• 에너지공학
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• 제15권2호
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• pp.107-117
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• 2006

물을 분해하여 수소를 만드는 방법으로서 열화학싸이클을 이용한 방법에 대하여 그동안의 연구 동향에 대하여 살펴보았다. 수소생산이란 관점에서 열화학싸이클이 갖는 장점은 일정한 고온의 열을 얻을 수 있다면, 반응속도의 향상과 아울러 대용량화가 가능하다는 점이다. 안정한 물을 분해하려면 물의 산화/환원이 용이한 매개체를 써서 수소 및 산소를 발생하게 하고 순환시키게 되는데, 매개체가 유독성 물질이라면 이 과정에서 누출이 되지 않도록 하여야 한다. 아직 상용화단계에는 미치지 못하였지만, 일본, 스위스, 이스라엘, 미국, 한국 등에서 집중적으로 연구되고 있는 내용은 IS 싸이클과 ZnO/Zn, $Fe_3O_4/FeO$등과 같은 금속산화물계를 이용한 싸이클들이며, 고온용 및 내부식성 소재와 시스템 분야에서 아직 해결해야할 점이 많다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권2호
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• pp.132-138
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• 2008

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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.139-151
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• 2011

The sulfur-iodine (SI) thermochemical water splitting cycle is one of promising hydrogen production methods from water using high-temperature heat generated from a high temperature gas-cooled nuclear reactor (HTGR). The SI cycle consists of three main units, such as Bunsen reaction, HI decomposition, and $H_2SO_4$ decomposition. The feasibility of continuous operation of a series of subunits for $H_2SO_4$ decomposition was investigated with a bench-scale facility working at ambient pressure. It showed stable and reproducible $H_2SO_4$ decomposition by steadily producing $SO_2$ and $O_2$ corresponding to a capacity of 1 mol/h $H_2$ for 24 hrs.

• 한국세라믹학회:학술대회논문집
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• 한국세라믹학회 2003년도 춘계총회 및 연구발표회 초록집
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• pp.124.2-124
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• 2003

• 신재생에너지
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• 제20권1호
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• pp.110-115
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• 2024

Global sustainable energy needs and carbon neutrality goals make hydrogen a key future energy source. South Korea and Japan lead with proactive hydrogen policies, including South Korea's Hydrogen Law and Japan's strategy updates aiming for a hydrogen-centric society by 2050. A notable advance is the solar thermal chemical water-splitting cycle for green hydrogen production, spotlighted by Korea Institute of Energy Research (KIER) and Niigata University's joint initiative. This method uses solar energy to split water into hydrogen and oxygen, offering a carbon-neutral hydrogen production route. The study focuses on international collaboration in solar energy for thermochemical water-splitting and E-fuel production, highlighting breakthroughs in catalyst and reactor design to enhance solar thermal technology's commercial viability for sustainable fuel production. Collaborations, like ARENA in Australia, target global carbon emission reduction and energy system sustainability, contributing to a cleaner, sustainable energy future.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권1호
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• pp.32-38
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• 2004

Thermal behaviors of $(Cu_{0.5}Mn_{0.5})Fe_2O_4$, prepared by a solid method, were investigated for $H_2$ production by a thermochemical cycle. The thermal reduction of $(Cu_{0.5}Mn_{0.5})Fe_2O_4$ started from $300^\circ{C}$ and the weight loss was 1.3 wt% up to 1200. XRD shows the prepared ferrite has the spinel structure with a lattice constant of $8.414{\AA}$ and changed to the oxygen deficient structure by thermal reduction. Oxygen and hydrogen can be separately produced by the cycles of thermal reduction and water oxidation of the oxygen deficient ferrite.

• 비파괴검사학회지
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• 제33권2호
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• pp.198-204
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• 2013

리튬이온전지의 충/방전 열화 과정에서 발생하는 음향방출 신호를 검출하여 누적카운트, 방전용량, 미세손상 사이의 상관관계를 확인하였다. 상용 리튬이온전지를 사용하여 가속 충/방전 싸이클 실험을 하면서 음향방출 신호를 수집하였다. 다수의 음향방출 신호가 전지의 충전 및 방전 과정에서 각각 검출되었다. 충/방전 열화 싸이클이 증가함에 따라 전지 용량은 감소하였고 음향방출 신호의 누적카운트는 증가하는 경향을 보였다. 충/방전 후 전지를 분해하여 내부 전극 손상을 관찰한 결과 전극 계면 박리 및 미소균열이 다수 확인되었으며, 이러한 기계적 손상이 음향방출원인 것으로 판단된다. 전지 방전용량과 음향방출 누적카운트 사이에는 선형의 상관관계가 있었으며, 이로부터 음향방출법을 이용한 리튬이온전지 열화 평가 가능성을 제안하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권1호
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• pp.51-59
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• 2011

Sulfur-Iodine (SI) cycle, which thermochemically splits water to hydrogen and oxygen through three stages of Bunsen reaction, HI decomposition, and $H_2SO_4$ decomposition, seems a promising process to produce hydrogen massively. Among them, the decomposition of $H_2SO_4$ ($H_2SO_4=H_2O+SO_2+1/2O_2$) requires high temperature heat over $800^{\circ}C$ such as the heat from concentrated solar energy or a very high temperature gas-cooled nuclear reactor. Because of harsh reaction conditions of high temperature and pressure with extremely corrosive reactants and products, there have been scarce and limited number of data reported on the pressurized $H_2SO_4$ decomposition. This work focuses whether the $H_2SO_4$ decomposition can occur at high pressure in a noble-metal reactor, which possibly resists corrosive acidic chemicals and possesses catalytic activity for the reaction. Decomposition reactions were conducted in a Pt-lined tubular reactor without any other catalytic species at conditions of $800^{\circ}C$ to $900^{\circ}C$ and 0 bar (ambient pressure) to 10 bar with 95 wt% $H_2SO_4$. The Pt-lined reactor was found to endure the corrosive pressurized condition, and its inner surface successfully carried out a catalytic role in decomposing $H_2SO_4$ to $SO_2$ and $O_2$. This preliminary result has proposed the availability of noble metal-lined reactors for the high temperature, high pressure sulfuric acid decomposition.

• 한국항공우주학회지
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• 제48권12호
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• pp.945-952
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• 2020

이 연구에서는 저궤도 우주 환경(LEO) 조건에서 나노실리카 에폭시 복합소재의 실리카 농도가 재료의 열화 거동에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 실리카 입자를 에폭시 수지에 10%와 18% 두 가지 서로 다른 무게비로 나노복합소재를 제작하여 저궤도 우주 환경 모사장치에서 열화시켰다. 열화된 나노복합소재를 대상으로 열중량분석(Thermogravimetric Analysis, TGA)를 수행하였고 등변환법(Iso-conversional Method)에 기반한 Friedman 방법, Flynn-Wall-Ozawa(FWO) 방법, Kissinger 방법, 그리고 DAEM(Distributed Activation Energy Method)으로 활성화에너지를 계산하였다. 그 결과 나노입자가 섞이지 않은 샘플은 열화가 진행되면서 중가함을 보였다. 그러나 10%와 18%는 열화 싸이클이 15회일 때까지 증가하였으나 그 이후에는 감소하였으며, 따라서 나노 입자가 열화 거동에 부정적인 영향이 있음을 보였다. 또한 활성화에너지 계산에 적용된 방법에 대해 토의하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권2호
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• pp.93-100
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• 2013

Two-step thermochemical cycle using ferrite-oxide($Fe_2O_4$) device was investigated. The $H_2O$(g) was converted into $H_2$ in the first experiment which was performed using a dish type solar thermal system. However the experiment was lasted only for 2 cycles because the metal oxide device was sintered and broken down. Another problem was that the reaction was taken place mainly on a side of the metal oxide device. The m-$ZrO_2$, which was widely known as a material preventing sintering, was applied on the metal oxide device. The ferrite loading rate and the thickness of the metal oxide device were increased from 10.67wt% to 20wt% and from 10mm to 15mm, respectively. The chemical reactor having two inlets was designed in order to supply the reactants uniformly to the metal oxide device. The second-experiment was lasted for 5 cycles, which was for 6 hours. The total amount of the $H_2$ production was 861.30ml. And cerium oxide($CeO_2$) device was used for increasing $H_2$ production rate. $CeO_2$ device had low thermal resistance, however, more $H_2$ production rate than $Fe_2O_4$ device.