• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.112-117
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• 2021

본 연구에서는 생물학적 공유결합인 다이타이로신 결합을 모방하여 비가역적 공유결합을 기반으로 한 펩타이드의 자기조립 방법을 연구하였다. 고밀도의 다이타이로신 결합을 달성하기 위해 Tyr-Tyr-Leu-Tyr-Tyr (YYLYY) 의 서열을 갖는 펩타이드 단량체를 선택하였다. 다이타이로신 결합으로 자기조립 된 펩타이드 나노입자는 가시광선 하에서 Ru(BPY)3Cl2 촉매를 사용하여 단일공정 광가교를 통해 합성되었다. 펩타이드 나노 입자의 크기에 대한 각 성분의 농도 효과는 동적 광산란, UV-Vis 분광법 및 투과 전자 현미경을 사용하여 확인하였다. 이를 통해 130 nm~350 nm범위의 펩타이드 나노입자의 크기별 최적의 합성 조건을 제시하였다.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.218-226
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• 2022

최근 선진국들은 수소경제 및 탄소중립 사회로의 전환을 위해 수소에너지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이산화탄소(CO₂)를 배출이 없는 친환경적인 수소(H₂) 생산 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 암모니아(NH₃) 분해 수소 제조를 위해 루테늄 알루미나(Ru/Al₂O₃) 분말 촉매와 함께 알루미나 졸(alumina sol)의 무기바인더(inorganic binder)와 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose)의 유기바인더(organic binder)를 사용하여 딥 코팅(dip coating) 방법으로 루테늄 알루미나 메탈 모노리스 코팅 촉매를 제조하였다. 딥 코팅을 위한 촉매 슬러리의 최적 비율로 촉매와 무기바인더의 중량 비율을 1:1로 고정하여 유기바인더 0.1일 때 1회 딥 코팅 시 촉매 코팅양은 61.6 g L^-1이다. 이때 메탈모노리스 표면에 코팅된 촉매 층의 균일한 두께 (약 42 ㎛)와 결정상을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 X-ray 회절분석(X ray diffraction, XRD)을 통해 확인하였다. 또한, 암모니아 분해 수소 제조의 최적 공정조건을 찾고자 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 이용하여 반응온도와 공간속도의 독립변수에 따른 암모니아 전환율에 대한 수치 최적화 회귀식 모델을 계산하였다. 이러한 결과로부터 암모니아 분해 수소생산을 위한 상업적 규모의 공정운전 기본설계 자료로 활용이 가능하다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.775-780
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• 2011

50 $cm^2$의 활성면적을 가진 셀을 이용하여 5-셀 DMFC 스택을 제작하고 4 A의 부하로 4,000 시간 운전한 후 성능감소 및 성능 감소 원인을 분석하였다. 4,000 시간 운전 후 10 A에서 스택의 전력 밀도가 28.7% 감소하였으며 다섯개의 셀 중 두 개는 거의 성능저하가 일어나지 않았고 두 개는 약 40%의 성능 저하, 한 개는 약 60%의 성능 저하를 보였으며 각 셀별 성능저하의 정도의 차이는 스택 내에서의 위치와 상관관계가 없었다. 스택 내의 다섯 셀 중 가장 성능감소가 심하였던 셀의 경우 연료극 촉매층의 Pt 입자 크기가 증가하였으며 연료가 들어가는 쪽의 Pt 입자의 크기 증가가 더 심하였다. 그러나 4,000 시간 장기운전 후 공기극 촉매층에서는 Pt 입자 크기의 변화는 거의 없었다. 스택 내의 모든 셀에서 4,000 시간 운전 후 연료극 촉매에서 공기극 촉매로의 루테늄의 크로스오버가 SEM-EDX로 관찰되었으며 특히 성능감소가 심하였던 셀의 경우 공기극 촉매층에서 Ru/Pt의 비율이 가장 컸다.

• 전기화학회지
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• 제15권1호
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• pp.12-18
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• 2012

다양한 응용분야에서 활용될 수 있는 고체고분자연료전지의 경우 현재 상용화에 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 것이 고가의 백금 촉매이다. 따라서 특히 최근 들어 산소환원반응에서 백금을 대체하는 물질을 개발하기 위한 연구가 전세계적으로 확산되고 있다. 그러나 촉매 개발 시 경제성 관점 외에 내구성도 고려해야 하는데, 이런 관점에서 백금과 유사한 물성과 활성이 기대되는 백금족 원소들이 한 대안이 될 것이다. 가장 백금과 유사한 물성, 활성을 나타내는 팔라듐과 칼코겐화물 형태의 루테늄이 지금까지 가장 많이 연구가 되었으며 상대적으로 이리듐, 로듐, 오스뮴은 산소환원 촉매로 많은 연구가 되지 않았다. RDE (rotating disk electrode)를 이용한 반쪽전지 실험이나 연료전지 MEA (membrane electrode assembly) 운전을 통하여 백금과 활성을 비교해보면 팔라듐 계열의 비백금 촉매가 가장 백금에 가까운 활성을 나타내고 있음을 알 수 있다. 이 논문에서는 각 백금족 원소들 기반의, 현재까지 문헌상으로 보고된 촉매조성들을 분석하여 비백금 산소환원 촉매 개발에 도움이 되고자 한다.

• 대한화학회지
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• 제55권3호
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• pp.418-429
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• 2011

[ $N^1,N^2$ ]bis(3-((3-hydroxynaphthalen-2-yl)methylene-amino)propyl)phthalamide ($H_4L$, 1) 의 새로운 크롬(III), 망간(II), 철(III), 코발트(II), 니켈(II), 구리(II), 루테늄(III) 및 산화 지르코늄(II) 착물을 합성하여 원소분석, 물리적 성질 및 분광학적으로 특성을 규명하였다. 분광학적 결과를 통해 이 리간드는 $[H_4LMX_2(H_2O)]{\cdot}nH_2O$ (M = Cu(II), Ni(II), Co(II), X = Cl 또는 $NO_3$)의 일반식을 갖는 착물2-5에서는 중성의 삼배위 리간드로 행동한다. 또는 $[H_4L(ZrO)_2Cl_2]{\cdot}8H_2O$ 의 일반식을 갖는 착물 6-9 에서는 이염기성 육배위 리간드로 행동한다. DMF 용액에서의 몰전기전도도 실험결과 이들 착물은 비이온성을 나타낸다. 고체 구리착물 2, 5 및 6 의 ESR 스펙트럼에서 $g_{\parallel}$ >g> $g_e$을 보이는데, 이는 일그러진 팔면체구조와 큰 공유결합성을 갖는 $d{_x}^2{_{-y}}^2$ 오비탈에 비공유 전자쌍이 존재함을 의미한다. 이합체 구리(II) 착물 $[H_2LCu_2Cl_2(H_2O)_4]{\cdot}3H_2O$ (6)에 대해 두 구리원자 사이의 거리를 ESR 스펙트럼으로부터 추정한 parallel component 의 field zero splitting 파라메타를 이용하여 계산하였다. 이들 화합물의 항박테리아 및 항균 활성도를 측정한 결과, 몇가지 금속 착물의 경우 표준시약인 tetracycline (박테리아) 및 Amphotricene B (균류)보다 더 큰 저해효과를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제34권12호
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• pp.840-846
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• 2012

현재 이산화탄소에 의한 지구기후변화는 세계적으로 논의되고 있다. 화석연료를 대신할 수 있는 청정 연료를 찾고 있다. 에너지 생산을 위한 지속가능한 바이오가스 사용은 이산화탄소 배출에 기여하지 않아 온난화가스를 줄이는데 높은 잠재력을 가지고 있다. 모사 바이오가스(메탄 : 이산화탄소 = 60% : 40%)를 이용한 높은 수소 합성가스 생산을 위한 촉매 수증기 개질연구를 하였다. 표면연소의 3D 적외선 매트릭스 버너에 바이오가스를 적용하였다. 개질기에는 Ru 촉매를 이용하였다. 변수별 연구로 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도를 진행하였다. 수증기/탄소 비, 바이오가스 성분비, 공간속도, 개질기 온도가 각각 3.25, 60% : 40%, $14.7L/g{\cdot}hr$, $550^{\circ}C$일 때, 수소 농도, 메탄 전환율이 최대값을 나타내었다. 위 조건에서 수소 수율, 수소/일산화탄소 비, 일산화탄소 선택도, 에너지 효율은 0.65, 2.14, 0.59, 51.29%를 나타내었다.

• KSBB Journal
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• 제24권2호
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• pp.207-211
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• 2009

본 연구에서는 광학적 특성이 우수한 GPTMS 졸-겔에 pH와 용존산소를 검출할 수 있는 6-aminofluorescein과 $Ru(dPP)_3\;^{2+}$를 고정화하였다. 제조한 검출막의 광학적 특성을 조사하였고 E.coli JM109와 P.pastoris X-33의 발효중 pH와 용존산소를 모니터링하는데 사용하여 오프라인으로 측정 된 데이터와 비교, 고찰하였다. 여기파장 480 nm와 방출파장 600 nm에서 최적 형광 검출파장을 나타내는 용존산소 검출막에 흑연이 혼합된 절광층을 재코팅한 막이 0%와 100% 용존산소 조건에서 800 [RFU]의 형광세기 차이를 나타냈다. 제조한 용존산소 검출막을 사용하여 E.coli JM109와 p.pastoris X-33의 발효중 배양액내의 용존산소를 모니터링한 결과, 미생물의 성장에 따른 용존산소량의 변화를 잘 모니터링 할 수 있었다. 한편, GPTMS 졸-겔에 6-aminofluorescein을 고정화하여 제조한 pH 검출막은 여기파장 480 nm와 방출파장 520 nm에서 최적 검출파장을 나타내었고 절광막을 재코팅한 검출막이 pH의 변화에 따라 높은 감도를 나타내었다. 제조한 pH 검출막에 E. coli JM109와 P.pastoris X-33을 배양하여 발효시간에 따른 배양액의 pH 변화를 오프라인으로 측정하고 형광세기 변화와 비교하였다. 발효중 미생물의 유기산 생산과 단백질분해로 인한 pH 변화를 pH 검출막이 잘 모니터링 함을 볼 수 있었다. 따라서 본 연구에서 제조한 pH와 용존산소 검출막은 높은 감도등 우수한 광학적 특성을 보여줄 뿐만 아니라 미생물 발효중 pH와 용존산소를 온라인 모니터링 할 수 있음을 알 수 있다.