• 공업화학
• /
• 제32권4호
• /
• pp.409-416
• /
• 2021

불용성 산화 전극은 전기화학적 수처리 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용하여 난분해성 유기물질을 분해하는 방법으로 많은 연구가 진행되어 왔다. 이러한 불용성 산화 전극 제조에 있어 금속 기판 표면에 코팅하는 금속 촉매의 종류, 코팅 방식, 소결 방법 등의 다양한 제조 변수가 불용성 산화 전극의 성능 및 내구성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 Ir-Ru-Ta 삼원 금속 코팅을 활용하여 동일한 전 처리 및 소결 조건에서 코팅 방법에 따라 불용성 산화 전극을 제조하고 이의 성능과 내구성을 연구하였다. 코팅 방식은 브러쉬 및 스프레이 코팅법을 활용하였으며, 그 결과 최적화된 스프레이 코팅 조건에서 동일한 촉매 잉크양으로 더 많은 금속을 Ti 기판 표면에 코팅이 가능하여 촉매 잉크 저감이 가능한 것을 확인하였다. 또한, 전극 표면의 갈라짐 현상 및 삼원 금속의 균일한 도포에 의해 스프레이 코팅법으로 제조한 Spray_2.0_3.0 전극이 가장 높은 전기화학적 활성 비표면적을 보여주었으며, 4-chlorophenol의 분해 성능이 타 전극에 비해 우수한 것으로 나타났다. 하지만, 불용성 산화전극의 내구성은 전극의 코팅방법에 따라 큰 차이가 없는 것으로 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
• /
• pp.158.2-158.2
• /
• 2011

DME is acronym of dimethyl ether, which is spotlighted as an ideal fuel to produce hydrogen due to its high hydrogen/carbon ratio, high energy density and easiness to carry. In this research, we calculated thermodynamic hydrogen (or syngas) yield from DME autothermal reforming and compared to other fuels. The reforming efficiency was about 80% above $700^{\circ}C$. Lower OCR has higher reforming efficiency but, it requires additional heat supply since the reactions are endothermic. SCR has no significant effect on the reforming efficiency. The optimized condition is $700^{\circ}C$, SCR 1.5, OCR 0.45 without additional heat supply. Comparing to other commercial gaseous fuels (methane and propane), DME has higher selectivity of $H_2O$ and $CO_2$ than the others due to the oxygen atom in the molecule. To apply DME autothermal reforming to real system, a proper catalyst is required. Therefore, it is performed the experiment comparing various novel metal catalysts based on CGO. Experiments were performed at calculated condition. The composition of product was measured and reforming efficiency was calculated. The catalysts have similar efficiency at high temperature(${\sim}800^{\circ}C$) but, CGO-Ru has the highest efficiency at low temperature ($600^{\circ}C$).

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
• /
• pp.207-207
• /
• 2013

기존의 그래핀 성장에 관한 연구는 열화학기상증착법(Chemical vapor deposition; CVD)을 이용한다. 그래핀 성장 제어 요소로는 촉매 기판인 전이 금속[Ru, Ir, Co, Re, Pt, Pd, Ni, Cu], 기판 전처리 과정, 수소/메탄 가스 혼합비, 작업 진공 상태, 기판온도[$800{\sim}1,000^{\circ}C$, 냉각 속도 등으로 보고 되고 있다. 그래핀 성장 원리는 Cu 촉매 기판에 메탄 가스를 $1,000^{\circ}C$ 온도에서 분해해서 탄소를 고용 시킨 후 급랭하는 도중에 석출되는 탄소에 의해 그래핀 시트가 형성되는 것으로 알려져 있다. 기존의 CVD를 열원을 이용할 경우 내부 챔버에 생기는 잠열에 의해 cooling profile의 제어가 용이하지 않다. 본 연구에서는 근적외선(Near Infrared; NIR) 열원을 이용한 CVD로 챔버 내부 잠열을 최소화하고, 냉각 공정을 Natural, Linear, Convex cooling type으로 디자인해서 cooling profile 제어가 그래핀 성장에 미치는 영향을 연구 하였다. 이렇게 성장된 그래핀을 임의의 기판(SiO2, Glass, PET film) 위에 습식방법으로 전이 시킨 후, 전기적 구조적 및 광학적 특성을 면저항(four-point probe), 전계방사 주사전자현미경(Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM), 마이크로 라만 분광법(Micro Raman spectroscopy) 및 광학현미경(optical microscope), 투과도(UV/Vis spectrometer)의 측정으로 잠열이 최소화된 NIR-CVD에서 cooling profile에 따른 그래핀 성장을 평가하였다.

• 한국분말재료학회지
• /
• 제27권1호
• /
• pp.63-71
• /
• 2020

It is necessary to fabricate uniformly dispersed nanoscale catalyst materials with high activity and long-term stability for polymer electrolyte membrane fuel cells with excellent electrochemical characteristics of the oxygen reduction reaction and hydrogen oxidation reaction. Platinum is known as the best noble metal catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cells because of its excellent catalytic activity. However, given that Pt is expensive, considerable efforts have been made to reduce the amount of Pt loading for both anode and cathode catalysts. Meanwhile, the atomic layer deposition (ALD) method shows excellent uniformity and precise particle size controllability over the three-dimensional structure. The research progress on noble metal ALD, such as Pt, Ru, Pd, and various metal alloys, is presented in this review. ALD technology enables the development of polymer electrolyte membrane fuel cells with excellent reactivity and durability.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
• /
• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
• /
• pp.120-121
• /
• 2014

전기도금, 난분해성 오폐수 처리, 해수정화, 연료전지의 촉매전극 등 다양한 전기화학반응을 이용한 산업에 전기화학법 표면처리용 DSE(Dimensionally Stable Electrode)가 많이 사용되고 있다. 고효율 전기화학적 살균 반응용 DSE를 개발하기 위해 전기화학적 특성이 좋은 이리듐(Ir), 루테늄(Ru)등의 조성비, 전처리 및 열처리등의 실험을 통해 최적의 공정 조건을 확보하였다.

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

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제34권6호
• /
• pp.587-593
• /
• 2023

This research project focused on the production of hydrogen through ammonia decomposition reactions while investigating how the reactivity of this process varies when employing different catalysts. Several metal oxide supports (Al₂O₃, La₂O₃, CeO₂) were utilized as catalysts, with active metals from both the transition metal group (Co, Ni, Fe, Cr, Cu) and the noble metal group (Ru, Rh, Pd, Pt) impregnated onto these supports. Furthermore, the study examined how the reactivity evolves with changes in reaction temperature when employing the prepared catalysts. Additionally, the research delved into the distinctive activation energies associated with each of the catalysts. In this research, In the noble metal catalyst system, the order of high activity for ammonia decomposition reaction to produce hydrogen is Ru > Rh > Pt ≈ Pd. In the transition metal catalyst system, the order of high activity is Co > Ni > Fe > Cr > Cu.

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

• 청정기술
• /
• 제28권3호
• /
• pp.232-237
• /
• 2022

해조류 바이오매스 중 갈조류의 주요 구성 성분인 알긴산은 다양한 산업에서 널리 사용되어지며, 촉매적 저분자화를 통해 당, 당알코올, 퓨란계, 그리고 유기산과 같은 고부가가치 화합물로 전환할 수 있다. 본 연구에서는 루테늄 담지 활성탄과 마그네시아를 혼합하여 알긴산 저분자화 반응에 적용하고자 하였다. 이러한 불균일계 촉매 시스템은 생성물에 대한 분리가 용이하고 정제 과정의 간소화가 장점으로 작용한다. 반응 결과, 탄소 수 5개 이하의 저분자량 알코올 및 유기산이 생성되었으며, 최적의 반응 조건 탐색을 통해 최종적으로 1 wt% 알긴산 수용액 30 mL, 루테늄 담지 활성탄 100 mg, 마그네시아 100 mg, 반응 온도 210 ℃, 반응 시간 1 h의 반응 조건에서 29.8%의 알코올에 대한 탄소 수율과 43.8%의 알코올 포함 액상 생성물에 대한 총 탄소 수율을 확보하였다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제22권8호
• /
• pp.999-1007
• /
• 2013

Electrochemical degradation of phenol was evaluated at DSA (dimensionally stable anode), JP202 (Ru, 25%; Ir, 25%; other, 50%) electrode for being a treatment method in non-biodegradable organic compounds such as phenol. Experiments were conducted to examine the effects of applied current (1.0~4.0 A), electrolyte type (NaCl, KCl, $Na_2SO_4$, $H_2SO_4$) and concentration (0.5~3.0 g/L), initial phenol concentration (12.5~100.0 mg/L) on phenol degradation and $UV_{254}$ absorbance as indirect indicator of by-product degraded phenol. It was found that phenol concentration decreased from around 50 mg/L to zero after 10 min of electrolysis with 2.5 g/L NaCl as supporting electrolyte at the current of 3.5 A. Although phenol could be completely electrochemical degraded by JP202 anode, the degradation of phenol COD was required oxidation time over 60 min due to the generation of by-products. $UV_{254}$ absorbance can see the impact of as an indirect indicator of the creation and destruction of by-product. The initial removal rate of phenol is 5.63 times faster than the initial COD removal rate.