• 대한화학회지
• /
• 제32권1호
• /
• pp.22-29
• /
• 1988

알카리토류 금속-구리-산화아연계 촉매위에서 메탄올-물혼합물이 이산화탄소와 수소로가는 반응을 150$^{\circ}C$${\sim}\;300^{\circ}C$의 온도범위에서 연구하였다. 일반적으로 구리-아연계 촉매에 알카리토류 금속이 첨가되면 촉매의 활성도는 감소하고 이산화탄소 생성에 대한 선택성은 증가했다. 마그네슘-구리-산화아연 촉매에서는 200$^{\circ}C$부터, 바륨-구리-산화아연계 촉매에서는 250$^{\circ}C$부터 촉매활동을 관찰할 수 있었다. 그리고 250$^{\circ}C$에서 이산화탄소 형성에 대해 가장 높은 선택성을 나타낸 촉매는 바륨-구리-산화아연계 촉매이다. 알카리토류 금속과 산화아연이 반응성에 미치는 효과를 조사하기 위해 이들 촉매에 대해 각각 이산화탄소-승온탈착 실험과 수소-승온환원 실험을 실시하였다. 산화마크네슘, 산화칼슘, 산화바륨의 순서로 이산화탄소와의 상호작용이 증가하였으며, 산화아연은 산화구리의 환원온도를 감소시키는 작용을 했다. 이들 결과들로부터 산화아연은 구리의 산화환원과정에서 수소를 활성화시키는 역할을 하며, 알카리토류 금속은 이산화탄소를 흡착한다고 할 수 있겠다.

• 한국광물학회지
• /
• 제21권4호
• /
• pp.415-423
• /
• 2008

외핵은 대부분 철로 이루어져 있으나 외핵의 밀도를 10% 정도 줄일 수 있는 희석 원소가 존재해야 한다. 외핵에서 존재할 가능성이 있는 가벼운 희석원소가 수소와 산소라는 가정 하에, 고압 하에서 수소의 열역학적 안정성을 적철석($Fe_2O_3$) + 수소($H_2$) $\to$ 괴타이트(FeOOH) + 철(Fe) 반응관계식을 이용하여 계산하였다. 열역학적 해석 결과, 상온 및 상압에서 이러한 화학반응의 깁스자유에너지는 12.62 kJ/mol로 계산되었다. 상온에서 압력이 증가함에 따라 깁스자유에너지 값은 감소하여 0.068 GPa에서 '0 kJ/mol'을 나타내었다. 압력이 증가함에 따라 깁스자유에너지 값은 일정한 비율로 점차적으로 감소하여 200 GPa에서는 -208.26 kJ/mol을 나타내었다. 이러한 열역학적 분석 결과로 볼 때 고압 하에서 수소와 철산화물이 반응하여 철원소와 철 수산화물을 생성하는 환원반응이 선호되며, 수소와 산소가 철수산화물의 형태로 원시지구 핵 내에 존재하게 되었을 가능성을 배제할 수 없다.

• 마이크로전자및패키징학회지
• /
• 제30권4호
• /
• pp.17-31
• /
• 2023

세계적으로 화석 연료의 무분별한 사용으로 지구 온난화가 가속화되면서 대기 중 이산화탄소 농도를 줄이기 위한 다양한 노력이 진행되고 있다. 전기화학적 이산화탄소 환원 기술은 이산화탄소를 유용한 탄화수소 화합물로 전환할 수 있는 친환경 기술로 인정받고 있는 유망한 기술로 탄소중립을 달성하기 위해 필수적이라는 의견이 지배적이다. 이산화탄소 환원 전극으로 사용되는 많은 물질 중에서도 구리는 C₂₊ 화합물을 생성할 수 있는 유일한 금속으로 알려져 있으나 낮은 전환 효율과 선택도로 인해 아직 상용화되기에는 어려움이 있어 이를 해결하기 위해 다양한 연구가 이루어지고 있다. 본 리뷰에서는 구리 기반 전극을 활용한 다양한 이산화탄소 환원 연구들을 소개한다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제11권2호
• /
• pp.68-76
• /
• 2006

실험실 규모의 반연속 흐름 2단 토양컬럼을 이용하여 사염화에틸렌(PCE)에서 에틸렌으로의 혐기성 환원 탈염소화 반응특성을 조사하였다. 국내의 TCE로 오염된 현장에서 토양을 채취하여 컬럼 반응조에 충진하고, lactate(전자공여체 그리고/혹은 탄소원으로서)와 PCE를 함유한 현장 지하수를 컬럼 반응조로 주입하였다. 운전초기 약 50일 경과기간 동안 유입 lactate와 PCE의 질량비는 620:1이었는데, 이때 PCE에서 cis-DCE로의 불완전한 환원성 탈염소화가 관찰되었다. 그러나 유입 lactate와 PCE의 질량비를 5,050:1로 증가시킨 두번째 운전기간동안 PCE에서 ethylene로의 완벽한 탈염소화를 관찰할 수 있었는데, 이는 초기 운전기간 동안의 적절한 전자공여체의 공급의 중요성을 보여 주었다. PCE에서 cis-DCE로의 탈염소화율은 $0.62{\sim}1.94\;{\mu}mol$ PCE/L pore volume/d이었고, cis-DCE에서 ethylene으로의 탈염소화율은 $2.76\;{\mu}mol$ cis-DCE/L pore volume/d으로 나타났다. 전체 시스템에서의 PCE에서 ethylene으로의 전환율은 $1.43\;{\mu}mol$ PCE/L pore volume/d이었다. 본 실험에서 PCE에서 cis-DCE로의 분해단계에서 수소의 농도는 $10{\sim}64\;mM$, 그리고 cis-DCE에서 에틸렌으로의 분해단계에서 수소의 농도는 $22{\sim}29\;mM$이었다. 본 연구에서의 이러한 긍정적인 실험 결과는 본 연구에서 조사된 TCE로 오염된 지하수의 현장 생물학적 복원을 위해 혐기성 환원 탈염소화 공정의 적용 가능성을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
• /
• 제11권2호
• /
• pp.22-37
• /
• 2006

생물벽체(biobarrier) 또는 원위치 미생물 필터(in situ microbial filter) 기술을 이용한 염소계 유기용매로 오염된 지하수의 복원 가능성을 회분식 실험을 통하여 살펴보았다. PCE의 환원성 탈염소화의 효율과 속도는 수소 농도에 의존하는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 분변토와 토탄을 생물벽체로 이용한 PCE의 환원성 탈염소화시 전자공여체의 영향을 살펴보았다. 유기산(lactate, butyrate benzoate)과 yeast extract, 비타민 $B_{12}$가 PCE의 환원성 탈염소화에 미치는 영향을 조사하였다. 생물벽체 담체 비존재시, 전자공여체를 투여하지 않은 control 실험에 비해, 전자공여체의 첨가는 PCE의 탈염소화 속도를 촉진하였다. 전자공여체를 투여한 실험 중에서 lactate 또는 lactate/benzoate를 수소 공여체(hydrogen donor)로 첨가된 경우, 탈염소화 속도가 가장 빨랐다($k_1=0.0260{\sim}0.0266\;day^{-1}$). 분변토를 생물벽체로 사용한 경우, lactate/benzoate 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며, 겉보기 1차 분해속도상수($k_1$)는 $0.0849day^{-1}$였다. 반면, Pahokee peat을 생물벽체로 사용하였을 경우, butyrate 또는 lactate의 첨가시 탈염소화 속도가 가장 빨랐으며 $k_1$ 값은 각각 0.1092, $0.1067\;day^{-1}$로 나타났다. 본 연구결과로부터 분변토 또는 토탄을 원위치 생물벽체로 사용하여 염소계 유기용매로 오염된 지하수 처리의 잠재적인 응용 가능성을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.561-568
• /
• 1990

수용액에서 가벼운 란탄족 금속이온의 전기화학적 거동을 직류 폴라로그래피, 펄스차이 폴라로그래피 및 순환 전압전류법으로 연구하였다. La$^{3+}$, Pr$^{3+}$ 및 Nd$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 3전자가 관여하는 비가역적인 반응이었다. Sm$^{3+}$의 환원은 0.1 M TMAI 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 비가역적인 반응이었으며, Eu$^{3+}$의 환원은 0.1 M LiCl 지지전해질에서 1전자에 이어 2전자가 관여하는 유사가역반응 및 비가역반응이었다. 펄스차이 폴라로그래피에 의하면 pH 4 이하에서는 수소이온의 촉매효과에 의하여 가수분해된 란탄족 금속이온 (Ln(OH)$^{2+}$)은 란탄족 금속이온(Ln$^{3+}$)보다 양전위에서 환원되었으며, 봉우리 전류의 크기는 Eu$^{3+}$ < Sm$^{3+}$ < Nd$^{3+}$ < Pr$^{3+}$ < La$^{3+}$ 순으로 증가하였다. 순환 전압전류법에서 주사속도 변화에 대한 전류함수의 크기는 [H$^{+}$]/[Ln$^{3+}$]의 비에 의존하였으며, pH 및 란탄족 금속이온의 농도가 낮을수록 수소이온에 의한 반응 또는 촉매전류가 증가하였다.

• 한국가스학회지
• /
• 제19권5호
• /
• pp.20-28
• /
• 2015

탄화수소 선택적 촉매환원공정에서 ${\gamma}$-알루미나에 지지된 금속 산화물 촉매의 크기 및 형태에 따른 질소산화물 ($NO_x$) 저감 특성에 대해 조사하였다. 환원촉매로는 Ag, Cu 및 Ru를 사용하였으며, n-heptane을 환원제로 사용하였다. Ag/${\gamma}$-$Al_2O_3$ 촉매의 경우 온도범위 $250{\sim}400^{\circ}C$에서 20 nm>50 nm>80 nm 순으로 Ag의 크기가 작을수록 $NO_x$ 전환효율이 높게 나타났다. 금속 산화물 촉매의 형태에 따른 영향은 구형과 선형에 대해 살펴보았다. Ag와 Cu는 동일한 조건에서 선형이 구형보다 $NO_x$ 전환효율이 높은 것으로 나타났으나, Ru의 경우에는 형태에 따른 영향이 거의 관찰되지 않았다. 사용된 금속산화물 촉매 중에서 Ag를 사용했을 때 $NO_x$ 저감효율이 가장 높았으며, 선형의 Ag를 사용했을 때 $300^{\circ}C$의 반응온도에서 대부분의 $NO_x$를 제거할 수 있었다. Cu와 Ru 촉매상에서는 NO가 환원되기보다는 $NO_2$로의 산화반응이 우세하여 전체적으로 $NO_x$ 저감효율이 낮게 나타났다.

• 대한화학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.250-257
• /
• 1987

DMSO와 $H_2O$용매 중에서 결합구조가 밝혀진 동공의 크기를 달리한 토륨(IV) 착물들의 전기전도도를 측정하여 해리현상과 전해질의 행동을 알아 보고 DMSO용매중에서 polarography와 cyclic voltammography적 거동을 조사하여 합성착물의 산화환원반응 메카니즘, 가역성을 알아 보고 환원과정에 관여하는 전자수 및 착물의 확산계수를 계산하였다. 그 결과 반양성자성 용매에서 모든 착물들은 1:1전해질로, 물에서는 1:4전해질로 각각 행동하고, DMSO용매중에서 각 착물의 환원반응은 1전자 1단계의 환원반응으로 가역적이며 확산계수는 착물종에 따라 $5.831{\times}10^{-6}{\sim}6.900{\times}10^{-6}$이었다. 그리고 모든 착물의 물분자는 -1.8V(대조전극, SCE)이상에서 분해를 일으켜 수소기체를 발생한다.

• 공업화학
• /
• 제28권3호
• /
• pp.279-285
• /
• 2017

본 연구에서는 $200{\sim}350^{\circ}C$의 범위에서 $NH_3$를 제어하기 위한 선택적 촉매 산화법(SCO)의 연구를 수행하였다. 제조된 촉매들의 물리화학적 특성을 확인하기 위하여 XRD, XPS 분석을 수행하였다. 열처리 조건에 따른 촉매의 반응활성은 수소로 환원시킨 촉매가 소성한 촉매보다 우수한 활성을 나타냈으며, XPS 분석을 통하여 환원촉매의 산화가 비율은 주로 $Pt^{2+}$와 $Pt^0$가 존재하는 것을 확인할 수 있었다. 또한 환원온도에 따른 $Pt/TiO_2$ 촉매의 반응활성을 비교해본 결과 $700^{\circ}C$에서 환원한 촉매가 가장 우수한 $NH_3$ 전환율을 나타냈으나, $N_2$로의 전환율은 $600^{\circ}C$에서 환원한 촉매가 가장 우수한 것을 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제20권3호
• /
• pp.173-184
• /
• 2010

미생물 연료전지는 신재생에너지로서 미생물이 유기물을 분해하는 신진대사 과정을 통해서 전기에너지를 생성한다. 각종 유기물이 풍부한 폐수를 이용하여 전력을 생산할 뿐 아니라, 슬러지 발생량도 감축할 수 있는 미래 전도유망한 친환경에너지이다. 하지만 이를 상용화하기 위해서는 전지 내부에서 발생하는 모든 저항요소들을 감소시켜 더 높은 전력밀도를 생산해야 될 필요가 있다. 예를 들어 신진대사가 활발한 미생물의 종류, 미생물과 전극의 효과적인 전자전달 과정, 전극의 재료 및 형태 등의 개선을 통하여 전력밀도를 높일 수 있다. 특히, 고분자 전해질 분리막의 성능개선은 산화, 환원전극조를 완벽히 분리할 뿐만 아니라, 환원전극으로의 수소이온 전도도를 높여 내부저항을 줄일 수 있는 핵심 요소이다.