In order to invigoration the hydrogen economy, production of hydrogen needed for hydrogen charging stations and hydrogen fuel cells is needed. Generally, it is reforming used to coal fuel or natural gas. Other technologies include water electrolysis using pure water. Among these water electrolysis technologies, development is mainly carried out using PEM(Polymer Electrolyte Membrane electrolysis). In this study, the company aims to identify potential harmful hazards to PEM electrolysis hydrogen stations in the development stage among hydrogen charging stations. In order to find the hazardous factors in the facilities of the electrolysis and hydrogen charging stations, we were analyzed by Failure Mode & Effect Analysis(FMEA).
The desulfurization process which belongs to the gas refining part is the unit process that eliminates $H_2S$ and COS in the coal gas formed by the coal gasification part in the integrated gasification combined cycle(IGCC). In this study, natural manganese ores were selected as the raw material of the desulfurization sorbent due to economical efficiency. Initial rates for the reactions between $H_2S$ and desulfurization sorbent using natural manganese ores were determined in a temperature range of $400{\sim}800^{\circ}C$ using a thermobalance reactor. All reactions were first order with respect to $H_2S$ and were in accord with the Arrhenius equations. When sulfidation reaction was controlled by diffusion, the temperature dependence of the effective diffusivity was given by the Arrhenius equation. Activation energies and frequency factors were obtained from the product layer diffusion coefficient of various sorbents by plotting as Arrhenius equation form.
In the present paper, we review recycling and applications of titanium binary alloy scraps. The recycling techniques are to successfully prepare low oxygen content ingots using hydrogen plasma arc melting (HPAM) and to produce low oxygen content titanium alloy powders by Hydrogenation-dehydrogenation (HDH) and Deoxidation in solid state (DOSS) process. In addition, as applications of the titanium binary alloy scraps, Ti based solid-solution carbide powders, which would be used for producing Ti based solid-solution cermets with high toughness, were prepared using the titanium binary alloy scraps. These results confirmed that the titanium alloy scraps could be recycled and refined using the HPAM. The resulting oxygen content of the titanium alloy powders were below 1,000 ppm after powderizing. Finally, we had confirmed that the refined titanium alloy powders were able to be utilized as raw materials for preparing the toughened cermets.
The effects of activated-carbon (AC) packing length on the Pressure Swing Adsorption (PSA) performance was investigated for the hydrogen separation from the multicomponent mixture gas. Linear driving force model was used to describe mass transfer between two phase and coupled Langmuir isotherm was used for each component as a nonlinear adsorption isotherm. When two adsorbents with a different adsorption capacity were packed consecutively in one bed, it is very important to determine the packing ratio of zeolite to activated carbon affecting the purity and recovery of the product. The activated carbon packing length in adsorption tower of 120 cm was determinated by the ending point of $CO_2$ contration. The optimum length of an activated carbon layer was 65 cm for production of high-purity hydrogen.
In this work, the conversion of crystalline cellulose into polyols in the presence of hydrogen was examined over noble metal (Pt, Ru, Ir, Rh, and Pd) catalysts supported on activated carbon. For comparison, Pt/${\gamma}-Al_2O_3$ and Pt/H-mordenite were also investigated. Several techniques: $N_2$ physisorption, X-ray diffraction(XRD), inductively-coupled plasma-atomic emission spectroscopy (ICP-AES), temperature-programmed reduction with $H_2$ ($H_2$-TPR) and CO chemisorption were employed to characterize the catalysts. The cellulose conversion was not strongly dependent on the types of the catalyst used. Pt/AC showed the highest yields to polyols among activated carbon-supported noble metal catalysts, viz. Pt/AC, Ru/AC, Ir/AC, Rh/AC and Pd/AC.
Doo-Hyoun Seo;Tae-Hun Kim;Kwang-Won Rhie;Seong-Chul Hong;Hyun-Gi Kim
Journal of the Korean Institute of Gas
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v.28
no.1
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pp.27-34
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2024
In accordance with the clean hydrogen-centered hydrogen industry development plan, technology development and demonstration operation of water electrolysis devices are being actively carried out. Risk assessments are performed on newly developed hydrogen-using facilities and supplies to identify potential hazard factors. However, in general, most industrial accidents are caused by operator's human error or incorrect work practices. Additionally, the possibility of accidents occurring during operation control, maintenance, and inspection increases. For this reason, for equipment developed for demonstration operation, the correct work methods for the main jobs of operator must be reviewed and work procedures must be prepared. Accordingly, in this study, we conducted a job safety analysis (JSA) on major jobs in the operation of water electrolysis facilities to study safe work methods and necessary measures.
Kim, Baekma;Kim, Minjung;Kim, Wohyuk;Kim, Bongsuk;Ryoo, Kunkul
Clean Technology
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v.10
no.1
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pp.47-51
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2004
현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 RCA 세정법인 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 강력한 산화제인 과산화수소에 의한 표면과 입자의 산화와 암모니아에 의한 표면의 에칭이 동시에 일어나 입자를 표면으로부터 분리시킨다. 금속 불순물을 제거하기 위한 SC-2 세정액은 염산과 과산화수소 혼합액을 사용하며 금속 불순물을 용해시켜 알칼리나 금속 이온을 형성하거나 용해 가능한 화합물을 형성시켜 제거한다. 또한 황산과 과산화수소를 혼합한 Piranha 세정액은 효과적인 유기물 제거제로서 웨이퍼에 오염된 유기물을 용해 가능한 화합물로 만들거나 과산화수소에 의해 형성되는 산화막내에 오염물을 포함시켜 불산 용액으로 산화막을 제거할 때 함께 제거된다. 최근 금속과 산화막을 동시에 제거하기 위해 희석시킨 불산에 과산화수소를 첨가한 세정공정이 사용되고 있으며 불산에 의해 표면의 산화막이 제거될 때 산화막내에 포함된 금속 불순물을 동시에 제거시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 습식세정액 내에 공통적으로 포함되어 있는 과산화수소의 분해는 그만큼 가속화되어 사용되는 화학 약품의 양이 그만큼 증가하게 되고 조작하기 어려운 단점도 있다. 이를 해결하기 위해 환경친화적인 관점으로 화학약품의 사용을 최소화하는 등 RCA세정을 보완하는 연구가 계속 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCA세정법을 환경적으로 대체할 수 있는 세정에 사용되는 전리수의 pH변화에 따른 전리수 분석을 하였다. 전리수의 제조를 위하여 전해질로는 NH4CI (HCI:H2O:NH4OH=1:1:1)를 사용하였다. pH 11 이상, ORP -700mV~-850mV인 환원수와 pH 3 이하, ORP 1000mV~1200mV인 산화수를 제조하였으며, 초순수를 첨가하여 pH 7.2와 ORP 351.1mV상태까지 조절하였다. 이렇게 만들어진 산화수와 환원수를 시간 변화와 pH 변화에 따라 Clean Room 안에서 FT-IR과 접촉각 측정기로 실험하였다. FT-IR분석에서 산화수는 pH가 높아질수록, 환원수는 낮아질수록 흡수율이 낮아졌다. 접촉각 실험에서는 산화수의 pH가 높아질수록 환원수의 pH가 낮아질수록 접촉각이 커짐을 확인하였다. 결론적으로 전리수를 이용하여 세정을 하면, 접촉성을 조절할 수 있어 반도체 세정을 가능하게 할 수 있으며, 환경친화적인 결과를 도출할 것으로 전망된다.
[ $M/Al_2O_3$ ] (M = Mn, Fe, Co, Ni, Cu) catalysts supported on commercial alumina ($Al_2O_3$) were prepared by an impregnation method, and were applied to the hydrogen production by auto-thermal reforming of ethanol. It was revealed that each catalyst retained its own metallic phase and product distribution strongly depended on the identity of active metal. Among the catalysts prepared, $Ni/Al_2O_3$ and $Co/Al_2O_3$ showed the best catalytic performance in the auto-thermal reforming of ethanol. However, the reaction mechanisms over these two catalysts were different. Ni/Al_2O_3 catalyst showed 100% ethanol conversion at $500^{\circ}C$, but it exhibited a rapid decrease in hydrogen selectivity. Although $Co/Al_2O_3$ catalyst showed an excellent performance in hydrogen selectivity, on the other hand, no significant improvement in hydrogen yield was observed due to the low ethanol conversion over the catalyst.
Kim, Kang Min;Jeong, Kyung Mi;Park, No-Kuk;Lee, Tae Jin;Kang, Misook
Clean Technology
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v.21
no.4
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pp.271-277
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2015
A photocatalyst which mixed by the commercialized P25-TiO2 and a synthesized AgxO was used in an appropriate weight ratio to effectively produce hydrogen gas in this study. The AgxOs were synthesized with the conventional sol-gel method, and tetramethylammonium hydroxides were added at the synthesis process in order to stabilize the solutions, and then the solutions were heat-treated at the temperatures of -5, 25, and 50 ℃, resulted to obtain the three types of silver oxides. Physicochemical properties of the synthesized AgxOs were identified through X-ray diffraction analysis (XRD), scanning emission microscopy (SEM), ultraviolet-visible spectroscopy, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). In the photolysis results of water/methanol (weight ratio 1:1) solution, the mixture of P25-TiO2/AgxO exhibited a significantly higher hydrogen gases evolution, compared to that of pure P25-TiO2. Additionally, the addition of H2O2 as an supplement oxidant and in AgxO synthesized at 50 ℃ improved the hydrogen production efficiency. In particular, the emitted hydrogen gases reached to 13,000 μmol during 8 hours when a mixed catalyst, AgxO of 0.1 g and P25-TiO2 of 0.9 g, were used.
The aim of this study is to investigate the feasibility of an Ni-SA catalyst, which was prepared from nickel, kieselguhr, and alumina, for the hydrogenation of triglyceride in a bench-scale reactor. Ni-SA powders were prepared by precipitating nickel precursors on a silica and alumina support. The powder was reduced in a hydrogen flow, mixed with a saturated palm oil, and then cooled to prepare an Ni-SA catalyst tablet. The sizes of NiO crystals of a commercial Pricat catalyst and the Ni-SA catalyst prepared in this study were $35{\AA}$ and $38{\AA}$, respectively. The pore volume and pore size of the Ni-SA catalyst was much larger than the pore volume and pore size of the Pricat catalyst. In addition, the average particle size of the Ni-SA catalyst was much smaller than that of the Pricat catalyst. The triglyceride hydrogenation reaction was carried out in a semi-batch reactor using catalysts impregnated with oil and molded into tablets. It was found that the Ni-SA catalyst was superior to the commercial Pricat catalyst in triglyceride hydrogenation, which could be ascribed to the raw material and the products being less influenced by the diffusion resistance in the pores of the Ni-SA catalyst. The Ni-SA catalyst prepared in this study has the potential to replace the Pricat catalyst as a catalyst for use in the commercial process for hydrogenation of triglyceride.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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