• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.232-232
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• 2010

Recently light emitting diodes (LEDs) have been expected as the new generation light sources because of their advantages such as small size, long lifetime and energy-saving. GaN, as a wide band gap material, is widely used as a material of LEDs and GaN nanorods are the one of the most widely investigated nanostructure which has advantages for the light extraction of LEDs and increasing the active area by making the cylindrical core-shell structure. Lately GaN nanorods are fabricated by various techniques, such as selective area growth, vapor-liquid-solid (VLS) technique. But these techniques have some disadvantages. Selective area growth technique is too complicated and expensive to grow the rods. And in the case of VLS technique, GaN nanorods are not vertically aligned well and the metal catalyst may act as the impurity. So we just tried to grow the GaN nanorods on Si substrate without catalyst to get the vertically well aligned nanorods without impurity. First we deposited the AlN buffer layer on Si substrate which shows more vertical growth mode than sapphire substrate. After the buffer growth, we flew trimethylgallium (TMGa) as the III group source and ammonia as the V group source. And during the GaN growth, we kept the ammonia flow stable and periodically changed the flow rate of TMGa to change the growth mode of the nanorods. Finally, as the optimization, we changed the various growth conditions such as the growth temperature, the working pressure, V/III ratio and the doping level. And we are still in the process to reduce the diameter of the nanorods and to extend the length of the nanorods simultaneously. In this study, we focused on the shape changing of GaN nanorods with different growth conditions. So we confirmed the shape of the nanorods by scanning electron microscope (SEM) and carried out the Photoluminescence (PL) measurement and x-ray diffraction (XRD) to examine the crystal quality difference between samples. Detailed results will be discussed.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.113-119
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• 2021

본 연구에서는 유기환원제로 포름산과 촉매로 PtD/C를 사용하여 불순물이 없는 고품질 V^3.5+ 전해질을 생산하였고 이를 VRFB에 적용하였다. PtD/C 촉매의 잘 배향된 3D 수상 돌기 구조는 포름산 산화 반응과 바나듐 환원 반응에 높은 활성을 보여 주었다. 그 결과 PtD/C의 촉매 전환율은 2.73 mol g^-1 h^-1로 polyol방법을 제조된 Pt/C의 전환율 1.67 mol g^-1 h^-1보다 더 높았다. 또한 VRFB 충방전 실험에서 촉매 반응으로 생성된 V^3.5+ 전해질은 전해 방법으로 제조 된 표준V^3.5+전해질과 동일한 성능을 보여 줌으로서 VRFB의 전해질로 사용 가능함을 증명하였다.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.64-70
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• 2023

급격한 온실가스 배출량 증가로 인해 지구 온난화가 심화되고 있다. 이로 인해 탄소중립의 필요성과 이행이 더욱 절실해졌다. 이를 위해 여러 가지 신재생에너지 중 수소에 대한 관심이 부각되고 있다. 수소는 지구 상에 풍부한 자원이며 무탄소 전원으로 친환경적이다. 궁극적으로 물의 전기분해에 의해 친환경 수소를 얻을 수 있다. 하지만 산소 발생 반응에 사용되는 촉매는 고가이며 희귀하고 촉매의 내구성에 문제가 있어 어려움을 겪고 있기 때문에 비귀금속 촉매의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 최근 발표된 산소 발생 촉매 중 비귀금속 촉매인 Co와 Mo 기반의 촉매를 정리, 요약하여 소개하고 있다. 이를 통해 비귀금속 촉매의 활성과 내구성을 증가시키기 위한 촉매의 특성 설계를 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권4호
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• pp.487-495
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• 2023

암모니아는 인류의 식량문제를 해결할 수 있는 비료 생산의 주요 원료임과 동시에 무탄소 연료이면서 친환경적인 수소 운반자로서 중요한 에너지원으로 알려져 있다. 그래서 지금까지도 암모니아를 합성하거나 분해하는 기술들이 각광을 받고 있다. 암모니아 합성 및 분해 반응을 촉진시키기 위해서는 반드시 촉매 재료가 필요하다. 고성능 및 값싼 암모니아 합성 및 분해용 신촉매를 설계하기 위해서는 무수히 많은 합성 가능한 촉매 후보군들을 다루어야만 하는데 전통적인 접근법만으로 탐색 및 분석을 하기엔 시간적, 경제적인 비용이 많이 들 수밖에 없다. 최근에 4차 산업혁명의 핵심기술에 속하는 머신러닝을 이용하여 이용하여 고성능 촉매를 빠르고 정확하게 찾을 수 있는 탐색 모델이 개발되어 왔다. 본 연구에서는 암모니아 합성 및 분해용 반응 메커니즘에 대해서 알아보고, 고성능 및 경제적인 암모니아 합성 및 분해 촉매를 효율적으로 탐색할 수 있는 머신러닝 기반 방법에 대한 최신 연구 및 전망을 기술하였다.

• 청정기술
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• 제21권3호
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• pp.184-190
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• 2015

대부분의 LNT 촉매는 낮은 온도 영역에서의 NO_x 산화를 위하여 Pt와 같은 귀금속류를 사용하는 것은 경제적인 부담을 가지고 있다. 따라서, 본 연구는 이러한 문제를 해결하기 위하여 시도되었다. 즉, Pt, Pd, Rh 등과 같은 귀금속류(platinum group metal, PGM)를 사용하지 않는 LNT (lean NO_x trap)용 DeNO_x 촉매를 개발하기 위해 시도하였다. 이를 위해서 예비실험을 통해 Pt등 귀금속류등의 PGM (platinum group metal)을 사용하지 않는 Al/Co/Ni 혼합 금속 산화물을 선정하였다. 궁극적으로는, 선정된 촉매의 소성온도에 따른 물리화학적 특성 변화가 NO_x 전환율에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 이들의 물리화학적인 성질을 평가하기 위해 XRD, EDS, SEM, BET 분석을 실시하였다. 이러한 평가를 실시한 결과, 모든 소성온도에서 혼합금속 산화물은 Co₂AlO₄ 및 NiAl₂O₄의 스피넬 구조가 혼재되어 있는 것으로 나타났고, NO_x 기체들의 산화-환원 반응이 이루어지기에는 충분한 기공부피와 기공크기를 갖고 있음을 알 수 있었다. 그러나 NH₃-TPD 분석 결과에서는 소성온도가 700 ℃ 이하를 유지해야 하는 것으로 판단되었다. 더욱이 ramp test를 통해서는 NO 및 NO_x 전환율을 동시에 만족할 수 있는 시료는 소성온도는 500 ℃에서 처리된 경우임을 알 수 있었다. 이러한 결과 등을 바탕으로, Al/Co/Ni=1.0/2.5/0.3 혼합 금속 산화물의 최적 소성온도는 500 ℃임을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권5호
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• pp.621-626
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• 2005

Amberlyst-15 고체 산 촉매를 사용하여 올레산을 메탄올과 반응시켜 바이오 디젤의 성분이 되는 지방산 메틸 에스테르로 전환시켰다. 본 연구에서는 시료의 산가를 측정하고 전환율을 구함으로써 반응 온도, 메탄올 대 올레산의 몰 비 및 촉매의 양이 반응에 미치는 영향을 살펴보았다. 실험 범위 내에서 반응 온도가 $20^{\circ}C$ 상승할 때에 반응 속도는 약 2배씩 증가하였다. 그리고 메탄올 대 올레산의 몰 비가 증가 될 때는 최종 전환율은 증가하였지만, 반응에는 뚜렷한 차이가 없었다. 촉매 역시 반응에 중요한 변수로써, Amberlyst-15의 양을 2배로 증가시켰을 때, 반응속도는 1.2-1.3배 빨라졌다. 실험 데이터를 정량적으로 해석하기 위해 동역학식 연구를 하였으며 모사 균일 혼합물 모델(pseudo-homogeneous model)을 이용한 2차 반응 속도식을 전개하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2010년도 제39회 하계학술대회 초록집
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• pp.264-265
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• 2010

최근, nanorod나 nanowire와 같은 1차원의 나노구조가 나노디바이스로 각광을 받고 있다. [1] 특히 InN는 3족 질화물 반도체 중 가장 작은 밴드갭 에너지와 뛰어난 수송 특성을 가지고 있어 나노디바이스로의 응용에 적합한 물질이다. [2] 그러나 InN는 큰 평형증기압을 가지므로 쉽게 인듐과 질소로 분해되는 특성이 있어 나노구조로의 성장이 쉽지 않음이 알려져 있다. [3] 최근 연구결과에 따르면, InN 나노구조는 금속 catalyst를 사용한 방법이나, 기판 위 패턴을 이용하여 성장하는 방법, 염소를 사용한 방법이 널리 쓰이고 있다. [4,5,6] 그러나 이 방법들은 의도치 않은 불순물의 원인이 되거나 다른 추가적인 과정을 필요로 한다는 문제점도 일부 가지고 있다. 본 연구에서는 catalyst-free 유기 금속 화학 증착법 (MOCVD)를 이용하여 $Al_2O_3$ (0001)면 위에 InN nanostructure를 성장하였다. InN nanostructure 성장 시 트리메틸인듐(TMIn)과 암모니아($NH_3$) 를 전구체로 사용하였으며, 캐리어 가스로는 질소를 사용하였다. 또한 모든 샘플의 성장시간은 60분으로 고정하였으나, 성장 시 온도의 의존성을 보기 위해 $680-710^{\circ}C$ 의 온도범위에서 성장을 진행하였다. 그 결과 InN는 본 실험에서 적용된 성장온도범위 내에서 온도가 증가함에 따라 초기에는 columnar구조로 성장된 박막의 형태에서 wall이 배열된 형태로 변화하며 결국 $710^{\circ}C$ 의 온도에서 nanorod로 성장하게 된다. 성장된 InN의 나노구조는 X-선 회절 측정법, 주사 전자 현미경 그리고 투과 전자 현미경을 이용하여 각각의 구조적 특성을 분석하였다. X-선 회절 측정법과 주사 전자 현미경을 통한 분석결과에서는 이들 nanorods가 대부분 c 방향으로 수직하게 정렬되어 있음을 확인 할 수 있었다. 또한, $690^{\circ}C$ 에서 60분간 성장된 InN의 wall 구조의 두께는 200 nm, 길이는 $2-2.5\;{\mu}m$로 관찰되었으며, $710^{\circ}C$에서 60분간 성장된 InN nanorod의 지름은 150 nm, 길이는 $3\;{\mu}m$ 정도로 관찰되었다. 이를 통하여 볼 때 성장 온도가 InN의 나노구조 형성 시 표면의 모폴로지변화에 중요한 변수로 작용함을 알 수 있다. 본 발표에서는 이러한 표면 형상 및 구조 변화가 성장온도에 따른 관계성을 가짐을 InN의 분해와 성장의 경쟁적인 관계에 의해 논의할 것이다.

• 구강회복응용과학지
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• 제33권2호
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• pp.71-79
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• 2017

목적: 본 연구는 베릴륨이 함유되지 않은 금속-도재용(Ni-Cr)합금 산화처리 시 도재로 안에 티타늄 파우더를 화학적 촉매로 이용하여 산화막을 억제하고, 금속 표면에 형성될 불순물을 제어하여 도재의 결합력을 증진시켜 줄 수 있는 가능성을 분석 하고자 하였다. 연구 재료 및 방법: 베릴륨이 함유되지 않은 금속-도재용(Ni-Cr)합금 산화처리 시 도재로 안에 티타늄을 화학적 촉매로 이용하였다. 티타늄 파우더를 화학적 촉매로 사용하지 않은 T1군을 대조군으로 하고, 10 g, 20 g 티타늄 파우더를 사용한 시편을 T2, T3군으로 분류하여 전단결합강도와 계면특성 관찰을 위하여 제작 하였다. 일원배치 분산분석(one-way ANOVA)은 그룹의 차이를 검사하기 위해서 시행하였고 사후 검정(Tukey Honestly Significant Difference test)은 그룹 간의 통계적 분석을 위하여 수행되었다. 결과: 티타늄 파우더를 화학적 촉매로 사용 한 T3군의 3점 굽힘 결합강도와 산화막 두께를 측정한 결과, $39.22{\pm}3.4MPa$와 $6.66{\mu}m$로 가장 높고, 얇게 나타났으며, T2군은 $34.65{\pm}1.39MPa$과 $13.22{\mu}m$, 티타늄 화학적 촉매로 사용하지 않은 대조군 T1군은 $32.37{\pm}1.91MPa$과 $22.22{\mu}m$ 순으로 나타났다. 결론: 시편들의 결합강도를 통계 분석한 결과, 티타늄 파우더를 화학적 촉매로 사용한 실험 T3, T2군의 결합력이 높게 나타났고, 산화막 두께 역시 대조군 T1군 보다 얇게 나타나 것으로 결합력 증진에 영향을 줄 수 있음이 관찰 되었다.

• 한국재료학회지
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• 제26권5호
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• pp.250-257
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• 2016

Octahedral $Co_3O_4$/carbon nanofiber (CNF) composites are fabricated using electrospinning and hydrothermal methods. Their morphological characteristics, chemical bonding states, and electrochemical properties are used to demonstrate the improved photovoltaic properties of the samples. Octahedral $Co_3O_4$ grown on CNFs is based on metallic Co nanoparticles acting as seeds in the CNFs, which seeds are directly related to the high performance of DSSCs. The octahedral $Co_3O_4$/CNFs composites exhibit high photocurrent density ($12.73mA/m^2$), superb fill factor (62.1 %), and excellent power conversion efficiency (5.61 %) compared to those characteristics of commercial $Co_3O_4$, conventional CNFs, and metallic Co-seed/CNFs. These results can be described as stemmnig from the synergistic effect of the porous and graphitized matrix formed by catalytic graphitization using the metal cobalt catalyst on CNFs, which leads to an increase in the catalytic activity for the reduction of triiodide ions. Therefore, octahedral $Co_3O_4$/CNFs composites can be used as a counter electrode for Pt-free dye-sensitized solar cells.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권3호
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• pp.286-290
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• 2007

청정 용매로 주목받고 있는 이온성 액체를 촉매로 유리지방산을 에스테르화하여 알킬에스터로 전환하는 반응 특성에 대해 조사하였다. 본 연구에서 사용한 강산성 이온성 촉매는 BPC[$AlCl_3$], BMIM[$Bf_4$], BMIM[$Pf_6$], EMIM[$Ntf_2$], BMIM[Otf] 등 5종이었으며 이러한 이온성 액체 촉매 중 BPC[$AlCl_3$]가 본 반응에서 가장 높은 활성을 갖는 것으로 나타났다. BPC[$AlCl_3$]는 모사 폐식용유를 원료로 한 에스테르화 반응 시 원료에 포함된 유리지방산의 90% 이상을 반응시작 2시간 내에 에스테르로 전환시키는 것으로 나타났다. 이러한 높은 반응 효율과 반응 후 촉매의 회수의 용이성 및 처리 후 재사용이 가능하다는 장점을 고려할 때 BPC[$AlCl_3$]를 이용하여 유리지방산이 다량 함유된 폐유지의 전처리 촉매로 활용 가능성이 높은 것으로 나타났다.