극을 제조하였다. 이 전극들은 UV가 입사되지 않을 때보다 UV가 입사될 때 메탄올 산화성능이 주목할 만큼 향상되었다. 특히 긴 막대모양의 $TiO_{2}$에 백금이 잘 분산된 촉매의 메탄올 산화반응 성능이 크게 향상되었다. 이러한 $Pt/TiO_{2}$의 주목할 만한 성능 향상은 UV가 조사될 때 빛에 의해 생성된 $TiO_{2}$의 hole들에 의해 메탄올 산화반응이 향상된 것으로 사료된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.331-334
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• 2007

탄소나노튜브는 화학적 안정성과 고전도성을 갖는 동시에 높은 비표면적을 지니고 있다. 이와 같은 특정으로 염료감응형태양전지의 상대전극으로 사용 가능이 기대되어 지고 있으나, 아직 성공적인 연구가 발표되고 있지 않다. 많은 연구자들이 CNT 자체만으로 원하는 효과를 얻지 못하고 있기 때문에, CNT 조작(가공)을 통해 CNT 특성을 올리고자 노력하였다. 그러나 본 연구에서, 가공하지 않은 CNT powder를 이용하여 paste를 제조하고 doctro-blade법으로 코팅하여 CNT counter electrode를 제조하여 DSSC의 상대전극으로써의 적용 가능성을 조사 해 보았다. 제조된 CNT counter electrode에 대한 CNT 자체만의 전기화학적 특성을 측정하였다. 그리고 DSSC 에 직접 적용하여 전지의 광전특성을 측정하였다. 그 결과 탄소나노튜브의 고전도성 특성과 넓은 비표면적 특성에 의해 상대전극의 전해질/전극계변에서의 전해질의 산화환원 반응에 대한 촉매 작용을 향상시키고, 상대전극 표변에서의 전자전달 속도를 높여 염료감응형 태양전지의 효율을 높이는 것으로 확인되어졌다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.459-462
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• 2006

Formic acid recently attracted attention as an alternative fuel for direct liquid fuel cells(DLFCs) due to its high theoretical open circuit voltage(1.45V). In this paper, a novel chemical strategy is described for the preparation and characterization of carbon-supported and surface-alloys, which were prepared by using a successive reduction process. After preparing Au colloid nanoparticles, the deposition of Au colloid nanoparticles occurred spontaneously in the carbon black-dispersed aqueous solution. Then nano-scaled Pt layer were formed on the surface of carbon-supported Au nanoparticles. The Au-Pt[x] showed the higher electrocatalytic activity than those of the particle-alloys and commercial one (Johnson-Matthey) for the reaction of formic acid oxidation when the mass-specific currents were compared. The increased electrocatalytic activity might be attributed to the effective surface structure of surface-alloys, which have a high utilization of active materials for the surface reaction of electrode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.541-543
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• 2006

The feasibility of biodiesel production from soapstock by acid catalyst was tested. The water content of soapstock was more than 40%. Before the esterification of soapstock, the pre-treatment of soapstock was conducted adding potassium hydroxide and sulfuric acid. The pre-treated soapstock contained 99.6wt% of free fatty acid. When the free fatty acid was esterified with methanol, the fatty acid methyl ester content became 91.7wt% under the solid acid catalyst, Amberlyst-15. When this biodiesel was distilled the methyl ester content was 98.1wt% which satisfied the biodiesel Standard. Amberlyst-15 could be recovered easily because it was the soliid catalyst. When sulfuric acid was used as the acid catalyst, the fatty acid methyl ester content was 91.0wt%. From the results, it was possible to produce biodiesel efficiently from soapstock after pre-treatment. Because soapstock is very cheap, it will become good feedstock for biodiesel product ion.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.316-319
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• 2006

There is a worldwide interest in the development and commercialization of Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFCs) for vehicular and stationary applications. One of the major objectives is the reduction of loaded electrode materials, which is comprise of the Pt-based noble metals. In this paper, a novel chemical strategy is described for the preparation and characterization of carbon-supported and surface-alloys, which were prepared by using a successive reduction process. After preparing Au colloid nanoparticles, the deposition of Au colloid nanoparticles occurred spontaneously in the carbon black-dispersed aqueous solution. Then nano-scaled active materials were formed on the surface of carbon-supported Au nanoparticles. The structural and electrochemical analyses indicate that the active materials were deposited on the surface of Au nanoparticles selectively and that an at toying process occurred during the successive reducing process The carbon-supported & surface-alloys showed the higher electrocatalytic activity than those of the particle-alloys and commercial one (Johnson-Matthey) for the reaction of methanol and formic acid oxidation. The increased electrocatalytic activity might be attributed to the effective surface structure of surface-alloys, which have a high utilization of active materials for the surface reaction of electrode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.443-446
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• 2006

Carbon-supported Platinum (Pt) is the potential electro-catalyst material for anodic and cathodic reactions in fuel cell. Catalytic activity of the metal strongly depends on the particle shape, size and distribution of the metal in the porous supportive network. Conventional preparation techniques based on wet impregnation and chemical reduction of the metal precursors often do not provide adequate control of particle size and shape. We have proposed a novel route for preparing nano sized Pt colloidal particles in solution by oxidation of ethylene glycol. These Pt nano particles were deposited on large surface area carbon support. The process of nano Pt colloid formation involves the oxidation of solvent ethylene glycol to mainly glycolic acid and the presence of its anion glycolate depends on the solution pH. In the process of colloidal Pt formation glycolate actsas stabilizer for the Pt colloidal particle and prevents the agglomeration of colloidal Pt particles. These mono disperse Pt particles in carbon support are found uniformly distributed in nearly spherical shape and the size distribution was narrow for both supported and unsupported metals. The average diameter of the Pt nano particle was controlled in the range off to 3 nm by optimizing reaction parameters. Transmission electron microscopy, CV and RRDE experiments were used to compliment the results.