• 대한환경공학회지
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• 제27권6호
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• pp.651-656
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• 2005

톨루엔은 섬유산업 공정에서 발생하는 주요한 유해성 대기 오염원으로 간주된다. 본 연구에서는 ${\gamma}-Al_2O_3$를 지지체로 한 전이 금속 산화물 촉매(Cu, Mn, V, Cr, Co, Ni, Ce, Sn, Fe, Sr, Cs, Mo, La, W, Zn)를 제조하여 톨루엔 완전 산화 반응을 조사하였다. XRD, FE-SEM, BET와 TPR 기법을 사용하여 금속 촉매의 특성을 조사하였다. 촉매 가운데 Cu/${\gamma}-Al_2O_3$ 촉매가 가장 우수한 활성을 보여주었다. BET결과 촉매 활성의 증가는 비표면적과는 관련이 적은 것으로 나타났으며, X선 회절 분석에서 대부분의 촉매들이 무정형으로 존재함이 관찰되었다. FE-SEM을 관찰한 결과, 전이금속 산화물 촉매 중 구리산화물 촉매가 지지체 표면에 고르게 분산되어 있음을 확인할 수 있었다. 톨루엔 산화반응에 따른 촉매활성 효과는 ${\gamma}-Al_2O_3$ 지지체 위에 전이금속 산화물 촉매가 고르게 분산된 점과 촉매 표면의 우수한 환원 특성에 기인하는 것으로 설명할 수 있었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.269-278
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• 2022

Utilization of high-voltage electrolyte additive(s) at a small fraction is a cost-effective strategy for a good solid electrolyte interphase (SEI) formation and performance improvement of a lithium-rich layered oxide-based high-energy lithium-ion cell by avoiding the occurrence of metal-dissolution that is one of the failure modes. To mitigate metal-dissolution, we explored fluorinated dual-additives of fluoroethylene carbonate (FEC) and di(2,2,2-trifluoroethyl)carbonate (DFDEC) for building-up of a good SEI in a 4.7 V full-cell that consists of high-capacity silicon-graphite composite (15 wt% Si/C/CF/C-graphite) anode and Li_1.13Mn_0.463Ni_0.203Co_0.203O₂ (LMNC) cathode. The full-cell including optimum fractions of dual-additives shows increased capacity to 228 mAhg^-1 at 0.2C and improved performance from the one in the base electrolyte. Surface analysis results find that the SEI stabilization of LMNC cathode induced by dual-additives leads to a suppression of soluble Mn²⁺-O formation at cathode surface, mitigating metal-dissolution event and crack formation as well as structural degradation. The SEI and structure of Si/C/CF/C-graphite anode is also stabilized by the effects of dual-additives, contributing to performance improvement. The data give insight into a basic understanding of cathode-electrolyte and anode-electrolyte interfacial processes and cathode-anode interaction that are critical factors affecting full-cell performance.

• 대한환경공학회지
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• 제30권7호
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• pp.712-720
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• 2008

호소나 하천바닥의 퇴적물에는 많은 양의 미량 금속이 함유되어 있으며, 퇴적물과 간극수 사이에는 미량 금속들의 교환이 일어난다. 간극수로 이동된 미량 금속들은 쉽게 수환경으로 확산되어 수생태계에 독성을 유발한다. 그러나 이러한 미량 금속들은 존재형태에 따라 수생물에 미치는 독성이 다르다. 따라서 본 연구에서는 경포호 등 10개의 동해안 석호에 대한 퇴적물의 간극수를 분석하고 화학종 분포 예측 프로그램(MINTEQA2)을 이용하여 미량 금속들의 존재형태를 예측하여 수환경에서의 독성여부를 확인하였다. 퇴적물에서 추출한 간극수의 미량 금속 분석결과를 예측 결과, K와 Na는 자유이온형태로 존재하고 있었으며, Al, As 및 Cr 등은 자유이온 형태를 비롯한 3$\sim$4개의 착물을 형성하였고 Ca, Co, Cd, Ni, Pb 및 Zn 등은 10개 이상의 다양한 착물을 형성하였다. 염분도가 높은 청초호 등(Group I호소)은 Cd, Co, Ni, Pb, Hg 및 Zn이 주로 염화 착물을 형성하였으며, Fe, Mn 및 Mg는 황산화 착물을 형성하였다. 그러나 염분농도가 낮은 천진호 등(Group II호소)은 Hg와 Cd가 염화 착물을 형성하였으며, Cu, Mg, Mn, Ni, Pb 및 Zn는 황산화 착물을 형성하였다. Fe는 Fe(OH)$_2{^+}$, Fe(OH)$_3$(aq) 등의 수산기 착물을 형성하였다. 또한 염분농도와 상관없이 Al, As 및 Cr은 전체 호소에서 수산기 및 산화형태의 착물을 형성하였다. 대부분 호소의 간극수에 존재하는 미량 금속들은 자유이온(M$^{x+}$)형태로 존재하고 있었으며, 그 외에 M$^{x+}$ + xCl$^-$와 M$^{2+}$ + SO$_4{^{2-}}$의 착물을 형성하고 있어 수환경으로 확산될 경우 생태계 독성 및 축척을 일으킬 것으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권4호
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• pp.813-818
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• 2008

고체 산화물 연료전지(SOFC)에서 Ni/YSZ 음극 촉매를 이용한 내부 개질 반응 시 코크 형성에 의한 촉매 비활성화 문제점을 개선하기 위해 음극에 여러가지 조촉매(Ce, Co, Cu, Cr, Mn, Pd, K, $K_2Ti_2O_5$)들을 첨가하여 그 영향을 조사하였다. $H_2O/CH_4=1.5$ 몰비, 800의 반응 조건하에서 수증기 개질 반응을 행한 결과 전이금속산화물들은 코크형성을 억제하는 효과가 없었고 메탄전환율도 오히려 감소하였다. Potassium을 담지한 Ni/YSZ의 경우는 초기에는 뚜렷한 코크형성 억제 효과가 있었으나 반응 후 42시간이 지나면 휘발에 의한 Potassium함량 감소로 급격한 촉매활성의 저하가 일어났다. 격자 구조에 Potassium이 내장된 $K_2Ti_2O_5$를 5% 혼합한 Ni/YSZ의 경우에는 장기간 운전에도 반응 활성이 줄어들지 않아서 음극 촉매의 코크 억제용 첨가제로 적용될 수 있음을 알았다. 반응시간에 따른 촉매의 비활성화는 촉매 표면에서의 graphidic carbon의 생성 때문으로 밝혀졌다.

• Ocean and Polar Research
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• 제44권2호
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• pp.139-145
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• 2022

Manganese nodules were recovered within the deep subseafloor sediments (118.22 mbsf) at Site U1371 during International Ocean Discovery Program (IODP) expedition 329 from the South Pacific Gyre (SPG). Because most manganese nodules exist on the seabed surface, nodules present in deep sediments are uncommon. Therefore, the growth origin of manganese nodules was identified through mineralogical and geochemical analyses. The manganese nodule was divided into the concentric layer outside the manganese region and the inner part of the phosphatized region consisting of manganese oxide minerals and carbonate fluorapatite (CFA) minerals, respectively. The two-dimensional element distribution analysis of Mn, Co, Ni, Sr and Cu, Zn with low Mn/Fe ratio confirmed that manganese nodules were formed predominantly by a hydrogenetic process and a biogenic process in certain manganese layers. As a result, the manganese nodule was continuously precipitated in SPG environments of oligotrophic open paleoocean conditions and rapidly buried with siliceous ooze sediments when the SPG changed to a eutrophic environment. It has been confirmed that manganese nodules found within deep subseafloor sediments could be used as a new proxy for the reconstruction of paleooceanographic conditions.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제43회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.140-140
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• 2012

최근에 고체산화물 연료전지(SOFC) 연료극 조건에서 우수한 상 안정성, 높은 혼합 전자/이온 전도도 및 황/탄소 저항성 때문에 yttrium-doped strontium titanium oxide (Y-doped SrTiO3)가 대체 연료극 재료로 주목을 받아 왔다. 그러나 Y-doped SrTiO3는 연료 산화에 대해서 기존의 Ni 계열 연료극보다 낮은 전기화학적 활성을 보이는 단점이 있다. 따라서, 효율적인 Y-doped SrTiO3 계열의 연료극 재료를 개발하기 위해서는 Y-doped SrTiO3의 연료극 특성 및 반응성의 이해가 필수적이다. 본 발표에서는 SOFC 연료극에서 수소 산화 반응성을 결정함에 있어 표면 산소 vacancy 형성 에너지의 역할에 대한 spin-polarized DFT (density functional theory) 결과를 발표할 예정이다. 표면 산소 vacancy 형성 에너지는 수소 산화 반응[H2+O (surface) ${\rightarrow}$ OH+OH ${\rightarrow}$ H2O+O (vacancy)]과 밀접한 관계가 있다는 것을 확인하였다. 또한 Y-doped SrTiO3의 표면을 3d-전이금속을(Sc, V, Cr, Fe, Co, Mn, Ni, Cu) 도핑함으로써 표면 산소 vacancy 형성 에너지를 제어할 수 있다는 것을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.283-287
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• 2007

한국에너지기술연구원에서는 중온 ($700{\sim}800^{\circ}C$) 작동용 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들을 개발했다. 연료극 지지체 평관형 셀은 Ni/YSZ 서밋 연료극 지지체 튜브, 8몰% $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$ (YSZ) 전해질, $LaSrMnO_3$ (LSM)과 LSM-YSZ composite 및 $LaSrCoFeO_3(LSCF)$로 구성된 다중층 공기극으로 구성됐다. 제조된 연료극지지체 평관형 셀은 유도 브레이징 법에 의해 페리틱 (ferritic) 금속 캡에 접합됐고, 공기극의 전류집전을 위해 공기극 외부에 Ag 선 및 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ paste를 이용했으며, 연료극의 전류집전은 Ni felt, wire, 그리고 paste를 이용했다. 단위 번들을 만들기 위한 연료극 지지체 평관형 셀의 반응 면적은 셀 당 $90\;cm^2$ 이었으며, 2개의 셀이 병렬로 연결되어 1개의 단위 번들이 됐고, 총 12개의 단위 번들이 직렬로 연결되어 스택을 구성한다. 공기 및 3%의 가습된 수소를 산화제 및 연료로 사용한 단위 번들의 운전 결과 최대 성능은 $800^{\circ}C$에서 $0.39\;W/cm^2$의 출력이 나타났다. 본 연구를 통해 연료극 지지체 평관형 SOFC 셀의 기본 기술과 KIER 만의 독특한 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들의 개념을 확립할 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제23권1호
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• pp.63-69
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• 2006

Methanol and formaldehyde were produced directly by the partial oxidation of methane. The catalysts used were mixed oxides of late-transition metals, such as Mn, Fe, Co, Ni and Cu. The reaction was carried out at $450^{\circ}C$, 50 bar in a fixed-bed differential reactor. The prepared catalysts were characterized by XRD, TPD and BET apparatus. Of the catalysts, A-Mn0.2-6, which contains 0.2 mole of Mn and calcined at $600^{\circ}C$, showed the best catalytic activity: 3.7% methane conversion, and 30 and 28% methanol and formaldehyde selectivities, respectively. The catalytic activity was changed with the content of Mn and the calcination temperature. Catalytic activity increased with the specific surface areas of the catalysts. With XRD, it was found that the structure of the catalysts are changed with calcination temperature. Through $O_2-TPD$ experiment, it was found that the catalysts showing good catalytic activity showed $O_2$ desorption peak around $800^{\circ}C$.

• 전기화학회지
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• 제8권2호
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• pp.88-93
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• 2005

고체산화물 연료전지의 작동온도를 낮추고 셀의 출력 밀도를 향상시키기 위해 연료극 지지체식 셀을 제조하고 공기극의 구조를 개선시켜 그 특성을 조사 분석하였다. 셀 제조는 습식법에 의해 이루어졌으며, 제조된 연료극 지지체상에 전해질을 코팅하고 최종적으로 공기극을 코팅하였다. 제조된 셀은 $8mol\%\;V_2O_3$로 안정화된 $ZrO_2(YSZ)$ 전해질 층 및 Ni/YSZ 연료극 지지체로 이루어졌으며, 공기극은 $(La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_{3-x}(LSM),\;LSM/YSZ(LY)$ 복합체, $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3{LSCF)$를 두층 또는 3층으로 두께를 변화시키면서 코팅하였다 임피던스로 전기화학적 특성을 조사하였으며, $3\%$수분을 함유한 수소와 공기로 $800^{\circ}C$ 이하에서 단전지의 성능을 평가하였다 작동온도 $800^{\circ}C$에서, $LY\;9{\mu}m/LSM\;9{\mu}m/LSCF\;17{\mu}m$의 다층이 코팅된 전지가 $590mW/cm^2$로 가장 좋은 성능을 나타냈으며, $0.244{\Omega}cm^2$로 가장 작은 분극저항을 가졌다. 측정된 임피던스 결과, 공기극의 분극저항이 3층 코팅된 셀의 경우 가장 작게 나타났음을 확인하였으며, 이것은 LY복합전극에 의한 전극 계면 저항 감소뿐 만 아니라 LSCF에 의한 공기극의 산소환원 반응의 전하이동 저항이 감소하였기 때문인 것으로 해석된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권5호
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• pp.218-227
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• 2021

저온 동시 소성용 후막 NTC 서미스터를 Mn_1.5Ni_0.4Co_0.9Cu_0.4O₄ 조성의 NTC 분말과 lead free frit 및 RuO₂를 이용하여 제조한 페이스트를 96 % 알루미나 기판 위에 인쇄와 소결을 통해 제조한 후, 이 후막 NTC의 전기적 특성에 미치는 프릿트 및 RuO₂의 영향을 연구하였다. 후막 NTC 서미스터의 저항은 동일한 온도에서 소결한 벌크 상에 비해 높게 나타났으나 저항-온도 특성에서 부 저항 온도 특성은 더 명확하게 직선적으로 나타남을 알 수 있었다. 한편, 소결온도 증가에 따라 면적저항은 감소하였고 프릿트 첨가량이 많을수록 면적저항은 높게 나타났다. 후막 NTC 서미스터의 B 정수는 3000 K 이상의 값 나타냈는데 그 중 프릿트를 5 wt% 첨가한 페이스트로 만든 후막 NTC를 900℃에서 소결한 시편의 B 정수가 가장 높게 나타남을 알 수 있었다. 또한, RuO₂ 첨가에 따라 면적저항의 감소가 나타남을 알 수 있었으며 RuO₂를 5 wt% 첨가한 페이스트를 900℃에서 소결한 후막 NTC 서미스터의 면적저항 감소의 변화가 가장 뚜렷이 나타남을 알 수 있었다.