• 제목/요약/키워드: Oxygen membrane

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음이온 교환막 수전해 적용을 위한 고균일 고내구 코발트 산화물 전극의 제조 및 공정 조건 최적화 (Optimization of fabrication and process conditions for highly uniform and durable cobalt oxide electrodes for anion exchange membrane water electrolysis)

  • 이호석;명신우;박준영;박언주;허성준;김남인;이재훈;이재훈;정재엽;진송;이주영;이상호;김치호;최승목
    • 한국표면공학회지
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    • 제56권6호
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    • pp.412-419
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    • 2023
  • Anion exchange membrane electrolysis is considered a promising next-generation hydrogen production technology that can produce low-cost, clean hydrogen. However, anion exchange membrane electrolysis technology is in its early stages of development and requires intensive research on electrodes, which are a key component of the catalyst-system interface. In this study, we optimized the pressure conditions of the hot-pressing process to manufacture cobalt oxide electrodes for the development of a high uniformity and high adhesion electrode production process for the oxygen evolution reaction. As the pressure increased, the reduction of pores within the electrode and increased densification of catalytic particles led to the formation of a uniform electrode surface. The cobalt oxide electrode optimized for pressure conditions exhibited improved catalytic activity and durability. The optimized electrode was used as the anode in an AEMWE single cell, exhibiting a current density of 1.53 A cm-2 at a cell voltage of 1.85 V. In a durability test conducted for 100 h at a constant current density of 500 mA cm-2, it demonstrated excellent durability with a low degradation rate of 15.9 mV kh-1, maintaining 99% of its initial performance.

인삼 Light Harvesting Chlorophyll Protein의 특성 및 엽소병에서 Singlet Oxygen($^1O_2$) Quenching (Characteristics of Light Harvesting Chlorophyll-Protein Complex and Singlet Oxygen ($^1O_2$) Quenching in Leaf-burning Disease from Panax ginseng C. A. Meyer)

  • 양덕조;이성택
    • Journal of Ginseng Research
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    • 제13권2호
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    • pp.158-164
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    • 1989
  • 인삼엽소병(leaf-burning disease) 원인과 light-harvesting chlorophyll-protein(LHCP) complex의 solar energy 분배능력과의 상호 연관성을 조사하기 위한 기초 연구로써 인삼 thylakoid의 chlorophyll-protein(CP) complex의 조성 및 특징을 조사하였다. 인삼의 CP-complex는 non-denaturing SDS-PAGE 방법에 의해 4개 bands로 분리되었으며 각 band는 Bassi와 Dunahay의 결과에 따라 CPI(PSI의 reaction center와 LHCP I antennae), CP I(PSI reaction center), LHCP II(LHCP II)의 oligoform), 그리고 LHCP II(PS II antennae; CP29, CP26)로 확인되었다. 인삼의 LHCP II 는 양지식물인 spinach, soybean과 비교해 볼 때 오히려 인삼의 band intensity가 더 높았으며, CP I band는 인삼에서만 분리되었다. 인삼 CP-complex band의 absorption 및 fluorescence spectra, chlorophyll a.b ratio 에서도 비교식물과 차이를 나타내었다. Thylakoid membrane의 polypeptide 함량은 인삼에서 비교식물에 비해 현저히 낮은 polypeptide 함량은을 나타내었다. SDS-PAGE에 의한 polypeptide pattern은 band의 수나 band intensity에서 비교식물과 차이를 나타내었으며, 특히 29-35 kD, 55 kD과 60 kD 근치에서 현저한 band intensity 차이를 확인하였다. Specific $^1O_2$에 의해 chl. a가 60%, chl.b는 90%, 그리고 carotenoid는 70%가 파괴되는 것으로 확인되었다.

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Aspergillus niger 고정화 캡슐을 이용한 구연산 생산 특성 (Citric Acid Production Using Encapsulated Aspergillus niger)

  • 정수환;이태종박중곤장호남
    • KSBB Journal
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    • 제10권1호
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    • pp.78-88
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    • 1995
  • 구연산을 생산하고자 캡슐 내부에 A. niger를 고 정화하여 배양하는 경우 곰팡이가 뻗어나와 캡슐 벽 면위에서 성장하게 된다. 배지중의 탄소원이나 산소 가 부족하면 캡슐벽 밖에 나온 균사가 느슨하게 자라게 되며 탄소원과 산소가 충분하면 캡슐벽 밖의 균사는 단단하게 뭉쳐지며 생산성과 생산수율이 매 우 높아진다. 즉 배지의 단위 부피당 적절한 캡슐수 가 존재한다. 배양중에 캡슐막이 팽창하는 현상은 배지중에 $CaCl_2$를 첨가함으로써 방지할 수 있다. 배 지중에 $CaCl_2$를 첨가하는 시기에 따라 생산성은 영향을 받으며, 배양초기에 $CaCl_2$를 첨가하는 경우보 다 배양 7일째에 $CaCl_2$를 첨가하는 경우가 생산수율 이 약 40% 정도 증가하였다. 고정화 캡슐을 이용하 여 플라스크 배양으로 구연산을 생산하는 경우 생산 수율은 산소공급에 큰 영향을 받는다. Parafilm으로 밀봉된 플라스크 대신 산소공급이 원활한 T -flask를 사용하면 생산량은 11배 생산수율(${\Delta}p/{\Delta}s$)은 3.8배 증가하였다. A. niger를 캡슐에 고정화 배양하여 구 연산을 생산하는 경우는 bead에 고정화 배양하여 생산하는 경우보다 6일째부터 13일째 사이에 평균 30 % 이상의 구연산 생산량 증가가 있었다.

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생물학적 막분리 공정에서 수동흡착 상태에서의 유기물 유입 부하에 따른 소수성 막의 오염도 분석 (Analysis of Hydrophobic Membrane Fouling on the COD Loading Rates at the State of Passive Adsorption in Membrane Bioreactor)

  • 박태영;최창규
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권3호
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    • pp.152-158
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    • 2015
  • 본 연구는 소수성 막 재질에 대한 막오염도를 평가하고자 수동흡착의 개념을 도입하여 정상운전을 위한 막 모듈 이외에 수동흡착 시험용 막 모듈을 설치하여 유출을 시키지 않은 상태에서 막 표면에 부착되는 미생물에 의한 막오염 정도를 분석함으로써 소수성 막오염 잠재성을 평가하고자 하였으며, 이때 운전조건으로 유기물 유입부하를 변화시켜 평가하였다. 이와 더불어 오염된 멤브레인을 세 가지 세정방법(두가지 물리적 세정과 화학적 세정)을 통해 막 세정 전후의 막오염 회복률을 평가하였다. 막오염 평가인자로는 반응조 내 MLSS 농도와 EPS 농도를 조사하였으며, 여과저항 값을 산정하여 막오염 전과 후, 세정 3단계 전과 후를 비교 평가하였다. 실험 결과로서, COD 농도가 750 mg/L인 가장 높은 부하량 조건에서 반응조 내 EPS 농도와 수동흡착 시험용 멤브레인의 여과저항 값이 가장 높게 나타났다. 또한 여과저항 값이 초기 운전 시작 후 차이를 보였지만 60일 이후의 최종 여과저항은 거의 일정하게 나타났는데, 이는 막 표면에 부착된 미생물량이 임계점에 이르러 수동흡착만으로는 더 이상의 막오염은 진행되지 않은 것으로 판단된다. PAds 상태에서 유기물 유입부하에 따른 오염된 막의 세정 전후의 여과저항 측정 결과에서는 3단계 세정 후 평균 회복률이 각각 Run 1이 78%, Run 2가 72%, Run 2가 69%로 유기물 부하가 높을수록 회복률이 떨어지는 것으로 나타났으며, 반면에 물리적 세정에 의한 복원률이 40일 경부터 Run 2와 Run 3의 물리적 세정에 의한 회복률이 낮아지는 것으로 보아 높은 유기물 부하로 인한 막표면의 케이크 형성으로 막오염이 심화된 것으로 판단된다.

셀룰로오스 아세테이트 중공사 분리막을 이용한 바이오가스 분리에 대한 향류 흐름 모델의 적용성 (Suitability of Counter-current Model for Biogas Separation Processes using Cellulose Acetate Hollow Fiber Membrane)

  • 정상철;권기욱;전미진;전용우
    • 유기물자원화
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    • 제28권4호
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    • pp.43-52
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    • 2020
  • 멤브레인을 이용한 기체 분리 기술이 발전함에 따라 분리 과정을 설명하기 위해 다양한 수학적 모델을 개발하고 적용해 왔다. 본 연구에서는 셀룰로오스 아세테이트(CA) 중공사 분리막을 제조하여 실험에 사용하였다. 메탄, 질소, 산소 및 이산화탄소 순수가스를 이용하여 투과도를 측정하고, 향류 흐름 모델(Counter-current model)을 적용하여 실험데이터와 비교/해석하였다. CA 막에 대한 이산화탄소와 메탄의 투과도는 각각 25.82 GPU와 0.65 GPU로 나타났다. CO2/CH4 선택도는 39.7이었다. 순수가스 테스트 후 세 가지 모의 혼합가스에 대한 분리 테스트를 수행하였으며, 다양한 stage-cut 조건에서 투과된 가스의 농도를 측정하였다. 실험으로 얻은 데이터를 향류 흐름 모델로 비교한 결과 상당히 일치하는 것으로 나타났으며, CA 멤브레인 모듈을 사용한 바이오가스 분리를 수학적 모델로 구현할 수 있었다. 또한 유한차분법(FDM)을 적용하여 멤브레인에서 바이오가스의 분리 거동을 유추할 수 있었다. 향후 향류 흐름 모델은 바이오가스 분리 공정을 위한 모델로서 활용 가능할 것으로 기대된다.

고분자전해질 연료전지에서 박막의 화학적 내구성 평가 (Chemical Durability Test of Thin Membrane in Proton Exchange Membrane Fuel Cells)

  • 오소형;유동근;정성기;정지홍;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.362-367
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    • 2023
  • 최근 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 고분자 막의 연구개발은 가격 저감과 성능 향상을 위해 박막화하는 방향으로 진행되고 있다. 그리고 상용차용 수소 전기 차량 수요가 증가하고 있는데, 승용차용보다 내구성이 5배 증가해야 한다. 막의 두께가 얇아짐에도 불구하고 내구성은 5배 증가해야 하므로, 막의 내구성 향상이 더 중요해진 상황이다. 가속 내구 평가 시간도 단축해야하기 때문에 기존 프로토콜에서 공기 대신 산소를 사용한 프로토콜을 10 ㎛ 박막에 적용해 내구성을 평가하였다. 가속 내구 평가(개회로 전압 유지)는 720시간에 종료하였다. 공기를 사용한 미국 에너지부(DOE) 프로토콜을 사용했다면 약 1,500시간의 내구성으로 운전시간 450,000 km 수명을 예상한다. 화학적 내구 평가중에 전극의 활성 면적이 51% 감소해 촉매 열화가 막 내구성 약화에 영향을 준 것으로 판단되고, 촉매 열화 속도를 감소시키면 막 내구성이 증가할 것으로 예상된다.

햄스터 난소세포에서 Daidzein과 Genistein에 의해 유도된 산화적 스트레스에 대한 Vitamin C의 효과 (Effect of Vitamin C on Oxidative Stress Induced by Daidzein and Genistein in Hamster Ovary Cells)

  • 김민혜;김안근
    • 약학회지
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    • 제51권4호
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    • pp.285-290
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    • 2007
  • The oxidative stress causes many diseases like cancer, aging, cardiovascular disease, degenerative neurological disorders (Parkinson’s disease, and Alzheimer's disease) by damage of cell membrane, protein deformation, and damage of DNA due to the oxidation of lipid of cell membrane, protein of tissue or enzyme, carbohydrate, and DNA. It is caused by the reactive oxygen species (ROS) that is produced in the metabolic process of oxygen in cell. The superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), and glutathione peroxidase (GPx) in cell systemize the antioxidative enzymes to control the oxidative stress. In this research, it is measured that the survival rate of cell by the typical isoflavonoid of daidzein or genistein, activity of antioxidative enzyme, and ROS level, in order to study the effect of isoflavonoid over the ROS production in cell and antioxidative system. As the similar action of the isoflavonoid with the estrogen is examined, women are encouraged to get bean. In view of this trend, it is very important to find out a combination medicine that lowers the oxidative stress caused by the daidzein in the ovarian cell. In the combined treatment of the typical antioxidant of vitamin C to oxidative stress which induced by daidzein recover the control level particularly lowering the ROS in cell by 30%. However, it made no effect in the combined treatment with genistein. Therefore, the research took the combination effect of daidzein with vitamin C in order to check it effect over the antioxidative system. In conclusion, it was disclosed that the oxidative stress caused by daidzein is related to the lowering activity of SOD, and the specific combination effect of daidzein with vitamin C is related to the recovery of SOD activity.

고분자 연료전지용 전기촉매의 이론과 설계 (Theory & Design of Electrocatalyst for Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell)

  • 유성종;전태열;성영은
    • 전기화학회지
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    • 제12권1호
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    • pp.11-25
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    • 2009
  • 연료전지는 가까운 미래를 위한 핵심 청정 신에너지원 중의 하나로 기대된다. 그러나 고분자 연료전지에서 공기극은 느린 산소환원반응과 많은 백금 사용 때문에 상업화에 어려움을 겪고 있으며, 이것을 해결하는 것이 최근 당면 과제이다. 또한 연료극은 일산화탄소의 피독 현상과 전극의 안정성이 문제시 되고 있다. 본 총설에서는 고분자 연료전지를 위한 연료극, 공기극 전기화학 촉매의 이론적 접근을 통해 촉매를 설계하는 최근 연구 내용을 소개하려 한다. 촉매 설계는 합금 전기 화학 촉매를 통해 접근 했으며, 이는 electronic, geometric, lateral effects를 손쉽게 조절할 수 있게 한다. 이것은 계산되어진 d-band center의 함수에 의존하며, 촉매의 활성과 큰 관계를 가짐을 발견하였다. 본고에서 지향하는 촉매의 최종 방향은 이론적 접근을 통해서 촉매의 사용량을 줄이면서 효율적으로 사용하는 것이다.

택사약침(澤瀉藥鍼)의 항산화효과(抗酸化效果)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(硏究) (The Experimental Study about Antioxidant Activities of Alismatis Rhizoma Herbal Acupuncture)

  • 이종무;이병렬
    • Journal of Acupuncture Research
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    • 제20권1호
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    • pp.159-176
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    • 2003
  • Objective : The purpose of this study is to investigate the antioxidant activities of Alismatis Rhizoma herbal acupuncture by experimental methods. Methods : For this purpose, first, we put an emphasis in the control of enzymes of the antioxidant system in various changes inside the cell; these changes caused by the proliferation or the activation of the cell which were brought about by the handling of PMA and $TNF-{\alpha}$ into the THP-1 monocyte cell of the body each other. After that, we caused the acute oxidant symptom by the injection of AAPH into the mouse' abdominal cavity, and then applied the herbal acupuncture on S36 point(足三里), and finally, we measured the change of blood ingredient and the resistance against the activated oxygen of the red blood cell membrane, MDA, SOD, and catalase. Results : In vitro the revelation of $IL-1{\beta}$, IL-8, $TNF-{\alpha}$, NOS II and IL-6 were decreased and the revelation of IL-10, $TGF-{\beta}$, GM-CSFIL-12, GM-CSF and SOD were increased. The DNA-binding of $NF-{\kappa}B$ and AP-1 were activated and the formation of ROS in the THP-1 cell line was decreased. In vivo $IL-1{\beta}$ among producing the cytokine inside the plasma was meaningfully dwindled and the $INF-{\gamma}$ was meaningfully increased. The resistance of red blood cell membrane against the activated oxygen was meaningfully increased and the MDA formation was meaningfully dwindled, In the activation of hepatic antioxidase, the SOD was meaningfully increased. Conclusion : Alismatis Rhizoma herbal acupuncture by experimental methods has effected on the antioxidant activities.

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평행류와 Interdigitated 유로를 가진 교분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 성능특성에 대한 수치해석 (Numerical Analysis on Performance Characteristics of PEMFC with Parallel and Interdigitated Flow Channel)

  • 이필형;조선아;최성훈;황상순
    • 전기화학회지
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    • 제9권4호
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    • pp.170-177
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    • 2006
  • 고분자 전해질 연료전지의 분리판의 유동채널 설계는 고전류밀도에서 발생하는 농도분극에 직접적인 영향을 줄 뿐 아니라 생성되는 물의 효과적인 전달을 위하여 매우 중요하다. 평행류 유로와 interdigitated 유로의 성능비교를 위하여 연료극과 공기극이 포함된 완전한 형태의 고분자 전해질 연료전지의 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 수치해석모델을 사용하여 평행류 유동장과 interdigitated 유동장의 압력강하, 채널간의 물질전달, $H_2O$$O_2$의 농도 분포 그리고 i-V 성능을 비교하였다. 그 결과 물질전달에서 채널간의 대류에 의한 물질전할이 더욱 우수한 interdigitated 유동채널에서 성능이 더 높게 나타났으며 압력강하는 보다 크게 나타나 설계시 두가지 성능에 대한 상호보완이 필요함을 알 수 있었다.