• 청정기술
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• 제22권2호
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• pp.132-138
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• 2016

상용 발전소에서 LNG를 제외한 대부분의 연료 연소시 SO₂의 배출은 필연적이며, 이는 NOx 저감용 SCR촉매의 내구성에 영향을 미치므로 저온영역에서 SO₂에 대한 내구성과 NOx 저감 성능이 우수한 SCR촉매 개발을 목적으로 Sb₂O₃의 함침량을 달리하여 metal foam 지지체에 코팅하여 촉매를 제조하였다. 실험실 규모의 상압반응기를 이용하여 NOx 저감 성능 시험을 수행하였고, 제조된 촉매의 특성은 Porosimeter, BET, SEM (scanning electron microscope), EDX (energy dispersive X-ray spectrometer), XPS (X-ray photoelectron spectroscopy) 기기를 이용하여 분석하였다. 촉매의 특성분석결과 비표면적은 Sb₂O₃의 함침량에 따라 증가하였고, NOx 전환활성 효율은 Sb₂O₃를 2 wt% 함침한 촉매가 가장 우수한 것으로 측정되었다. 또한 Sb₂O₃를 첨가한 촉매는 SO₂에 장시간 노출 시켰을 경우에도 NOx 전환활성 효율이 유지되는 것으로 나타났고, 활성온도영역과 SO₂의 존재 유무에 따라 Sb₂O₃ 함량을 조절함으로써 효율적인 촉매의 제조가 가능함을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권4호
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• pp.343-352
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• 2022

Co/Al₂O₃ nanopowder was used as a catalyst to investigate the effect of catalyst support, reduction temperature, sodium borohydride (NaBH₄) concentration, sodium hydroxide (NaOH) concentration, and reaction temperature on the characteristics of NaBH₄ hydrolysis. The Co/Al₂O₃ nanopowder showed a high catalytic activity among various catalysts. Catalyst reduction at 250℃ exhibited a relatively good activity. The activity decreased with an increase in the NaBH₄ concentration. Conversely, the activity increased and then decreased with an increase in the NaOH concentration. Additionally, the activity increased with an increase in the reaction temperature. The value of apparent activation energy was 40.81 kJ/mol, which was lower than the other Co-based catalysts. Thus, Co/Al₂O₃ nanopowder catalyst can be widely used for NaBH₄ hydrolysis owing to its superior catalytic activity.

• 분석과학
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• 제23권6호
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• pp.560-565
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• 2010

과염소산 이온($ClO_4^-$)은 로켓, 그리고 미사일 추진체등의 군사적 무기에 산화제로서 널리 사용이 되고 있다. 또한 주요 오염물질로 간주되는 과염소산 이온을 분해하려는 연구도 계속 진행이 되고 있다. 과염소산 이온을 환원 분해 처리하기위한 촉매로는 0가 철이 많이 응용되고 있다. 0가 철은 지표수의 정화나 오염물질의 처리에 널리 활용이 되고 있는 물질이다. 그러나 이것은 뭉침이 잘 일어나고 쉽게 침전이 되며 제한적인 유동성을 갖는 경향이 있다. 따라서 본 연구에서는 칼슘-알지네이트 고분자를 응용하여 나노크기의 0가 철 입자를 고정시켜 안정화하고 과염소산 이온을 환원분해 하였다. 안정화된 0가 철 입자는 분산되어 넓은 표면적을 가지기 때문에 과염소산 이온의 환원분해 효율을 더욱 증가 시킨다. 본 연구에서는 지지체 물질인 알지네이트 비드로 0가 철을 고정화하는 방법을 개발하고 가교제 역할을 하는 칼슘이온을 함께 사용하였다. 이것을 이용하여 과염소산 이온의 환원분해 효율을 온도를 변화하면서 실험 하였고 재사용 가능성을 점검하였다.

• 청정기술
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• 제20권4호
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• pp.375-382
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• 2014

금속산화물이 담지된 허니컴 형상의 플라즈마-촉매 반응기를 이용하여 아이소프로필 알코올(isopropyl alcohol, IPA) 저감 및 부산물 생성 거동에 대해 조사하였다. 허니컴 형상의 다공질 세라믹 지지체(주성분: ${\alpha}-Al_2O_3$)에 금속산화물로 산화철($Fe_2O_3$) 또는 산화구리(CuO)를 담지시킨 후, 이 촉매가 동축 원통형 전극구조 내부에 위치하도록 플라즈마-촉매 반응기를 구성하였다. 플라즈마 반응에 의한 IPA 분해속도가 매우 빨랐기 때문에 IPA 분해효율 자체는 금속산화물 담지 여부 및 금속산화물 종류에 관계없이 유사한 것으로 나타났으나, 부산물 생성거동은 촉매종류에 따라 큰 차이를 보여주었다. 아세톤, 폼알데하이드, 아세트알데하이드, 메테인, 일산화탄소 등의 유해 부산물 농도는 $Fe_2O_3/{\alpha}-Al_2O_3$ < $CuO/{\alpha}-Al_2O_3$ < ${\alpha}-Al_2O_3$ 순으로 높게 나타났다. 유량 $1L\;min^{-1}$, IPA 초기농도 5,000 ppm(산소: 10%), 방전전력 47 W의 조건에서 얻어진 $CO_2$ 선택도는 ${\alpha}-Al_2O_3$, $CuO/{\alpha}-Al_2O_3$, $Fe_2O_3/{\alpha}-Al_2O_3$에 대해 각각 40, 80, 95%로서 $Fe_2O_3/{\alpha}-Al_2O_3$가 플라즈마-촉매를 이용한 IPA의 산화에 가장 효과적인 것으로 나타났다. 플라즈마를 단독으로 사용하여 휘발성유기화합물을 분해할 경우 타르형태의 생성물이 반응기에 퇴적되는 문제점이 있으나, 플라즈마-촉매 공정에서는 이러한 현상이 관찰되지 않았으며 촉매의 활성이 그대로 유지되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제16권5호
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• pp.216-221
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• 2006

Anatase $TiO_2$에 $WO_3$ 및 $V_2O_5$ 촉매를 첨가하여 SCR(selective catalytic reduction)용 분말을 합성하였으며, 촉매 첨가가 합성분말의 미세구조, 상합성 및 SCR 촉매능에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 촉매의 지지체로 사용된 상용 anatase-$TiO_2$에서 rutile 단일상으로의 상전이 온도는 $1200^{\circ}C$이었다. 그러나 $WO_3$를 10wt% 첨가하면 이 상전이 온도가 $900^{\circ}C$로 낮아졌으며, $V_2O_5$를 첨가(5와 10wt%)할 경우 $650^{\circ}C$ 이하로 낮아졌다. $450^{\circ}C$에서 제조된 $WO_3(10wt%)/TiO_2$, SCR 분말은 $350^{\circ}C{\sim}400^{\circ}C$에서 100%에 가까운 우수한 $NO_x$ 변환효율을 보였다. $650^{\circ}C$에서 열처리한 경우, 보다 넓은 $300{\sim}400^{\circ}C$온도영역에서 100%가까운 우수한 촉매능을 보였다. $650^{\circ}C$에서 합성된 $V_2O_5(5wt%)/TiO_2$ 촉매분말은 넓은 온도범위($250^{\circ}C{\sim}350^{\circ}C$)에 걸쳐 100%에 달하는 가장 우수한 $NO_x$ 변환효율을 보였다. $650^{\circ}C$ 합성분말의 경우 10wt%의 $V_2O_5$ 첨가는 5wt% $V_2O_5$ 첨가 때 보다 분말물성과 촉매물성이 저하되었으며, 이는 $V_2O_5$의 높은 반응성으로 인한, 촉매의 입자성장에 따른 비표면적감소 때문으로 해석된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권5호
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• pp.196-201
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• 2023

수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응 (HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물(수산화물, 황화물 등)은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 Ni foam을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 β-Ni(OH)₂ 마이크로결정을 합성하고자 하였다. 또한 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 Fe을 도핑하여 합성된 β-Ni(OH)₂ 마이크로 결정의 형상, 결정구조 및 물분해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제34권1호
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• pp.30-35
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• 2024

수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응(HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물들은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 니켈폼(Ni foam)을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 Fe-doped β-Ni(OH)₂ 마이크로결정을 합성하였다. 또한 OER 특성을 향상시키기 위하여 Mo을 동시도핑하여 합성된 Fe-Mo co-doped β-Ni(OH)₂ 마이크로결정의 형상, 결정구조 및 수전해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권2호
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• pp.142-149
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• 2013

Carbon materials are mainly used as catalyst supports for polymer exchange membrane fuel cell (PEMFC). Catalyst supports are required specific characteristics of the carbon materials, such as large surface area and high electrical conductivity. Attempted were to improve electrical conductivity and to maintain high surface area of carbon materials using a microwave treatment. Microwave treatment, as a relatively new technique, takes short reaction time and reduce the consumption of the gases used for carbon treatment compared to a traditional heat treatment. Hybrid carbon (ACF/Graphene) as catalyst supports by microwave-irradiation method for PEMFC increase the cell performance because of increased electrical conductivity resulting in triple-phase contact and reduced the interfacial resistance. Scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and X-Ray Diffraction (XRD) were employed to analyze carbon materials. The performance of microwave-treated carbon materials was evaluated by measuring current-voltage (I-V) characteristics and electrode impedance.

• 한국재료학회지
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• 제21권8호
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• pp.419-424
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• 2011

Pt nanoparticle catalysts incorporated on $RuO_2$ nanowire support were successfully synthesized and their electrochemical properties, such as methanol electro-oxidation and electrochemically active surface (EAS) area, were demonstrated for direct methanol fuel cells (DMFCs). After fabricating $RuO_2$ nanowire support via an electrospinning method, two different types of incorporated Pt nanoparticle electrocatalysts were prepared using a precipitation method via the reaction with $NaBH_4$ as a reducing agent. One electrocatalyst was 20 wt% Pt/$RuO_2$, and the other was 40 wt% Pt/$RuO_2$. The structural and electrochemical properties of the Pt nanoparticle electrocatalysts incorporated on electrospun $RuO_2$ nanowire support were investigated using a bright field transmission electron microscopy (bright field TEM), X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and cyclic voltammetry. The bright field TEM, XRD, and XPS results indicate that Pt nanoparticle electrocatalysts with sizes of approximately 2-4 nm were well incorporated on the electrospun $RuO_2$ nanowire support with a diameter of approximately 50 nm. The cyclic voltammetry results showed that the Pt nanoparticle catalysts incorporated on the electrospun $RuO_2$ nanowire support give superior catalytic activity in the methanol electro-oxidation and a higher electrochemically active surface (EAS) area when compared with the electrospun Pt nanowire electrocatalysts without the $RuO_2$ nanowire support. Therefore, the Pt nanoparticle catalysts incorporated on the electrospun $RuO_2$ nanowire support could be a promising electrode for direct methanol fuel cells (DMFCs).

• 대한화학회지
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• 제30권1호
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• pp.118-125
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• 1986

약 15g 정도의 소형탄 연소시험 장치를 고안, 제작하여 여러종류의 촉매능이 있는 전이 금속 계열의 화합물, 천연광물 및 산화제등이 첨가된 소형탄 연소시험을 실시하였다. 이들 여러 첨가제중에서 구리성분이 가장 우수한 CO억제효과를 나타냈으며 같은 구리성분의 경우에도 산화물의 형태로 표면적이 넓은 ${\gamma}-Al_2O_3$와 같은 지지체에 분산시켜 사용하는 경우가 가장 효과적이었다. 이 때 구리성분으로 연탄에 대하여 0.5% 첨가하므로서 착화 및 연소초가 CO함량을 1.4 %, 연소말기에는 0.3 %로 낯출수 있었다. 또한 연탄 연소 배기가스중의 황화합물을 줄이기 위한 칼슘화합물의 황고정 효과도 정량적으로 검토하였다.