• 제목/요약/키워드: Borohydride

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초임계유체를 이용한 PEMFC용 자가 가습 백금/나피온 막의 제조 (Preparation of Self-humidifying Pt/Nafion Membranes using Supercritical $CO_2$ for PEMFCs)

  • 변정연;김효원;성준용;김화용
    • 청정기술
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    • 제13권2호
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    • pp.99-103
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    • 2007
  • 초임계함침법을 이용하여 백금을 나피온 112 막에 함침시켜 자가 가습 막을 제조하였다. 초임계이산화탄소를 용매로 하여 나피온112 막에 $Pt(II)(acac)_2$$80^{\circ}C$, 19.8 MPa 조건에서 함침한 후, $NaBH_4$ 용액을 사용하여 $50^{\circ}C$ 에서 2시간 동안의 환원과정을 통하여 Pt 입자로 환원시켜 PEMFC용 백금/나피온 자가-가습 전해질막을 제조하였다. 제조한 백금/나피온 막들을 SEM, EDS, EPMA 등의 분석을 통하여 백금 입자들이 균일하게 분산되어 함침되었음을 확인하였다. 제작한 백금/나피온 막을 무가습 조건에서 구동되는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 전해질로 적용하였을 때 $65^{\circ}C$ 구동온도에서 일반적인 나피온 112를 전해질로 사용한 경우보다 향상된 성능을 보였다.

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Mechanistic investigations on emission characteristics from g-C3N4, gC3N4@Pt and g-C3N4@Ag nanostructures using X-ray absorption spectroscopy

  • Sharma, Aditya;Varshney, Mayora;Chae, Keun Hwa;Won, Sung Ok
    • Current Applied Physics
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    • 제18권11호
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    • pp.1458-1464
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    • 2018
  • An improved method for the preparation of g-$C_3N_4$ is described. Currently, heating (> $400^{\circ}C$) of urea is the common method used for preparing the g-$C_3N_4$. We have found that sonication of melamine in $HNO_3$ solution, followed by washing with anhydrous ethanol, not only reduce the crystallite size of g-$C_3N_4$ but also facilitate intriguing electronic structure and photoluminescence (PL) properties. Moreover, loading of metal (Pt and Ag) nanoparticles, by applying the borohydride reduction method, has resulted in multicolor-emission from g-$C_3N_4$. With the help of PL spectra and local electronic structure study, at C K-edge, N K-edge, Pt L-edge and Ag K-edge by X-ray absorption spectroscopy (XAS), a precise mechanism of tunable luminescence is established. The PL mechanism ascribes the amendments in the transitions, via defect and/or metal states assimilation, between the ${\pi}^*$ states of tris-triazine ring of g-$C_3N_4$ and lone pair states of nitride. It is evidenced that interaction between the C/N 2p and metal 4d/5d orbitals of Ag/Pt has manifested a net detraction in the ${\delta}^*{\rightarrow}LP$ transitions and enhancement in the ${\pi}^*{\rightarrow}LP$ and ${\pi}^*{\rightarrow}{\pi}$ transitions, leading to broad PL spectra from g-$C_3N_4$ organic semiconductor compound.

미래 국방 무인 이동체를 위한 NaBH4 수소 발생 시스템 기반 연료전지 시스템 설계 및 검증 (Design and Validation of a Fuel Cell System with a NaBH4 Hydrogen Generation System for Future Defense Unmanned Vehicles)

  • 윤성모;김민재;황채민;이태훈;유수상;오택현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제35권2호
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    • pp.152-161
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    • 2024
  • In this study, a fuel cell system for future defense unmanned vehicles was designed and validated. A Co/Al2O3-Ni foam catalyst for NaBH4 hydrolysis was characterized using several analytical methods. A NaBH4 hydrogen generation system with the Co/Al2O3-Ni foam catalyst continuously generated hydrogen at elevated reaction temperatures. The fuel cell system with the NaBH4 hydrogen generation system was designed and tested. The performance of the fuel cell system was comparable to that of the fuel cell system using pure hydrogen. Therefore, the fuel cell system with the NaBH4 hydrogen generation system is a suitable power source for future defense unmanned vehicles owing to its easy refueling and simple system.

NaBH4 가수분해 반응에 의한 무인항공기용 PEMFC 수소공급 (Hydrogen Supply to PEMFC for Unmanned Aero Vehicles Using Hydrolysis Reaction of NaBH4)

  • 정현승;조병주;이정훈;이한종;나일채;추천호;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권1호
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    • pp.11-15
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    • 2016
  • 무인항공기가 장시간 비행하기 위해서는 배터리보다 고분자전해질 연료전지(PEMFC)가 적합하다. 본 연구에서는 PEMFC에 수소를 공급하는 $NaBH_4$가수분해 반응 시스템에 대해 연구하였다. $NaBH_4$가수분해 반응 시스템의 무게를 감소시키기 위해 수소수율 향상, 응축수 회수, 안정적인 수율 유지 등에 대해 실험하였다. 반응기 압력제어를 함으로써 수소 수율을 3.4% 향상시켰다. 수소를 공랭하여 PEMFC 스택에 공급하는 과정에서 발생하는 응축수를 $NaBH_4$ 저장조에 회수하였다. 이 과정에서 응축수가 $NaBH_4$분말을 용해시켜 보충됨으로써 14%의 무게 감량효과가 있었다. 2.0 L/min의 속도로 수소를 발생시킬 때 Co-P-B촉매 2.0 g을 사용해서 10시간동안 96% 수소수율로 $NaBH_4$가수분해 반응 시스템을 안정적으로 구동하였다.

화학수소화합물을 이용한 소형 무인항공기용 연료전지 시스템 연구 - II. 경량 연료전지 추진 시스템 (Fuel cell system for SUAV using chemical hydride - II. Lightweight fuel cell propulsion system)

  • 홍지석;박진구;성명훈;전창수;성홍계;신석재;남석우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.233-239
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    • 2013
  • 화학수소화합물 수소저장방법을 이용한 100 W 급 연료전지 시스템을 소형 무인항공기의 추진시스템으로 적용하는 연구를 수행하였다. 소형/경량 수소 발생 제어장치와 연료전지/배터리 하이브리드 전력 공급 방법으로 효율성 및 안정성을 증대하였다. $NaBH_4$ 수용액을 이용한 수소 발생장치와 Dead-end 형식의 PEMFC를 이용한 연료전지 시스템의 지상, 비행 시험이 수행되었다. 연료전지 스택을 안정적으로 운전하고, 높은 효율을 얻기 위해 45 kPa의 압력을 가하는 방법을 적용하였다. 수소 발생 시스템 내부 압력을 이용한 수소 발생 제어 장치는 45~55 kPa 사이에서 유지되며 안정적으로 수소가 공급되는 것을 확인하였다. 그 결과, 100 W 연료전지 시스템이 소형 무인항공기 적용하기에 무게 및 소비 전력을 만족함을 확인하였고, 시험비행을 통해 성능을 입증하였다.

화학수소화합물을 이용한 소형 무인항공기용 연료전지 시스템 연구 - I. 경량 수소 발생 및 제어 장치 (Fuel cell system for SUAV using chemical hydride - I. Lightweight hydrogen generation and control system)

  • 홍지석;정원철;김현진;이민재;정대성;전창수;성홍계;신석재;남석우
    • 한국항공우주학회지
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    • 제41권3호
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    • pp.226-232
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    • 2013
  • 소형 무인항공기의 동력장치로 연료전지 시스템을 적용하기 위해 화학수소화합물 수소 저장방법을 이용한 소형 수소 발생 제어장치를 설계하였다. 효율이 높은 소형/경량 수소 발생 제어장치를 설계하기 위하여 $NaBH_4$ 수용액 공급 유량에 따른 Co-B 촉매의 수소 전환율을 확인하였고, 100W 스택의 최대 수소 발생량에 적합한 Co-B 촉매양을 제안하였다. 효율적인 연료 소모를 위해 Dead-end 방식의 스택을 선택하였고, 수소 발생 제어장치 내부 압력을 이용한 펌프 on/off 제어로 수소 생성량을 제어하였다. 소형 수소 발생 제어장치를 이용한 연료전지 시스템의 각 작동구간에서 안정된 운전을 확인하였다. 장시간 운전 실험을 통하여 최대 7시간 운전이 가능하며, 임의의 비행 프로화일에 요구되는 추력 프로화일은 최소 4시간 이상 조정 가능함을 확인하였다.

포화(飽和)세멘트 수용액(水溶液)에 의한 추출단당류(抽出單糖類)가 목질(木質)세멘트 복합체(複合體)의 경화(硬化)에 미치는 영향(影響) (Effect of Monosaccharides Extracted by Saturated Portland Cement Solution on the Setting of the Lignocellulosic-Cement Composited)

  • 최돈하;신동소;안원영
    • Journal of the Korean Wood Science and Technology
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    • 제12권3호
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    • pp.25-34
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    • 1984
  • This experiment was carried out to investigate the effects of monosaccharides extracted by saturated portland cement solution on the cement setting in comparision with the inhibitory index (I) of each lignocellulosic-cement system. The wood species which have been widely reforested in Korea, Populus alba-grandulosa, Larix leptolepis, Abies holophylla, Pinus koraiensis, Pinus rigida, Pinus densiflora and agricultural wastes of rice husk and rice stalk were used at this study. The wood meal, 0.50g on dry weight basis, through 0.83 mm(20 mesh) and retained on 0.35mm (40 mesh) screen was extracted by 25 ml saturated portland cement solution and the pH of saturated portland cement solution Was 12.7. To eliminate cation exsisting in the extracted solution, the cation exchange column was used (Fig. 4). Afterwards the extracted monosaccharides were reduced into alditols with sodium borohydride and analyzed by the gas-liquid chromatography for xylan, mannan, arabinan, galactan, gluean. The heat of cement hydration for lignocellulosic-cement system was measured in Dewar flask (Fig. 2). And then the inhibitory indices were calculated from maximum hydration temperature, time and maximum slops of hydration curve of ligno cellulosic-cement systems. The results obtained were as follows; (1) The inhibitory index of pines-Pinus rigida (I=29.33) and Pinus densiflora (I=35.76), were lower than that of poplar-Populus alba-glandulosa (I=41.48), and the index of Larix ieptoiepis (I=73.00) was the highest among eight lignocellulosic-cement systems, and accordingly both Pinus rigida and Pinus des(flora were seemed to be good wood species for wood-cement composite manufacture. (2) In case of Pinus rigida, the inhibitory index was 29.33 and the ratio of the hexoses to the pemoses was 6.04 and in case of Larix leptolepis, the index and the ratio were 73.00 and 35.19, respectively. Therefore the inhibitory index increased with increasing the ratios of the hexoses to the pentoses. (3) The richer amount of xylose and mannose in species caused decreasing the slops of the hydration curve of the lignocellulosic-cement system, prohahly due to the chemical adsorption of the acetyl groups in the hemicellulose on the surface of cement grains. (4) The amoun of xylose and mannose were significant to the inhibitory index of each lignocellulosic-cement system but any specific relation between the amount of glucose and inhibitory index was not found.

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Inactivation of Brain myo-Inositol Monophosphate Phosphatase by Pyridoxal-5'-Phosphate

  • Kim, Dae-Won;Hong, Joung-Woo;Eum, Won-Sik;Choi, Hee-Soon;Choi, Soo-Hyun;Kim, So-Young;Lee, Byung-Ryong;An, Jae-Jin;Lee, Sun-Hwa;Lee, Seung-Ree;Kwon, Oh-Shin;Kwon, Hyeok-Yil;Cho, Sung-Woo;Lee, Kil-Soo;Park, Jin-Seu;Choi, Soo-Young
    • BMB Reports
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    • 제38권1호
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    • pp.58-64
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    • 2005
  • Myo-inositol monophosphate phosphatase (IMPP) is a key enzyme in the phosphoinositide cell-signaling system. This study found that incubating the IMPP from a porcine brain with pyridoxal-5'-phosphate (PLP) resulted in a time-dependent enzymatic inactivation. Spectral evidence showed that the inactivation proceeds via the formation of a Schiff's base with the amino groups of the enzyme. After the sodium borohydride reduction of the inactivated enzyme, it was observed that 1.8 mol phosphopyridoxyl residues per mole of the enzyme dimer were incorporated. The substrate, myo-inositol-1-phosphate, protected the enzyme against inactivation by PLP. After tryptic digestion of the enzyme modified with PLP, a radioactive peptide absorbing at 210 nm was isolated by reverse-phase HPLC. Amino acid sequencing of the peptide identified a portion of the PLP-binding site as being the region containing the sequence L-Q-V-S-Q-Q-E-D-I-T-X, where X indicates that phenylthiohydantoin amino acid could not be assigned. However, the result of amino acid composition of the peptide indicated that the missing residue could be designated as a phosphopyridoxyl lysine. This suggests that the catalytic function of IMPP is modulated by the binding of PLP to a specific lysyl residue at or near its substrate-binding site of the protein.

200 W급 연료전지 무인기를 위한 NaBH4 가수분해용 수소발생시스템의 성능평가 (Performance Evaluation of Hydrogen Generation System using NaBH4 Hydrolysis for 200 W Fuel Cell Powered UAV)

  • 오택현;권세진
    • 한국항공우주학회지
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    • 제43권4호
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    • pp.296-303
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    • 2015
  • 무인기 운용 환경을 고려하여 다양한 조성의 $NaBH_4$ 용액을 사용해 수소발생시스템의 성능 평가를 수행하였다. 먼저, 자발가수분해와 30분의 수소발생실험을 수행하였다. 수소의 손실, 안정한 수소 발생, $NaBO_2$의 석출, 전환 효율과 무인기의 운용을 고려하여 $NaBH_4$ 용액의 조성을 1 wt% NaOH + 25 wt% $NaBH_4$+74wt% $H_2O$로 결정하였다. 200 W급 연료전지 시스템을 위해 장시간 수소발생실험도 수행되었다. 비록 $NaBO_2$의 석출로 인해서 수소 발생률이 감소하였지만, 200 W 연료전지를 위한 수소를 3시간동안 발생(전환 효율: 87.4%)시켰다. 600 Wh의 에너지를 갖는 200 W급 연료전지 시스템의 에너지 밀도는 263 Wh/kg이었다. 기존 배터리 무인기에 비해 약 1.5배 이상의 체공 시간을 달성할 수 있다.

네오디뮴 폐자석 재활용을 위한 화학환원법을 이용한 철 나노 분말 제조 (Synthesis of Iron Nanopowder from FeCl3 Solution by Chemical Reduction Method for Recycling of Spent Neodymium Magnet)

  • 하용황;강윤지;최승훈;윤호성;안종관
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제13권12호
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    • pp.6187-6195
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    • 2012
  • 네오디뮴 폐자석 침출액으로부터 희유금속인 네오디뮴을 회수하기 위해서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 부가가치를 높이는 연구가 필요하다. 본 연구에서는 네오디뮴과 같이 침출되는 철의 유용자원화를 위한 기초연구로 철 나노분말 제조하는 실험을 수행하였다. 본 연구는 $FeCl_3$ 용액을 철 분말 원료로, 분산제는 $Na_4O_7P_2$와 Polyvinylpyrrolidone를 이용하였고, 환원제로는 $NaBH_4$, 철 나노분말 핵생성 촉진제 시드(seed)로 염화팔라듐을 사용하였다. 제조한 철 나노분말을 XRD, 전자현미경(SEM) 및 PSA 등을 이용하여 분말의 형상 및 크기 등을 분석하였다. 철과 $NaBH_4$의 농도비가 1 : 5이며, 반응시간이 30분 이상인 경우에서 철 분말이 제조되었으며, 이때 철 분말은 구형이었으며, 입도는 약 50 nm ~ 100 nm 크기였다. 분산제 $Na_4O_7P_2$의 경우 100 mg/L에서 철이온의 제타포텐셜이 음의 값을 가지므로 100 mg/L로 일정하게 하고, PVP와 Pd의 농도를 다양하게 하였을 경우, $FeCl_3$와 PVP와 Pd의 질량비 1 : 4 및 1 : 0.001에서, 분산이 양호하고, 입도 100 nm 크기인 철 나노분말을 합성하였다.