• 제목/요약/키워드: Metal support

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Ru/Al2O3/메탈폼 촉매를 이용한 친환경 액체추진제 분해 (Decomposition of Eco-friendly Liquid Propellants over Ruthenium/Al2O3/metal foam Catalysts)

  • 유달산;전종기
    • 청정기술
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    • 제25권3호
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    • pp.256-262
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    • 2019
  • Hydroxylammonium nitrate (HAN) 기반 액상 추진제는 발암물질이 아니며 연소가스 또한 독성이 거의 없어서 환경 친화적인 추진제로 주목을 받고 있다. 추력기에서 HAN 기반 액체추진제를 분해하는데 사용되는 촉매는 저온 활성 및 고내열성을 동시에 보유하고 있어야 한다. 본 연구의 목적은 metal foam 표면에 alumina slurry를 wash coating 방법으로 담지한 후, 루테늄(ruthenium) 전구체를 그 위에 담지하여 Ru/alumina/metal foam 촉매를 제조하고, 이 촉매의 HAN 수용액 분해 활성을 평가하는 것이다. Wash coating 방법으로 metal foam 지지체에 알루미나를 담지시키는 과정에서 wash coating 반복 횟수가 alumina/metal foam의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 알루미나 wash coating 횟수가 증가할수록 약 7 nm의 직경을 갖는 메조기공이 지속적으로 발달하여 표면적과 기공 부피가 증가하는데, metal foam에 알루미나를 코팅하는 과정을 12 회 반복하는 것이 최적이라고 판단하였다. 이 지지체에 Ru을 담지한 Ru/alumina/metal foam 촉매의 표면에도 메조기공이 잘 발달하였다. 활성금속과 알루미나를 담지하지 않은 metal foam 자체만으로도 HAN 수용액의 분해반응을 촉진할 수 있음을 알 수 있었다. Ru/alumina/metal foam-550촉매의 경우는 열분해 반응에 비해서 분해개시온도를 큰 폭으로 낮추었고, ${\Delta}P$를 크게 증가시킬 수 있어서, HAN 수용액 분해 반응에서 우수한 활성을 보였다. 그러나 이 촉매를 $1,200^{\circ}C$에서 소성하면 반응 활성이 저하되는데 이는 촉매의 표면적과 기공 부피가 급격하게 감소하고 Ru이 소결되기 때문이다. 추가적인 연구를 통해서 Ru/alumina/metal foam의 내열성을 개선할 필요성이 있다.

금속 착물을 함유한 폴리술폰 지지층을 이용한 폴리아미드계 복합막의 제조 및 정삼투 성능 평가 (Preparation of Polyamide Thin Film Composite Memrbanes with Metal Complex Contained Polysulfone Support Layer and Evaluation of Forward Osmosis Performance)

  • 김노원;정보람
    • 멤브레인
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    • 제26권4호
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    • pp.281-290
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    • 2016
  • 정삼투 분리막 용도에 적합한 폴리아미드 복합막의 제조에 있어 지지층의 극성 및 공극률이 폴리아미드 구조 및 정삼투 분리막 투과 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 클레쏘킬레이트 금속착물(0.1-0.5중량%)이 함유된 폴리술폰(18중량%) 용액을 상전이 공정을 통하여 지지층을 제조하였다. 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 다공성 PSF 지지층 제조를 위하여 상대적으로 낮은 폴리술폰(12중량%) 용액을 이용한 지지층을 폴리에스터 필름상에서 제조한 후 필름을 제거하고 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 제막된 시편 중 폴리술폰(18중량%)/금속착물(0.5중량%)로 만들어진 FO막은 유량 9.99 LMH, reverse salt flux 0.77 GMH로 HTI의 상용막(10.97 LMH, 2.2 GMH)과 비교해도 거의 비슷한 유량값과 향상된 RSF 값을 얻을 수 있었다. 캐스팅 용액의 금속착물의 첨가로 활성층 두께가 줄어들었으나 제거효율은 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.

Heterogeneous Catalysts for Hydrogen Generation Based on Ru-Incorporated Hydroxyapatite

  • Jaworski, Justyn Wayne;Kim, Dae-Hyun;Jung, Kyeong-Mun;Kim, So-Hue;Jeong, Jong-Ok;Jeon, Hyo-Sang;Min, Byoung-Koun;Kwon, Ki-Young
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
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    • pp.319-319
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    • 2011
  • Hydrolysis of sodium borohydride provides a safe and clean approach to hydrogen generation. Having the proper catalytic support for controlling this reaction is therefore a valuable technology. Here we demonstrate the capability of hydroxyapatite as a novel catalytic support material for hydrogen generation. Aside from being inexpensive and durable, we reveal that Ru ion exchange on the HAP surface provides a highly active support for sodium borohydride hydrolysis, exemplifying a high total turnover number of nearly 24,000 mol $H_2$/ mol Ru. Moreover, we observe that the RuHAP support exhibits a high catalytic lifetime of approximately one month upon repeated exposure to $NaBH_4$ solutions. In addition to examining surface area effects, we also identified the role of complex surface morphology in enhancing hydrolysis by the catalytic transition metal covered surface. Particularly, we found that a polycrystalline RuHAP catalytic support exhibits shorter induction times for the initial bubble formation as well as increased hydrogen generation rates as compared to a single crystal supports. The independent factor of a complex surface morphology is believed to provide enhanced sites for gas release during the initial stages of the reaction. By demonstrating the ability to shorten induction time and enhance catalytic activity through changes in surface morphology and Ru content, we find it feasible to further explore this catalyst support in the construction of a practical hydrogen generator.

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자동차 서포트빔의 구조해석에 대한 융합 연구 (A Convergent Study on the Structural Analysis of Automotive Support Beam)

  • 최계광;조재웅
    • 한국융합학회논문지
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    • 제11권9호
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    • pp.169-173
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    • 2020
  • 본 연구에서는 Model A와 Model B 그리고 Model C의 총 3가지의 차축 모델을 이용하여 차축에 하중이 가해졌을 때의 차량 서포트빔에 대한 구조해석을 하였다. 3가지의 Model A, B, C를 비교해 보았을 때 등가응력은 Model C가 재료의 항복 응력보다 작게 나와서 그 내구성면에서 좋다고 사료된다. Model A와 Model B에서 발생한 최대 등가응력들은 항복응력보다 각각 1.8배와 2.5배이상 발생되어 재료가 파단됨을 보여 주고 있어 서포트빔으로서는 효율적으로 보이지 않는다. Model C가 Model A와 Model B에 비하여 그 내구성면에 있어서 효율적으로 차축 서포트 빔의 설계 향상에 응용할 수 있다. 본 연구 결과를 자동차 부품에 적용함으로서 자동차 서포트빔의 강도를 평가할 수 있다. 그리고 본 연구가 실제적으로 효율적인 설계와 미적인 융합에 적합하다고 보인다.

Polyol process를 통한 고비율 백금 담지 촉매 합성 (Novel route of enhancing the metal loading in highly active Pt/C electro-catalyst by polyol process)

  • 오형석;김한성
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.560-563
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    • 2008
  • A modified polyol process is developed to enhance Pt loading during the preparation of Pt/C catalysts. With the help of the zeta potential, the effect of pH on the electrostatic forces between the support and the Pt colloid is investigated. It is shown experimentally that the surface charge on the carbon support becomes more electropositive when the solution pH is changed from alkaline to acidic. However, this change does not affect the electronegative surface charge of Pt colloids already attained and stabilized by glycolate anions. This new behavior caused by the change in the solution pH accounts for the enhanced yield of the process and does not affect the Pt particle size. All our experimental results reveal that this simple modification is a cost effective method for the synthesis of highly Pt loaded Pt/C catalysts for fuel cells.

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Pt/$Al_2O_3$가 코팅된 니켈폼을 이용한 수소-공기 예혼합 기체의 촉매 연소 (Catalytic combustion of $H_2$/Air mixture using Pt/$Al_2O_3$ coated nickel foam)

  • 진정근;권세진
    • 한국연소학회:학술대회논문집
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    • 한국연소학회 2007년도 제34회 KOSCO SYMPOSIUM 논문집
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    • pp.37-44
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    • 2007
  • A nickel foam, one of metal foams was seleced as a catalyst support instead of conventional ceramic materials. $Al_2O_3$ was coated on the surface of nickel foam to increase the surface area. $Al_2O_3$ coating process was based on sol-gel process. SEM image was obtained and $Al_2O_3$ coverage was confirmed. Combustion experiments were carried out using SUS combustor and $H_2$/air mixture. Temperatures were measured with different equivalence ratios and $H_2$ flow rates. $H_2$ conversion rates were calculated by the analysis of product gas using gas chromatography. Catalytic combustion of $H_2$ was complete and stable with Pt/$Al_2O_3$ coated nickel foam and influences of water vapor were confirmed during the beginning of combustion.

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열간 형단조 공정의 3차원 중간 금형 자동 설계에 관한 연구 (A research on the Automatic 3-D Blocker Design of Closed Die-Hot Forging)

  • 황찬;오수익
    • 한국소성가공학회:학술대회논문집
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    • 한국소성가공학회 1998년도 춘계학술대회논문집
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    • pp.126-129
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    • 1998
  • Proper design of blocker dies is one of the most important aspect of impression and closed-die forging to achieve adequate metal distribution. Determination of the blocker configuration is a very difficult task and is art in itself, requiring skills achieved only by years of extensive experience. To save the cost and time of blocker design, many methods using computer were proposed. In this research, low pass filter method proposed by Oh etc. was applied to blocker die design of spoiler support, part of aircraft and plasticine model experiment of closed die forging of spoiler support was accomplished to verify the validity of the blocker designed.

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접촉응력해석을 통한 핵연료 지지격자 구조물의 최적설계 (Optimal Design of a Nuclear Fuel Rod Support Structure Based on Contact Stress Analysis)

  • 장인권;곽병만;송기남
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집A
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    • pp.731-736
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    • 2000
  • An optimal design method is adopted for a spacer grid in nuclear power plant. It is made of punched sheet metal process, functioning as springs and dimples supporting fuel rods. For stress analysis of the assembled fuel rod support, a typical cell out of the repeated pattern in the assembly is modeled using 4-node shell elements. A commercial code, ABAQUS, is used for detailed analysis of contacting phenomena with friction. For the optimization, design varibles are taken from geometric parameters representing the shape of the bent leaf spring part and mating contact region with fuel rod. Objective function is considered in relation to mechanical functions and durability. Maximum yon Mises stress is considered in relation to constrained contact stress.

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용매열합성법에 의한 나노기공 HKUST-1 막의 제조 및 기체투과 특성 (Solvothermal Synthesis and Gas Permeation Properties of Nanoporous HKUST-1 Membranes)

  • 노승준;김진수
    • 멤브레인
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    • 제22권6호
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    • pp.435-440
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    • 2012
  • 본 연구에서는 용매열합성법(solvothermal method)을 이용해 나노기공 HKUST-1 분리막을 제조하였다. In-situ 용매열합성법을 이용하는 경우, 매크로 기공의 알루미나 지지체 위에 균일하고 균열이 없는 HKUST-1 층을 형성하기 어렵다. 본 연구에서는 용매열합성 전에 알루미나 지지체의 표면을 가열한 상태에서 용매열합성의 전구체 용액을 분무하므로 연속적이고 균열이 없는 HKUST-1 분리막을 제조할 수 있었다. 합성된 HKUST-1 분리막은 XRD, FE-SEM 및 단일 기체투과 실험 등을 통해 분석하였다.

스퍼터 증착 방식으로 제조된 Pd-Ni 합금 수소 분리막 연구 (A Study on the Pd-Ni Alloy Hydrogen Membrane Using the Sputter Deposition)

  • 김동원;박정원;김상호;박종수
    • 한국표면공학회지
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    • 제37권5호
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    • pp.243-248
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    • 2004
  • A palladium-nikel(Pd-Ni) alloy composite membrane has been fabricated on microporous nickel support formed with nickel powder. Plasma surface treatment process is introduced as pre-treatment process instead of HCI activation. Pd coating layer was prepared by dc magnetron sputtering deposition after $H_2$ plasma surface treatment. Palladium-nickel alloy composite layer had a fairly uniform and dense surface morphology. The membrane was characterized by permeation experiments with hydrogen and nitrogen gases at temperature of 773 K and pressure of 2.2psi. The hydrogen permeance was 6 ml/minㆍ$\textrm{cm}^2$ㆍatm and the selectivity was 120 for hydrogen/nitrogen($H_2$/$N_2$) mixing gases at 773 K.