• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권8호
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• pp.2529-2534
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• 2012

Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) coated Manganese Dioxide (PEDOT/$MnO_2$) composite electrode was fabricated by simply immersing the $MnO_2$ electrode in an acidic aqueous solution containing 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) monomers. Analysis of open-circuit potential of the $MnO_2$ electrode in the solution indicates the reduction of outer surface of $MnO_2$ to dissolved $Mn^{2+}$ ions and simultaneously oxidation of EDOT monomer to PEDOT on the $MnO_2$ surface to form a PEDOT shell via a galvanic displacement reaction. Analysis of cyclic voltammograms and specific capacitance of the PEDOT/$MnO_2$, conductive carbon added $MnO_2$ and conductive carbon added PEDOT/$MnO_2$ electrodes suggests that the conductive carbon acted mainly to provide a continuous conducting path in the electrode to improve the rate capability and the PEDOT layer on $MnO_2$ acts to increase the active reaction site of $MnO_2$.

• 한국세라믹학회지
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• 제40권2호
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• pp.191-197
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• 2003

지구온난화의 주요원인인 $CO_2$의 분해를 위해 다양한 조성의 Sr 페라이트를 이용하여 $CO_2$분해능을 비교하였다. Sr 페라이트를 80$0^{\circ}C$까지 환원시킨 결과, Sr 페라이트 내 Sr 함량이 감소할수록 높은 온도에서 환원반응이 시작되었지만, 온도가 증가함에 따라 그 환원반응성은 높아졌다. 환원된 Sr 페라이트를 이용한 $CO_2$분해 반응에서는 Sr:Fe 조성비에 따라CO나 C의 생성량이 달라졌다. 이 반응에서 Sr 페라이트 내 Sr의 비율이 감소할수록 CO의 생성량은 증가하였으며, Sr의 비율이 증가할수록 페라이트 표면에 많은 양의 C가 흡착되었다. 따라서, $CO_2$분해 반응에 Sr 페라이트를 적용할 경우, 사용 조건에 따라 Sr:Fe의 조성비를 제어할 필요가 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.478-485
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• 2022

외부사업을 통해 발행받은 인증실적을 배출권 거래제 할당 대상 업체에게 판매하고 할당 대상업체는 구매한 외부사업 인증실적을 상쇄 배출권으로 바꾸어 할당량을 확보할 수 있다. 본 방법론은 기존 기름보일러를(유종별) 사용하던 화석연료를 상대적으로 탄소 함량이 적은 프로판가스를 사용하는 보일러로 교체하였을 때 유종별 이산화탄소 배출 감축분을 인정받아 온실가스 감축을 하지 못해 배출허용량을 넘긴 대기업의 부족된 할당량으로 보충하기 위한 초기 분석으로 탄소감축 배출량과 배출권 거래 금액을 산출하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권3호
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• pp.347-354
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• 2014

본 연구에서는 연소 배가스 중에 포함된 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술의 경제성평가를 수행하고 화합물 생산 계획에 따른 이익 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 분석하였다. 본 연구에서 고려된 기술을 이용하면 발전소에서 발생되는 연소배가스 중의 이산화탄소와 전기분해를 통해 발생되는 가성소다와의 탄산화 반응을 통해 고부가화합물(중탄산나트륨, $NaHCO_3$)의 생산 및 이산화탄소의 저감이 동시에 가능하다. 또한 전기분해에서 생산되는 염소 및 수소 가스는 다시 차아염소산나트륨(NaOCl) 및 고순도 염산의 제조에 적용된다. 기술의 경제성 평가를 위한 방법으로는 순현재가치법(Net Present Value method, NPV) 및 내부수익률(Internal Rate of Return, IRR)을 활용하여 일일 100톤의 이산화탄소를 처리할 수 있는 공정을 대상으로 20년간 상업운전을 가정하였다. 상기 가정하에서 20년간의 내부수익률은 약 67.2%, 20년간의 운전기간을 통한 총 이익은 순현가 기준으로 약 346,922 백만원으로 산출되었다. 그리고 2015년부터 시행예정인 탄소배출권 거래가 활성됨에 따른 ETS 수익을 고려할 경우 총이익은 약 60억원 향상되는 것으로 분석이 되었다. 상기 분석을 살펴보면 이산화탄소의 탄산화 반응을 통한 고부가화합물 제조기술은 온실가스 저감효과를 가져올 뿐만 아니라 경제성이 뛰어난 것으로 생각된다.

• 공업화학
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• 제31권3호
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• pp.323-327
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• 2020

이산화탄소 메탄화 공정 적용을 위해 저온에서 우수한 활성을 나타내는 Ni/CeO_2-X의 반응 특성을 조사하였다. 지지체인 CeO_2-X는 Ce(NO₃)₃를 400 ℃에서 열처리하여 획득하였으며, 촉매는 함침법으로 제조되었다. 실험의 운전 변수로써 반응기 내부 압력, 유입가스 중 산소, 메탄, 황화수소의 조성 및 반응 온도에 대하여 수행하였다. Ni/CeO_2-X를 이용한 이산화탄소 메탄화 반응에서 압력이 1 bar에서 3 bar로 증가함에 따라 CO₂ 전환율은 25% 이상 증가하였으며, 낮은 반응 온도에서 증가폭이 크게 나타났다. 유입가스 중 산소와 메탄은 촉매의 CO₂ 전환율을 최대 16, 4%씩 감소시켰으며, 산소와 메탄의 농도가 높아질수록 CO₂ 전환율의 감소율이 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 황화수소는 촉매의 CO₂ 전환율을 최대 7% 감소시켰으며 촉매의 비활성화를 야기하였다. 본 연구의 결과들은 이산화탄소의 메탄화 공정 기초 자료로 유용하게 사용될 수 있을 것이다.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제44권3호
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• pp.449-456
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• 2016

본 연구의 목적은 국산 구조용 집성재를 대상으로, 제조과정의 탄소배출을 정량화하고 탄소배출 저감방안을 제시하는 것이다. 총 2개소의 구조용 집성재 제조업체를 대상으로 원료, 수송, 제조 공정, 제조에 의한 에너지소비량 등을 현장 실사하였다. 현장에서 수집한 자료 및 구축된 전과정목록과 같은 관련문헌을 토대로 단위부피당 탄소배출을 정량화하였다. 국산 구조용 집성재의 제재 및 건조, 집성 공정별 온실가스 배출결과는 각각 31.0, 109.0, 94.2 kg $CO_2eq./m^3$으로 나타났다. 수입 구조용 집성재와 비교하였을 때 약 13% 온실가스를 적게 배출하는 것으로 나타났다. 또한 기존의 건조 에너지원을 바이오매스로 전환시에는 기존 대비 37%의 온실가스를 감축하여 친환경성을 제고할 수 있을 것으로 판단되었다. 본 결과는 향후 목조주택의 환경성을 규명하기 위한 전과정평가 수행 시, 투입된 목재제품의 전과정목록분석을 위한 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

• 한국재료학회지
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• 제33권2호
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• pp.29-46
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• 2023

The electrochemical reduction of carbon dioxide (CO₂) to value-added products is a remarkable approach for mitigating CO₂ emissions caused by the excessive consumption of fossil fuels. However, achieving the electrocatalytic reduction of CO₂ still faces some bottlenecks, including the large overpotential, undesirable selectivity, and slow electron transfer kinetics. Various electrocatalysts including metals, metals oxides, alloys, and single-atom catalysts have been widely researched to suppress HER performance, reduce overpotential and enhance the selectivity of CO₂RR over the last few decades. Among them, single-atom catalysts (SACs) have attracted a great deal of interest because of their advantages over traditional electrocatalysts such as maximized atomic utilization, tunable coordination environments and unique electronic structures. Herein, we discuss the mechanisms involved in the electroreduction of CO₂ to carbon monoxide (CO) and the fundamental concepts related to electrocatalysis. Then, we present an overview of recent advances in the design of high-performance noble and non-noble singleatom catalysts for the CO₂ reduction reaction.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권6호
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• pp.751-755
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• 2005

화석연료의 연소에 의해 발생하는 연소배가스에 포함된 이산화탄소는 대표적인 온실 가스로 알려졌으며 지구 온난화를 방지하기 위하여 다양한 제거 및 활용 기술에 대한 연구가 진행되고 있다. 본 연구는 연소배가스에서 분리된 이산화탄소를 마그네타이트 분말을 이용하여 재활용하기 위한 방안을 찾기 위한 노력의 일환으로 수행하였다. $FeSO_4{\cdot}7H_2O$와 NaOH 수용액을 혼합하여 알칼리도를 달리하고 산화제를 달리한 다음 합성온도를 50, 80, 90, $100^{\circ}C$로 하여 마그네타이트 분말을 제조하였으며 XRD와 SEM을 이용하여 분석하였다. 산성 영역보다 염기성 영역 그리고 합성온도가 높을수록 높은 결정성을 갖는 입방정(cubic) 형태의 스핀넬 타입 마그네타이트 분말이 합성되었다. TGA를 이용하여 합성된 분말의 수소에 의한 환원 및 이산화탄소 흡수에 의한 산화특성을 연구하였다. 그 결과, 낮은 합성온도와 산성영역에서는 입방정 형태를 갖는 분말이 생성되지 않았으며 대부분 무정형의 상만이 존재하였다. 그러나 합성온도가 높고 염기성 영역으로 갈수록 높은 결정성과 입방정 형태를 갖는 입자가 나타났다. 또한, 반응 시 산화제로 산소와 공기를 사용한 경우와 질소를 사용한 경우를 비교하였을 때, 산소 함량이 높을수록 우수한 결정성을 갖는 분말이 합성되었다. 합성된 분말을 사용하여 Redox 반응을 수행한 결과, $400^{\circ}C$ 이하에서는 수소에 의한 환원과 이산화탄소 흡수에 의한 산화 반응이 거의 일어나지 않았으나, $500^{\circ}C$에서는 환원 및 산화 반응이 잘 이루어졌다. 특히, 산소를 산화제로 사용하고 염기성영역(NaOH에 대한 $FeSO_4{\cdot}7H_2O$의 몰랄농도비=2.0)에서 $100^{\circ}C$로 합성한 분말이 반응온도 $500^{\circ}C$에서 가장 높은 27.15 wt％의 환원량과 26.75 wt％의 산화량을 보였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제28권11호
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• pp.1996-2002
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• 2007

The redox behavior of a [Ni6(μ3-Se)2(μ4-Se)3(Fe(η 5-C5H4P-Ph2)2)3] (= [Ni-Se-dppf], dppf = 1,1-bis(diphenylphosphino) ferrocene) cluster was studied using platinum (Pt) and glassy carbon electrodes (GCE) in nonaqueous media. The cluster showed electrochemical activity at the potential range between +1.6 and ?1.6 V. In the negative region (0 to ?1.6 V), the cluster exhibited two-step reductions. The first step was one-electron reversible, while the second step was a five-electron quasi-reversible process. On the other hand, in the positive region (0 to +1.6 V), the first step involved one-electron quasi-reversible process. The applicability of the cluster was found towards the electrocatalytic reduction of CO2 and was evaluated by experiments using rotating ring disc electrode (RRDE). RRDE experiments demonstrated that two electrons were involved in the electrocatalytic reduction of CO2 to CO at the Se-Ni-dppf-modified electrode.

• Rapid Communication in Photoscience
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• 제2권2호
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• pp.42-45
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• 2013

Natural photosynthesis utilizes solar energy to convert carbon dioxide and water to energy-rich carbohydrates. Substantial use of sunlight to meet world energy demands requires energy storage in useful fuels via chemical bonds because sunlight is intermittent. Artificial photosynthesis research focuses the fundamental natural process to design solar energy conversion systems. Nicotinamide adenine dinucleotide ($NAD^+$) and $NADP^+$ are ubiquitous as electron transporters in biological systems. Enzymatic, chemical, and electrochemical methods have been reported for NADH regeneration. As photochemical systems, visible light-driven catalytic activity of NADH regeneration was carried out using platinum nanoparticles, molecular rhodium and cobalt complexes in the presence of triethanolamine as a sacrificial electron donor. Pt nanoparticles showed photochemical NADH regeneration activity without additional visible light collector molecules, demonstrating that both photoactivating and catalytic activities exist together in Pt nanoparticles. The NADH regeneration of the Pt nanoparticle system was not interfered with the reduction of $O_2$. Molecular cobalt complexes containing dimethylglyoxime ligands also transfer their hydrides to $NAD^+$ with photoactivation of eosin Y in the presence of TEOA. In this photocatalytic reaction, the $NAD^+$ reduction process competed with a proton reduction.