• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.20 no.4
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• pp.337-343
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• 2009

Noncatalytic partial oxidation of methane for producing synthesis gas was studied in a lab-scale experimental apparatus. Partial oxidation developed for high-temperature, fuel-rich combustion and it is exothermic process. but Steam reforming and Caron reforming is highly endothermic process to need much energy. Noncatalytic partial oxidation of methane is affected by temperature and equivalent ratio, so we studied effect about composition of synthesis gas at lab scale reactor. We used electronic heater to control the temperature of reactor. The quality of synthesis gas is improved and reduced heat value to require at Noncatalytic partial oxidation because the reacting temperature is lower at oxy condition.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.47 no.6
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• pp.585-590
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• 2003

Cobalt oxygen carrier complex N,N'-ethylenebis(3-methoxysalycylideneiminato)cobalt(II), Co(3MeOsalen) was prepared at $25{\circ}C$. UV and visible absorption spectra of the complex and hydrazobenzene were studied in non-aqueous solvent methanol in the range of wavelength 200-600 nm. The oxidation of hydrazobenzene by oxygen in non-aqueous solvent is catalysed by Co(3MeOsalen). In the presence of triphenylphosphine($PPh_3$), the rate decreases in methanol. This is presumably attributable to the coordination of $PPh_3$ to the Co(3MeOsalen), resulting in the catallytically inactive compound. The initial rates of the oxidation of hydrazobenzene with the ligand triphenylphosphine were measured by the theoretical values of the rates, Rate=$k_1+k_2K_1[P]/1+K_1[P]+K_1K_2[P]^2$. This fact would be a poorer σ-donor ligand than methanol.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.4
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• pp.478-482
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• 2021

The catalytic yields of partial oxidation of methane (POM) to hydrogen over Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Eu, Pr, and Tb) were investigated in a fixed bed flow reactor under atmosphere. As 1 wt% of Eu was added to Ni(5)/SBA-15 catalyst, the O1s and Si2p core electron levels of Eu(1)-Ni(5)/SBA-15 showed the chemical shift by XPS. XPS analysis also demonstrated that the atomic ratio of O1s, Ni2p_3/2, and Si2p increased to 1.284, 1.298, and 1.058, respectively, and exhibited O^-, and O^2- oxygen and metal ions such as Eu³⁺, Ni⁰, Ni²⁺, and Si⁴⁺ on the catalyst surface. The yield of hydrogen on the Eu(1)-Ni(5)/SBA-15 was 57.2%, which was better than that of Ln(1)-Ni(5)/SBA-15 (Ln = Dy, Pr, and Tb), the catalytic activity was kept steady even 25 h. As 1 wt% of Eu was added to Ni(5)/SBA-15, the oxygen vacancies caused by strong metal-support interaction (SMSI) effect due to the strong interaction between metals and carrier are made. They are resulted in increasing the dispersion of Ni⁰, and Ni²⁺ nano particles on the surface of catalyst, and are kept catalytic activity.

• New & Renewable Energy
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• v.4 no.2
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• pp.39-44
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• 2008

Partial oxidation of methane was carried out by ceria-promoted Ni-substituted hydrotalcite-derived catalysts ($Ce_xNi_3$-HTlc ; x=$0.3{\sim}1.2$) in a fixed-bed reactor. The Ce/Ni ratio of 0.3/3 in the catalyst showed the best catalytic activity but the Ce/Ni ratio became higher above 0.3/3, the catalyst became less active in short-term tests. No ceria promoted catalyst was started to decrease $CH_4$ conversion after 20 h but the Ce/Ni ratio 0.3/3 catalyst was kept its stability in long-term tests.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.2 no.2
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• pp.155-164
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• 1991

The reaction mechanism and the effects of the oxidation state of vanadium oxide and of support on catalytic activity for the oxidation of o-xylene were investigated. The oxidation of o-xylene simultaneously proceeded through the consecutive and parallel mechanisms. The high valence of vanadium favored selective oxidation to phthalic anhydride, while the low valence caused complete oxidation of phthalic anhydride to CO and $CO_2$. Crystalline $V_2O_5$ showed better selectivity for partial oxidation rather than amorphous one.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.30 no.6
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• pp.757-761
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• 2019

The catalytic yields of POM to hydrogen over M(1)-Ni(5)/AlCeO₃ (M = La, Ce, Y) were investigated using a fixed bed flow reactor under atmosphere. The crystal phase behavior of reduced La(1)-Ni(5)/AlCeO₃ catalysts before and after the reaction were studied via XRD analysis. FESEM and EDS analyses were further performed to show the uniformed distribution of La, Ni, and Ce metal particles on the catalyst surface. XPS results showed O^2-, O₂^2- species and metal ions such as Ce³⁺, Ce⁴⁺, La³⁺ and Ni²⁺ etc. were on the catalyst surface. When 1 wt% of La was added to Ni(5)/AlCeO₃ catalyst, Ni2p_3/2 and Ce3d_5/2 increased 52.7 and 6.3%, respectively. The yield of hydrogen on the La(1)-Ni(5)/AlCeO₃ catalyst was 89.1%, which was much better than that of M(1)-Ni(5)/AlCeO₃ (M = Ce, Y). As Ce⁴⁺ ions of CeO₂ produced by the reaction of AlCeO₃ with oxygen were substitute to La³⁺, it made oxygen vacancies in the lattice and further improved the hydrogen yield by increasing the dispersion of Ni atoms with strong metal-support interaction (SMSI) effect.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.97-97
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• 2015

전 세계적으로 화석연료의 고갈 및 환경오염 문제를 해결하기 위해 신재생에너지에 대한 관심이 급증하고 있다. 이러한 신재생에너지에는 수소 에너지, 자연 에너지(태양열, 지열 등), 바이오 매스 에너지 등이 포함된다. 이 중 수소 에너지는 지구상에 풍부하게 존재하고 있는 물과 탄화수소로부터 얻어지며, 연소 시에도 다시 물을 형성하여 오염 물질을 배출하지 않는 차세대 무공해 에너지원으로써 주목을 받고 있다. 수소 제조를 위한 공정에는 수증기 개질 공정(steam reforming), 부분 산화(partial oxidation) 및 자열개질(autothermal reforming) 등이 있으며 실제로 생산되는 대부분의 수소는 탄소/수소비(1:4)가 높은 메탄($CH_4$) 가스를 이용한 메탄 수증기 개질 공정(steam methane reforming)을 통하여 제조된다. 이 때 수소 제조의 고효율화 및 저비용화를 위해서는 반응물에 대한 높은 선택도, 고활성도 및 높은 안정성을 갖는 촉매가 반드시 필요하며, 대표적으로 Ni, Pt, Ru 등이 보고되고 있다. 이러한 촉매들은 대부분 세라믹 pellet 형태로 제작되어 왔으나 열전도도가 낮고 물리적 충격에 취약하다는 단점이 존재한다. 따라서 우리는 이러한 단점을 극복하고, 촉매의 활성을 높이기 위하여 다공성 금속 합금 폼을 촉매 지지체로 도입하였다. 또한, 다공성 금속 합금 폼 표면에 촉매의 분산 및 안정성을 향상시키기 위해 지지체와 촉매 사이에 원자층 증착법을 이용하여 inter-layer를 도입하였다. 이들의 구조, 형태, 및 표면의 화학적 상태는 주사전자현미경, EDS (energy dispersive spectroscopy)가 탑재된 주사전자현미경, X-선 회절, 및 X-선 광전자 분광법을 이용하여 규명하였다. 더하여 정전압-전류 측정법 및 유도 결합 플라즈마 분광 분석기을 이용하여 전기 화학 반응을 유도하고, 반응 후 전해질의 성분분석을 통해 촉매와 지지체 간의 안정성을 평가하였다. 따라서 본 결과들은 한국진공학회 하계정기학술대회를 통해 좀 더 자세히 논의될 것이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.5 no.2
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• pp.295-304
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• 1994

$Mo-V-O/SnO_2$(VM/Sn) and $SnO_2/Mo-V-O$(Sn/VM) catalysts have been prepared and characterized by XRD, BET, SEM and TPD of ammonia. The catalytic reaction of acrolein oxidation with these catalysts, in a continuous-flow fixed-bed reactor, showed that they had higher conversion of acrolein and higher yield of acrylic acid than those of Mo-V-O itself. The origin of the observed synergy studied by TPD, TPR and TPO is explained by the cooperation of $SnO_2$ and Mo-V-O at their interfaces where electrons flow from Mo-V-O phase to $SnO_2$ and $SnO_2$ produces spill-over oxygens, which, by being transported onto the surface of Mo-V-O, reoxidize the partially reduced active sites.

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.6 no.2
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• pp.45-49
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• 1999

A flammable gas sensor based on the $SnO_2$thin film deposited by the reactive ion assisted deposition was fabricated and ultra-thin Pd layer as catalyst was adsorbed at surface by ion beam sputtering. The initial oxidation states of Pd catalyst were controlled to investigate the role of Pd in the sensing process of inflammale gas sensor through annealing in air and vacuum respectively. The Pd catalyst existing in pure metallic state showed the sensitivity higher than that of PdO. The result might be closely related to the fact that PdO as a surface acceptor would receive electrons via Pd sub-channel from $SnO_2$, and thus which reduces the sensitivity and delay the response time.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 1998.05a
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• pp.21-21
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• 1998

새로운 에너지원으로 각광받고 있는 연료전지는 우주선 동력윈으로서의 이용이래, 보다 실용적인 발전 시스템을 목적으로 많은 연구개발이 시도되고 있다. 이러한 연료전지는 사용하는 전해질의 특성으로 인하여 저온형($<300^{\circ}C$) 과 고온형($500^{\circ}C<$)으로 구분된 수 있는데, 저온형 연료전지의 경우는 전극반응 특성상 귀금속 촉매가 필요한 데 비해, 고온형 연료전지는 이러한 귀금속 촉매가 필요없다는 점등에서 다양한 장점을 가지게 된다. 즉, 저온형에 비해 다양한 연료가 가능하고, 대형화에 유리함며, 고온 페열을 이용할 수 있는 점 등을 들 수 있다. 용융탄산염형 연료전지(MFCFC)는 이러한 고온형 연료진지의 장점을 배경으로 현재 대규모의 개발이 진행되고 있다. 그러나 여기에 주로 사용되는 Li-K, Li-Na와 같은 용융탄신엽은 고부식성 전해질로서 대부분의 금속이 산화물을 형성하는 것으로 알려져 있다. MCFC의 분리판은 셀간을 전기적으로 이어주는 역할, 가스의 유로제공 및 가스 Sealing의 역할을 담당하는 부분으로서, 분리판의 부식은 이러한 특성의 저하 및 전해질의 소모를 유발시켜 MCFC의 내구성에 커다란 영향 을 미치는 요인으로 생각되고 있다. 이러한 배경으로부터 Uchida 그룹은 MCFC의 분라판 재료 의 부식거동을 계동적으로 검토하였다. 먼저 Fe에 Ni 과 Cr을 첨가한 재료를 산화성가스 분위기하에서 $(Li+K)CO_3$에 대하여 검토한 결과, Ni과 Cr 둘다 20wt%이상 첨가시, 내식성융 가지는 결 과를 보고하였다2) 이 경우 보호피막으로서 NiO 와 $LiCrO_2$가 작용하는데, $LiCrO_2$가 용융탄산염 중에서 보다 안정한 것으로 부터, Cr의 첨가가 내식성에 기여하는 것으로 판단하였다. 다음 단계 로서 Fe/Cr재료에 용-융탄산염 중에서 안정한 산화물을 형성하는 Al의 첨가효과를 검토하였다. Al의 첨가는 더욱 내식성을 향상시키는 것이 발견되었고, 약 4wt%의 첨가로 충분한 내식성을 가지 는 것을 보고 하였다. 그러나 이러한 안정한 산화물에 의한 내식성 향상은 전기진도도의 희생을 바탕으로 한 것으로서, 다읍 단계로서 Ti산화물의 반도체적인 특성을 이용하고자 제 4의 원소로서 Ti첨가를 시도하였다. 그러나 Fe/Cr/AVTi재료가 뛰어난 내식성을 가지는 것은 관찰되었으나, 전도도 향상에는 기여하지 못하는 것이 보고되었다. 현재 MCFC는 실용화를 위한 고성능화의 하나로서 가압하에서의 운전을 시도하고 있다. 이 러한 가압하에서의 운전은 기전력의 향상 및 전극반응의 촉진 등으로 출력의 향상을 가져오나. 현재 문제로 되고 있는 Cathode극인 NiO의 용해/석출 현상을 가속화하는 결과를 초래해, 이에대 한 대책으로서 Li-K보다 NiO의 용해가 적은 Li-Na탄산염으로의 전환이 진행되고 있다. 이러한 배경으로부터 Uchida그룹에서 개발한 FeiCr/AVTi재료와 현재 분리판 재료로 사용증인 SUS 310, S SUS 316재료에 대해. 산화성 분위기의 5기압까지의 가압하에서, Li-K, Li-Na탄산염에 대하여 부 식거동을 검토한 결과, 가압하에서 내식성이 향상되는 것이 발견되었다. 이유로서는 가압하에서 용융탄산엽의 증가된 산화력으로 보다 치밀한 내식성 산화물 피막이 형성되기 때문으로 생각되고 있다. 또한 Li-K, Li-Na탄산염에서의 부식의 정도에는 차이가 거의 없었으나, SUS 316의 경우 탄산염에 젖은 부분에서 내식성 피막이 형성되지 않는 이상부식현상이 관찰되었다. 재료간의 내식성 정도에서는 Fe/Cr/Al/Ti이 가장 내식성이 뛰어났으며, SUS 310 또한 뛰어난 내식성을 보였다.