• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권5호
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• pp.469-476
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• 2015

The purpose of this work is to investigate main factors to design a solid-state hydrogen stroage system with magnesium hydride with 10 wt% graphite using numerical simulation tools. The heat transfer characteristic of this material was measured in order to perform the highly reliable simulation for this system. Based on the measured effective thermal conductivity, a transient heat and mass transfer simulation revealed that the total performance of hydrogen storage system is prone to depend on heat and mass transfer behaviors of hydrogen storage medium instead of its inherent kinetic rate for hydrogen adsorption. Furthermore, we demonstrate that the thermodynamic aspect between equlibrium presssure and temperature is one of key factor to design the hydrogen storage system with high performance using magnesium hydride.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.74-82
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• 2002

Ni nanoparticles이 표면에 분산된 mutiwall carbon nanotubes (MWNTs)의 수소저장 특성을 분석하였다. Metal nanoparticles의 분산 방법은 incipient wetness impregnation procedure을 사용하였는데, 이러한 Ni catalysts의 역할은 기존에 알려진 Li, K doping과 같은 개념으로 기상의 수소를 분해하여 carbon 표면에 chemical adsorption 시키는 역할을 하게 된다. 실제로 Ni nanoparticles이 6wt% loading된 경우에는 thermal desorption spectra를 분석한 결과 ~2.8wt% hydrogen이 ~340-520K의 온도범위에서 방출되는 것을 관찰할 수 있었다. Kissingers plot을 통해서 MWNTs와 hydrogen과 interaction energy를 구한 결과 ${\sim}31kJ/molH_2$를 얻을 수 있었으며 이 값은 기존의 SWNTs에 hydrogen이 physi-sorption에서 실험적으로 얻을 수 있었던 값보다 1.5배 큰 값이라고 할 수 있다. 자세한 수소저장 기구를 분석하기 위해서 FT-IR분석을 한 결과 C-Hn stretching vibrations이 관찰되었으며 mono-hydride와 weak di-hydride $sp^3$가 형성된 것으로 해석 될 수 있었다. 이와 같은 결과는 Ni nanoparticle들이 예상과 같이 hydrogen molecules을 dissociation하는 역할을 하는 것을 의미한다. 연속적인 thermal desorption 실험을 통해 가역성도 평가하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.744-744
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• 2009

The development of safe and suitable hydrogen storage materials is one of key issues for commercializing hydrogen as an energy carrier. Carbon based materials have been investigated for many years to store hydrogen by the adsorption of the gas on the surface of the carbon structure. Recently, it is reported that carbon nitride nanobells have high hydrogen storage capacity since the nitrogen atom plays an important role on attracting hydrogen molecules. Here we report carbon nitride microporous spheres (CNMS) which have the maximum surface area of 995.3 $m^2/g$. Melamine-Formaldehyde resin is the source of carbon and nitrogen in CNMS. Most of the CNMS pores have diameters in the range of 6 to 8 A which could give a penetration energy barrier to a certain molecule. In addition, the maximum hydrogen storage capacities of carbon nitride spheres are 1.9 wt% under 77 K and 1 atm.

• 대한환경공학회지
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• 제30권11호
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• pp.1132-1138
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• 2008

수슬러지의 열분해를 통해 생성된 char를 이용하여 황화수소(H$_2$S), 메틸머캡탄(CH$_3$SH) 복합악취를 제거하기 위한 흡착제를 제조하여 흡착특성을 살펴보았다. 고정층 반응기 실험에서 최적의 L/D ratio는 1.0이었으며, 온도의 증가에 따라 파과점과 흡착능이 증가되었다. H$_2$S와 CH$_3$SH의 동시흡착 특성은 단일흡착 실험보다 파과점에 도달하는 시간과 흡착량이 증가하였고, 동일 조건에서 CH$_3$SH이 H$_2$S보다 높은 유효확산계수 값을 가지므로 빠른 흡착속도로 인한 흡착능의 증가를 보였다. 또한 하수슬러지로부터 제조된 탄화물은 상업용 활성탄과 비교하여 H$_2$S 77%, CH$_3$SH 80%의 성능으로 혼합 악취성가스 제거가 가능할 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권1호
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• pp.83-87
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• 2012

활성탄소섬유를 사용하여 염소소독 후 수돗물 내에 부산물로 존재하는 4종 트리할로메탄을 제거하였다. THMs의 종류별 농도 및 용액의 온도를 달리하면서 흡착실험을 수행하고 활성탄소섬유의 표면특성에 따른 흡착능력과 흡착메카니즘을 살펴본 결과, 4종의 THMs은 모두 Langmuir 타입의 흡착등온곡선을 보이면서 매우 신속하게 활성탄소섬유에 흡착되었다. THMs의 흡착은 활성탄소섬유의 표면에 균일하게 발달된 미세공의 입구에 물리적 및 화학적 수소결합으로 이루어졌다고 판단된다. Langmuir 타입은 특히 저농도 오염원 일때 제거효율이 높기 때문에 수돗물 내에 약 $30{\mu}g/L$ 수준으로 존재하는 THMs의 제거에는 활성탄소섬유가 매우 효과적임을 알 수 있다. 4종 THMs 종류별 흡착량은 큰 차이는 없으나 chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, 및 bromoform 의 순서로 증가하였다. 이는 brom 원자수의 증가와 일치하며 극성의 감소로 용해도가 낮아짐에 따라 흡착량이 증가한 것이다.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.146-151
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• 2001

위상이동 방법을 이용하여 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin 흡착등온식을 연구조사 하였다. 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서, 최적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}\leq{\phi}\leq90^{\circ})$ 거동은 표면피복율 $(1\geq{\theta}\geq0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 최적중간주파수일 때 위상이동 변화 $(-{\phi}\;vs.\;E)$즉 위상이동 방법은 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$을 추정할 수 있는 새로운 방법으로 사용될 수 있다. 다결정 Ni|0.05M KOH 수용액 계면에서, 표면피복율에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 표준자유에너지 변화율(r), Frumkin 흡착등온식의 상호작용 파라미터(g), 표면피복율$(\theta)$에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 $24.8kJ mol^{-1},\;10,\;5.9\times10^{-6}{\leq}K{\leq}0.13,\;and\;5.1\leq{\Delta}G_{\theta}\leq29.8kJ\;mol^{-1}$이다. 전극속도론적 파라미터$(r,\;g,\;K,\;{\Delta}G_{\theta})$는 표면피복율${\theta}에 따른다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권5호
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• pp.1719-1721
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• 2012

We have investigated the $H_2$ adsorption structures and binding energies of the metal (M)-doped (M = Li, Na, K, Mg, and Al) silicon complexes, $M-Si_{19}H_{11}$ and $M-Si_{24}H_{12}$, using density functional calculations. Alkali metals are preferred as doping elements because the Mg-Si and Al-$H_2$ interactions are weak. The maximum numbers of $H_2$ molecules that can be adsorbed are four and five for M=Li and K, respectively. We propose that the K-decorated silicon material might be an effective hydrogen storage material with high hydrogen capacity and high reversibility.

• 한국재료학회지
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• 제26권6호
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• pp.332-336
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• 2016

Three kinds of porous polymer were synthesized using a solvothermal of tri-4,4'-diphenylmethane diisocyanate (MDI-trimer) and different diamino monomers. The effects of the synthesis conditions and the monomer selection on the synthesis of porous polymer properties were studied. The results show that the synthesis of $NH_2$-containing monomer molecules smaller the microporous polymers was easy to implement; the specific surface areas of the polymers are related to the monomer ratio and the reaction time. The results show that the synthesized porous polymer had good hydrogen storage performance; the hydrogen storage ability improved with the addition of heterocyclic nitrogen.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.329-334
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• 2005

In order to find out rational design and synthetic strategies toward efficient hydrogen storage materials, we performed quantum mechanical calculations on a series of the Metal-Organic Frameworks (MOFs) containing functionalized organic linkers. Based on the shape of frontier orbitals and the electrostatic potential map of various MOFs from density functional theory calculations, it was found that the delocalization of electron and asymmetric polarization of the organic linker play an important role in the hydrogen storage capacity of Metal-Organic Frameworks. The prediction of the modeling study could be supported by the hydrogen adsorption experiments using MOF-5 and amine substituted MOF-5, which showed more enhanced hydrogen storage capacity of amine substituted MOF-5 compared with that of MOF-5.

• 대한화학회지
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• 제59권5호
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• pp.429-433
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• 2015

The binding ability and hydrogen storage capacity of nitrogen doped carbon nanotube with divacancy (4NDCN_xNT) that is decorated with transition metals was investigated based on density functional theory calculations. Results indicate that scandium shows an ideal reversible hydrogen binding capability with promising system-weight efficiency compared with other transition metals when functionalized with 4ND-CN_xNT. The (Sc/4ND)₁₀-CN_xNT can store up to 50H₂ molecules, corresponding to a maximum gravimetric density of 5.8 wt%. Detailed structural stability and electronic properties were reported as hydrogen molecules were absorbed. It takes about 0.16 eV/H₂ to add one H₂ molecule, which assures reversible storage of H₂ molecules under ambient conditions.