• 청정기술
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• 제24권2호
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• pp.127-134
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• 2018

국제해사기구에서는 선박 배기가스 내 질소산화물($NO_x$) 배출에 대한 강화된 Tier III 규제가 2016년부터 적용됨에 따라 이를 대응하기 위한 노력이 필요하다. $NO_x$ 저감 방법으로 선택적 촉매 환원법(Selective catalytic reduction, SCR)을 주로 사용하고 있으며, 세라믹 허니컴 촉매를 주로 사용하고 있다. 그러나 기존의 세라믹 허니컴 촉매는 약한 강도로 인하여 운전상 문제가 발생하거나 유지 및 보수에 있어서도 어려움을 갖는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 세라믹 허니컴 촉매의 단점들을 보완하기 위하여 높은 열적 안정성과 기계적 강도를 가짐과 동시에 배기가스의 다방향성 이동을 통한 낮은 배압효과 등의 장점을 가지는 금속 지지체를 적용하였다. 이러한 금속 지지체 상에 촉매를 담지하기 위하여 유 무기바인더 첨가를 통해 코팅슬러리를 제조하고, 이를 코팅, 건조 및 소성과정을 통해 금속 지지체 상에 견고하게 부착된 금속 지지체 기반 촉매를 제조하였다. 이러한 금속 지지체 기반 촉매는 $NO_x$ 성능평가와 초음파 및 낙하시험을 통한 접착 내구성 평가를 수행하였다. 특히, 무기바인더를 첨가한 MFC01경우 95% 이상의 $NO_x$ 전환율을 보였으며, 상용 세라믹 허니컴 촉매보다도 우수한 내구성을 보였다. 이러한 특성 및 성능평가를 통하여 개발된 금속 지지체 기반 촉매는 고효율, 고내구성을 가짐을 확인하였으며, 기존 세라믹 허니컴 촉매를 대체할 수 있는 선박용 배연탈질 촉매로서의 가능성을 확인하였다.

• 플랜트 저널
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• 제15권3호
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• pp.23-28
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• 2019

본 연구에서는 580 MW급 세종복합발전소의 선택적 촉매환원방식 탈질설비 1호기를 대상으로 강화된 대기환경보전법 및 환경평가협의 질소산화물 허용배출기준을 준수하는 암모니아 소모량을 찾고자 가스터빈 출력별 암모니아 투입량을 조절하며 측정하였다. 측정을 위해 가스터빈 출력은 50, 99, 149 그리고 198 MW로 변동시키고 각 출력단계별 연소가스 및 암모니아 공급조건을 고정한 상태에서 탈질설비 내 암모니아 소모량을 조절하였다. 질소산화물 배출기준을 10 ppm에서 8 ppm으로 변경하였을 때 출력대별 암모니아 소모량은 각각 78, 93, 105 그리고 133 kg/h에서 89, 113, 132 그리고 176 kg/h로 증가 되었다. 암모니아 소모량 증가율은 질소산화물 배출기준 10 ppm 대비 출력대 별 각각 14, 22, 26 그리고 32%로 출력이 증가할 수 록 증가율도 늘어남을 알 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제9권2호
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• pp.50-55
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• 2005

본 논문에서는 알칼리 금속 이온 교환된 Y-제올라이트를 합성하여 그 성분과 구조를 여러 가지 분석법을 이용하여 확인하였으며, NOx전환 반응에 대하여 비열 플라즈마 기술과 결합한 이들의 촉매 능력에 대한 시험을 하였다. 합성된 LiY NaY KY, CsY의 NOx환원에 대한 반응성을 $100^{\circ}C$에서 $350^{\circ}C$의 온도 범위에서 NOx미터로 측정하였다. $150^{\circ}C$에서 촉매의 초기 반응성은 LiY < KY < NaY < CsY의 순으로 증가하였다. CsY와 NaY의 반응성은 온도에 따라 증가하다가 $200^{\circ}C$에서 최대에 도달하였고 그 이상의 온도에서는 오히려 감소하였다. KY의 반응성은 $200^{\circ}C$까지는 같은 수준을 유지하다가 그 이상의 온도에서는 감소한 반면 LiY의 반응성은 온도가 올라감에 따라 계속 감소하였다. 알칼리 금속 계열 중에서 반응성이 가장 좋은 CsY촉매는 $170{\~}220^{\circ}C$의 온도범위에서 $80\%$의 NOx 전환율을 나타내었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권2호
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• pp.73-79
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• 2002

코발트, 니켈, 구리 그리고 귀금속분말에 적용할 수 있는 polyol법은 균질한 크기와 형상을 갖는 금속분말합성에 매우 효과적인 공정이다 이 때 polyol은 용매, 환원제 그리고 보호제의 역학을 한다 $AgNO_3$글 촉매제로 첨가하여 비균질계 핵생성 반응을 야기할 경우 서브마이크폰 크기(0.5$\mu$m)의 코발트 분말을 한성학 수 있었다. 또한 촉매제인 Ag 핵의 수출 변화시키므로써 코발트 분말의 입도를 제어할 수 있음을 확인하였다.

• 에너지공학
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• 제1권1호
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• pp.58-65
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• 1992

인산형 연료전지의 전극성능의 향상을 위해 Hot Pressing공정을 사용하여 Pt이 담지된 다공성 탄소전극(Pt/C)을 제조하였다. Hot pressing의 조건, 촉매층에서의 PTEE 함량을 변화시켜 제조한 Pt/C 전극의 전기화학적 산소환원특성 및 인산형 단위전지 성능특성을 비교하였다. 실험결과 Hot Pressing의 최적조건은 36$0^{\circ}C$, 10kg/$\textrm{cm}^2$이었다. 최대성능은 촉매층에 30wt%의 PTFE 함량을 가진 전극에서 얻어졌으며, 이때 백금의 이용율은 80%이었다. 단위전지의 성능측정 결과, hot pressing한 전극의 성능은 700㎷에서 200mA/$\textrm{cm}^2$이었으며 200시간동안 안정적인 성능이 유지되었다.

• 한국분무공학회지
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• 제27권1호
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• pp.11-17
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• 2022

In upcoming Post Stage-V and Tier 5 regulations of construction machineries, nitrogen oxide (NOx) emissions are strictly limited in cold start conditions. In response to this, a method of improving NOx conversion efficiency has been applied by installing an electric heating catalyst (EHC) in front of conventional urea-SCR systems so that the evaporation and thermal decomposition of urea-water solution can be promoted in cold start conditions. In this strategy, the evaporation and thermal decomposition of urea-water solution and corresponding NOx conversion efficiency are governed by temperature conditions inside the EHC. Therefore, characterizing the temperature distribution in the EHC under various operating conditions is crucial for the optimized operation and control of the EHC in Urea-SCR systems. In this study, a 1-D modeling analysis was performed to predict the heater surface temperature distribution in EHC under various operating conditions. The reliability of prediction results was verified by comparing them with measurement results obtained using an infrared (IR) camera. Based on 1-D analysis results, the effects of various EHC operation parameters on the heater surface temperature distribution were analyzed and discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 추계학술대회 초록집
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• pp.91.1-91.1
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• 2011

고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell이하 SOFC)는 연료가 갖는 화학에너지를 연소과정 없이, 공기와 H2, CO, CH4와 같은 환원성 가스를 공급받아 $600{\sim}1000^{\circ}C$에서 전기화학적 반응을 통하여 직접 전기를 얻는 방식이다. SOFC는 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 고체산화물이 연료와 공기가 반응하여 전기와 열을 동시에 생산하기 때문에 carnot cycle의 제한을 받지 않아 발전효율이 40% 이상으로 고효율이고, NOx 및 SOx를 배출하지 않아 무공해이며, moving parts가 없어 소음이 나지 않고, 건설과 증설이 지역이나 기후 조건에 제약 없이 용이하고, 다양한 용량이 가능하며, 고가의 백금 촉매를 사용하지 않으며, 수소, 석탄가스, 천연가스 등의 연료를 사용할 수 있는 장점이 있음, 또한 다향한 형태로 제작할 수 있으며 전해질이 고체에서 전해질 손실 및 보충에 문제가 없고 타 연료전지에 비해 개질기가 필요 없어 발전시스템이 간단하고 경량화가 가능하다. 전사법은 paste를 제작하여 전사용지에 Screen printing하여 건조 후 coating하는 방법으로 기존의 여러 coating 방법보다 제작이 용이하고 소재의 크기, 두께조절이 간편하며, 구성층의 표면조도나 굴곡에 대응이 용이한 방법이다. 본 실험에서는 paste 제조, 전사법을 이용하여 Anode, AFL, Electrolyte, CFL, Cathode전사지를 제작하고 이를 세라믹 평관형 지지체에 변수로 두께 조건별 Coating 한 후 $1400^{\circ}C$ 소결을 진행하여 SEM 분석으로 미세구조 관찰, 출력특성 및 Impedance을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.118-124
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• 2005

본 연구에서는 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 직접적으로 백금촉매를 담지하는 방법을 제시하고 PEMFC로의 응용을 검토하였다. 개시제로 $FeCl_3$ 및 $Na_2S_2O_8$을 사용하여 피롤을 Nafion 막에 중합하였다. 제저된 PPy/Nafion 복합체 막의 양이온 전도도와 함수율을 측정한 결과, $Na_2S_2O_8$을 사용하여 제조된 복합체 막은 피롤 중합시간이 증가할수록 양이온 전도도와 함수율은 감소하였고, $FeCl_3$의 경우 함수율은 감소하지만 양이온 전도도는 유지되었다. 폴리피롤로 개질된 Nafion 막에 백금 촉매를 화학적 환원법에 의해 함침한 결과, 폴리피롤의 전자 전도성 특성에 의해 백금 담지가 향상됨을 알 수 있었다. 또한 Pt/PPy/Nafion 전극촉매와 확산 전극으로 구성된 MEA를 단위 연료전지 성능평가를 행한 결과, 0.3 V의 전위에서 $569mA/cm^2$의 전류밀도 값을 갖는 연료전지 성능을 얻을 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권2호
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• pp.668-675
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• 2019

대기오염물질 중 미세먼지는 심각한 사회적 환경문제로 인식되고 있다. 미세먼지의 원인 물질 중 하나인 질소산화물(NOx)은 석탄화력발전소의 연소공정에서 주로 발생하므로 효율적인 NOx 제거가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 선택적 촉매 환원법(Selective Catalytic Reduction, SCR)을 이용한 NOx 제거에서 $TiO_2$ 광촉매의 NO 제거효율을 연구하였다. NO 제거효율을 평가하기 위해 발열제가 내장된 $Al_2O_3$ 기판 표면에 $TiO_2$ 촉매와 인산염의 접착 바인더를 혼합하여 도포한 후 제조된 기판을 열처리하면서 실험을 수행하였다. 온도에 따른 촉매의 NO 제거효율을 평가하였고, 촉매의 물리화학적 특성을 위하여 XRD, SEM, TG-DTA, BET 분석을 수행하였다. NOx 제거 효율은 시간에 따른 온도변화($250^{\circ}C{\sim}500^{\circ}C$)로 20분에서 제거효율은 58.7%~65.9%이며, 30분에서 63.7%~66.0%로 나타났다. 질소산화물 제거용 SCR로 사용되는 $TiO_2$는 $300^{\circ}C$가 제거효율이 가장 효율적인 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제34권6호
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• pp.613-618
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• 2023

현대 사회는 일상생활 중 80% 이상을 실내에서 생활하고, 생활수준의 향상으로 실내오염물질 노출에 대한 유의가 필요하다. 본 연구에서는 실내오염물질 중 하나인 포름알데히드(HCHO)를 별도의 빛 또는 열 없이 상온에서 제거할 수 있는 액상환원법 기반 Pt/TiO₂ 촉매의 성능 및 반응 특성을 조사하였다. 활성실험을 통해, 동일한 방법으로 제조된 촉매라도 TiO₂ 종류에 따라 약 40~80%의 서로 다른 활성을 나타냄을 확인하였다. XRD, BET, XPS 분석을 통해 지지체의 입사 사이즈, 결정구조, 비표면적 및 O/Ti molar ratio를 조사하였고, 지지체 자체의 물성과 성능 간 상관성은 미미함을 확인하였다. HCHO 산화 반응 경로를 조사하기 위해 일산화탄소를 활용한 In situ DRIFT 분석과 H₂-TPR을 수행하였다. 그 결과, 촉매의 성능이 활성금속의 산화상태 및 흡착종의 흡탈착 특성에 지배받음을 확인할 수 있었다.