• 공업화학
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• 제7권4호
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• pp.670-678
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• 1996

방사성 폐기물 소각로의 배기가스 중에 포함되어 있는 NOx를 제거하기 위하여 선택적 촉매 환원법에 활용되는 촉매들의 특성을 조사하였다. 촉매는 $V_2O_5$, $MoO_3$, 그리고 $SnO_2$를 하니컴 형태의 $TiO_2$ 담체에 담지시켜 제조하였으며 촉매의 종류, 반응온도, feed의 조성, $NH_3$/NO 몰비의 영향 등이 반응특성에 미치는 영향을 실험실 규모의 반응기에서 조사하였다. 10% $V_2O_5/TiO_2$ 촉매가 $350^{\circ}C$에서 94.4%의 높은 $NO{\rightarrow}N_2$ 전환율을 보였으며 열적 안정성이 좋은 $MoO_3$의 첨가는 높은 전환율을 보이는 온도범위를 확장시켜 주었다.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.299-304
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• 2020

나노입자는 많은 화학합성에서 중요한 촉매역할을 한다. 촉매로 이용되는 나노입자를 합성할 때 colloidal synthesis를 많이 활용하고 있다. Colloidal synthesis를 이용해 나노입자를 합성할 경우 환원제, capping agent, shape directing agent 등이 촉매에 surface poisoning을 일으켜 촉매의 특성이 낮아질 수 있으며 합성 및 분리 과정 중 유해폐기물의 발생한다. Colloidal synthesis에서 사용되는 첨가제들의 양을 줄여 합성할 수 있는 새로운 나노입자를 합성법을 개발하여 은나노입자를 합성하였다. 결정화 기술을 이용하여 환원제, capping agent의 양을 줄일 수 있고 더욱이 합성된 나노입자 표면의 흡착되는 물질의 양을 줄여 surface poisoning을 낮출 수 있었다. 환원제로는 단당류와 이당류를 이용하여 surface poisoning이 거의 없는 은 나노입자는 resazurin의 산화환원 반응의 촉매로 이용할 수 있어 은 나노입자를 이용한 촉매 반응의 메커니즘을 분석하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권11호
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• pp.1977-1983
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• 2000

천연가스를 사용하는 복합화력발전소에서 발생되는 질소산화물(NOx)에 대한 귀금속촉매(Pt/Zeolite)의 활성을 디젤유를 환원제로 사용하여 파일럿 규모의 선택적촉매환원장치(selective catalytic reduction)에서 환원제 주입량, 반응온도, 공간속도에 따라 고찰하였다. 시험결과, 디젤유의 주입량을 증가시킬수록 NOx의 전환율은 증가하였으며 C/N비(C/N비: 배기가스 중에 포함된 NOx의 분자수에 대한 환원제 탄소 원자수의 비) 5.5 이상에서는 일정한 전환율을 유지하였다. NOx 전환율에 대한 반응온도의 영향을 알아본 결과, 온도가 증가함에 따라 NOx의 전환율이 증가하여 $190^{\circ}C$의 온도에서 최고 50%의 전환율을 보였다. 7,200/hr~27,000/hr의 범위에서 NOx 전환율에 대한 공간속도의 영향은, 18,500/hr까지 일정한 전환율을 유지하였으며 그 이상에서는 감소하였다. 이상의 결과에서 디젤유를 환원제로 사용하는 질소산화물 제거를 위한 SCR 공정의 적용 가능성을 확인할 수 있었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.412-412
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• 2016

염료감응 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)는 식물의 광합성원리와 매우 유사한 작동원리를 갖고 있는 전지이며, 간단한 구조, 저렴한 제조단가, 친환경성 등의 등의 장점으로 인하여 많은 관심을 모으고 있다. 이러한 염료감응 태양전지는 빛을 받아들인 염료분자가 전자-홀 쌍을 생성하며 전자는 반도체 산화물을 통해 이동되고 전해질의 산화환원 과정을 통해 염료 분자가 다시 환원되는 순환메커니즘을 따르고 있다. 일반적으로 염료감응 태양전지는 밴드 갭 에너지가 큰 반도체 산화물을 포함하는 작업전극, 산화환원 반응을 통해 전자를 염료로 보내는 전해질, 환원 촉매역할을 하는 상대전극으로 구성되어 있다. 특히, 상대전극으로는 우수한 촉매특성과 높은 전도성을 갖는 백금이 가장 많이 이용되고 있지만 가격이 비싸고 요오드에 취약하기 때문에 상용화에 큰 장애물이다. 따라서, 백금을 대체하기 위해 저가의 탄소나 고분자에 대한 연구가 활발히 진행되고 있고, 그 중 탄소나노섬유(carbon nanofiber, CNFs)는 높은 표면적과 뛰어난 화학적 안정성으로 촉매효율을 증대시킬 수 있어 촉매물질로서 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 상대전극에 탄소나노섬유기반 복합체를 합성하였고, 성공적으로 저가격 및 고성능의 염료감응 태양전지를 제작하였다. 이때, 지지체인 탄소나노섬유는 전기방사법을 통해 합성하였으며, 수열합성법을 이용하여 금속산화물을 담지하였다. 이렇게 제작된 탄소나노섬유-Fe2O3 복합체는 scanning electron microscopy, transmission electron microscopy, X-ray diffraction, 그리고 X-ray photoelectron spectroscopy 통해 구조적, 화학적 특성을 평가하였으며 전기화학적 특성 및 광전변환 효율을 분석하기 위해 cyclic voltammetry, electrochemical impedance spectroscopy, 그리고 solar simulator를 사용하였다. 본 학회에서 위와 관련된 더 자세한 사항에 대해 논의할 것이다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.199-202
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• 2009

본 연구에서는 내부 개질반응에서 사용되는 고함량의 니켈촉매(Ni/Al2O3계열 촉매)제조를 위해, 요소(urea)를 이용한 균일용액 침전법을 이용하여 니켈이 고분산된 52wt% Ni/$Al_2O_3$ 촉매를 제조하였다. 제조 촉매는 BET 표면적, 니켈분산도, 니켈표면적 등 물리.화학적 물성 모두 우수하였으며, 환원 패턴은 상용촉매와 비슷하게 나타났다. 실제 반응온도인 $650^{\circ}C$에서 소성하여 화학흡착을 비교한 결과,상용촉매는 니켈분산도 및 니켈표면적이 감소한 반면 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 거의 변화가 없었다. 개질 성능 또한 상용촉매보다 우수하였는데, 이것은 균일용액 침전법으로 제조한 촉매는 활성점(니켈)이 지지체에 나노사이즈로 고르게 잘 분산되었기 때문이라고 판단하였다. 또한 합성온도 조절을 통해, $650^{\circ}C$ 소성 후에 물성변화를 살펴보았고 합성온도 $85^{\circ}C$에서 고분산 니켈 촉매 제조가 가능하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.440-447
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• 2006

Solid polymer electrolyte(SPE) membrane with electrodes embedded on both faces offer unique possibilities for the electrochemical cells like water electrolyzer with fuel cell. The Nafion 117 membrane was used as the SPE, and $Pt(NH_3)_4Cl_2$ and $NaBH_4$ as the electrocatalysts and reducing agent, respectively. The 'impregnation-reduction(I-R) method' has been investigated as a tool for the preparation of electrocatalysts for water electrolyzer by varying the concentration of reducing agent and reduction time at fixed concentration of platinum salt, 5 mmol/L. Pt-SPE electrocatalysts prepared by non-equilibrium I-R method showed the lowest cell voltage of 2.17 V at reduction time, 90 min and with concentration of reducing agent 0.8 mol/L and the cell voltage with those by equilibrium I-R method was 2.42 V at reduction time, 60 min and with concentration of reducing agent 0.8 mol/L. The cell voltage were obtained at a current density $1\;A/cm^2$ and $80^{\circ}C$. In water electrolysis, hydrogen production efficiency by Pt-SPE electrocatalyst is 68.2% in case of non-equilibrium I-R method and 61.2% at equilibrium I-R method.

• 에너지공학
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• 제23권3호
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• pp.157-162
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• 2014

해당 연구에서는 수정된 폴리올법을 이용하여 합성한 카본블랙 탄소지지체의 Pt촉매의 전기적, 전기화학적 특성을 평가하였다. 또한 Polyol_Pt/C 촉매는 고분자전해질연료전지의 공기극에 적용하여 산소환원반응성을 측정하였다. 산소환원반응성과 고분자전해질연료전지 성능평가를 통해 상용 Pt/C (JM_Pt/C)촉매와 비교하여 전기화학적인 촉매성능을 비교하였다. 촉매의 활성표면적을 구하기 위해 순환전압전류주사법을 이용하였고, 산소환원반응성을 측정하기 위해 회전원판전극으로 선형주사전류법을 이용하였다. 또한 고분자전해질연료전지 완전지 성능 측정을 진행하였다. 그 결과 Polyol_Pt/C 촉매의 활성표면적 ($196m^2g^{-1}$)은 JM_Pt/C 촉매의 그 값 ($183m^2g^{-1}$) 보다 우수하였다. 촉매들의 산소환원반응성에 경우에도 Polyol_Pt/C 촉매는 JM_Pt/C 촉매보다 우수한 반파장전위 및 한계전류밀도를 나타내었다. 또한 완전지 평가시, MEA 공기극을 위한 Polyol_Pt/C 촉매 담지량을 기존의 0.4에서 0.15로 줄였을 때, 성능저하가 적게 나타났고, 300시간의 장기간 성능 평가에서도 연료전지 성능이 거의 일정하게 유지되었다. 이를 토대로 수정된 폴리올법에 의해 합성된 Polyol_Pt/C 촉매는 경제적인 이용 및 우수한 내구성을 가지고 있음을 밝혀내었다.

• 청정기술
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• 제19권3호
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• pp.287-294
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• 2013

구리-제올라이트 촉매와 Fe-제올라이트 촉매로 과잉산소 분위기에서 일산화질소의 암모니아 선택적 촉매환원반응을 체계적으로 조사하였다. 촉매는 디젤엔진에서의 SCR기술의 적용을 위하여 구리와 철을 $NH_4$-BEA와 $NH_4$-ZSM-5 제올라이트에 이온교환법과 함침법으로 담지시켜 제조하였다. 촉매의 특성은 BET, XRD, FE-TEM과 SEM/EDS를 사용하여 조사하였다. 고정된 반응조건에서 선택적 촉매환원반응의 활성을 조사한 결과에서 구리를 BEA 제올라이트에 이온교환시켜 제조한 촉매가 $200{\sim}250^{\circ}C$의 저온영역에서 탁월한 성능을 나타내었다. $250^{\circ}C$ 이하의 저온에서 구리-제올라이트 촉매가 Fe-제올라이트 촉매보다 높은 반응활성을 나타내었다. BEA 제올라이트에 담지된 촉매가 ZSM-5 제올라이트에 담지된 촉매보다 $250^{\circ}C$ 이하의 저온에서 우수한 반응활성을 나타내었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 1998년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.69-72
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• 1998

지속적인 경제성장과 산업발달과 더불어 에너지 소비량이 크게 증가하고 있고, 환경문제가 심각해지고 있다. 이에 따라 대기로 배출되는 질소산화물은 산성비 및 도심스모그의 주범이 되는 물질로서, 그 미치는 파장이 사회적으로 매우 크다. 이러한 질소산화물을 제거하는 방법으로서, 기존의 선택적 촉매 및 비촉매 환원법은 고온을 필요로 하므로, 설치 및 운전비가 많이 요구되는 방법들을 대체하기 위해 상온영역에서 조업되는 광촉매를 개발해서, 신기술을 확립하고, 환경규제에 대해 능동적으로 대처하여야 한다. 기존의 탈질공정에서는 부가적인 에너지가 필요하므로, 광촉매를 통한 질소산화물의 저감기술은 에너지 소비가 작다는 장점이 있다. (중략)

• 공업화학
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• 제21권5호
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• pp.537-541
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• 2010

금속물질의 분산도를 높여주기 위해 열처리와 산처리를 수행한 carbon black에 다양한 비율의 Pt와 Sn을 담지 시킨 촉매를 환원법을 이용하여 합성하였다. Pt/Sn의 비율은 전구체 용액 내에서 상대적인 농도를 변화시켜 조절하였으며, Pt/Sn 비율에 따른 반응 특성을 조사하였다. XRD (X-ray Diffraction) 분석을 통해 합성된 촉매의 결정도를 확인하였고, XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 분석으로 Pt와 Sn의 산화가를 확인하였다. 합성된 촉매의 조성과 구조를 분석하기 위해 SEM (Scanning Electron Microscopy)-EDS (Energy Dispersive Spectroscopy) 분석과 TEM (Transmission Electron Microscopy) 분석을 수행하였다. 산소 환원 반응 특성은 0.5 M $H_2SO_4$ 수용액에서 RDE (Rotating Disk Electrode)를 이용하여 조사하였으며, 산소환원 촉매활성은 Pt/Sn의 비율에 크게 의존함을 확인하였다. 합성한 전극의 메탄올 산화반응은 전기화학분석장치(Potentiostat ; Princeton applied research, VSP)를 이용하여 0.5 M $CH_3OH$와 0.5 M $H_2SO_4$의 혼합수 용액에서 수행하였다. 메탄올 산화에 대한 전기화학적 촉매활성과 안정성을 평가한 결과 적절한 양의 Sn을 첨가한 촉매가 높은 촉매활성과 안정성을 나타냄을 확인하였다.