Hoeun Seong;Jinhee Kim;Kiyoung Chang;Hyun-woo Kim;Woojun Choi;Dongil Lee
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제14권3호
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pp.243-251
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2023
Developing oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts is essential to accomplish viable CO2 and water electrolysis. Herein, we report the fabrication and OER performance of Ni-foam (NF)-immobilized Ni6 nanoclusters (NCs) (Ni6/NF) prepared by a dip-coating process. The Ni6/NF electrode exhibited a high current density of 500 mA/cm2 for the OER at an overpotential as low as 0.39 V. Ni6/NF exhibited high durability in an alkaline solution without corrosion. Electrokinetic studies revealed that OER can be easily initiated on Ni6 NC with fast electron-transfer rates. Finally, we demonstrated stable CO2-to-CO electroreduction using an NC-based zero-gap CO2 electrolyzer operated at a current density of 100 mA/cm2 and a full-cell potential of 2.0 V for 12 h.
Solar reforming of methane with $CO_2$ was successfully tested with a direct irradiated absorber on a parabolic dish capable of $5kW_{th}$ solar power. The new type of catalytically activated metallic foam absorber was prepared, and its activity was tested. Ni was applied as the active metal on the gamma - alumina coated Ni metal foam for the preparation of the catalytically-activated metal foam layer. Compared to conventional direct irradiation of the catalytically-activated ceramic foam absorber, this new metallic foam absorber is found to exhibit a superior reaction performance at the relatively low insolation or at low temperatures. In addition, unlike direct irradiation of the catalytically-activated ceramic foam absorber, metallic foam absorber has better thermal resistance, which prevents the emergence of cracks caused by mechanical or thermal shock. The total solar power absorbed reached up to 2.1kW and the maximum $CH_4$ conversion was almost 40%.
Simplification of the manufacturing process in shoe making is essential to improve productivity and reduce production costs. To improve the adhesion of EVA foam used as a midsole, EVA/itaconated EPDM(EPDM-g-IA)(80/20wt%) blend was prepared using Torque Rheometer-Plasti-Corder, and 1,6-hexamethylenediamine/crosslinking agent/foaming agent/additive were mixed, followed by amidation reaction and foaming to prepare EVA/EPDM-g-IA foam for shoe midsole. In this study, we investigate the effect of the content of 1,6-hexamethylenediamine(0, 0.5, 1.0, 2.0, 3.0) on the mechanical properties, water-contact angle and adhesion of EVA/itaconated EPDM foam. As the content of 1,6-hexamethylenediamine increased, mechanical properties such as tensile strength, tear strength, tensile elastic modulus, hardness, and water-contact angle were lowered, but elongation at break and compression set(%) were increased. Both normal type and non-UV type adhesive strength increased with increasing diamine content. In particular, it was found that the adhesion strength of the non-UV type adhesion increased sharply with increasing diamine content. As a result, an adherend rupture occurs in a foam sample having a content of 1,6-hexamethylenediamine of 3phr. From this, it can be seen that the EVA/itaconated EPDM foam for shoe midsoles, which can be used for non-UV adhesion without primer and UV treatments, have been developed.
고분자 소재에 평판형 플라즈마 전처리 방식을 적용시켜 polyurethane foam(density : 0.27)과 rubber (butadiene rubber) 소재 표면의 접촉각 및 접착력을 향상시켰다. 플라즈마 반응기의 최적의 반응조건을 조사하기 위해서 전처리기류(질소, 아르곤, 산소, 공기), 기류의 유량($30{\sim}100\;mL/min$), 그리고 전처리 시간($0{\sim}30\;s$) 등을 변화시켜 전처리하고 polyurethane foam의 경우 진공식 플라즈마처리 방식과 상호 비교하였다. 분위기 기류인 $N_2$의 유량을 100 mL/min로 설정 후 polyurethane foam은 10 s, rubber는 3 s 동안 전처리 했을 때 가장 높은 접착박리강도를 나타내었다. 전처리 후 소재의 표면 변화는 SEM과 ATR-FTIR을 이용하여 측정하였다. 결과적으로 평판형 플라즈마 조작 방식에 의한 처리로 소재 표면의 젖음성과 접착박리강도가 개선되었음을 확인하였다.
질소산화물(NOx)은 대기오염의 주요 인자로 일산화질소와 이산화질소의 형태로 존재하며 인체에 유해하다. 최근 대기 중 NOx를 제거하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이러한 노력은 건설재료 분야에서도 동일하다. NOx는 광촉매 반응을 이용하여 효율적으로 제거할 수 있는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 활성탄(AC)과 이산화타이타늄(TiO2)을 이용한 폼 복합재의 NOx 제거성능을 조사하였다. AC는 폼 복합체의 비표면적을 증가시켜 TiO2의 광촉매 반응 효율을 향상시켰다. 본 연구에서는 AC의 혼합율을 주요 변수로 하여 폼 복합체를 제조하였다. 제조된 시험체를 이용하여 ISO-22197-1에 제시된 시험방법에 따라 NOx 제거성능을 평가하였다. 폼 복합체의 비표면적은 AC 함량에 따라 증가하는 경향을 나타내었으나 15% 이상에서는 감소하였다. 또한 AC 혼입률이 15%일 때 NOx 제거 효율이 가장 높았다.
Woo Seok Jin;Pranabesh Sahu;Gyuri Kim;Seongrok Jeong;Cheon Young Jeon;Tae Gyu Lee;Sang Ho Lee;Jeong Seok Oh
Elastomers and Composites
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제58권1호
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pp.32-43
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2023
The worldwide use of polyurethane foam products generates large amounts of waste, which in turn has detrimental effects on the surroundings. Hence, finding an economical and environmentally friendly way to dispose of or recycle foam waste is an utmost priority for researchers to overcome this problem. In that sense, the glycolysis of waste flexible polyurethane foam (WFPF) from automotive seat cushions using different industrial-grade glycols and potassium hydroxide as a catalyst to produce recovered polyol was investigated. The effect of different molecular weight polyols, catalyst concentration, and material ratio (PU foam: Glycols) on the reaction conversion and viscosity of the recovered polyols was determined. The obtained recovered polyols are obtained as single or split-phase reaction products. Besides, the foaming characteristics and physical properties such as cell morphology, thermal stability, and compressive stress-strain nature of the regenerated flexible foams based on the recovered polyols were discussed. It was observed that the regenerated flexible foams displayed good seating comfort properties as a function of hardness, sag factor, and hysteresis loss compared to the reference virgin foam. With the growing demand for a sustainable and circular economy, a global valorization of glycolysis products from polyurethane scraps can be realized by transforming them into profitable substances.
경질 폴리우레탄(Polyurethane) 폼(Foam)의 난연 성능을 개선하기 위하여 외부에 물유리를 코팅하였다. 무기질인 물유리 코팅층이 적용된 우레탄폼의 콘칼로리메터의 열방출율(Heat release rate)은 급격히 감소하였다. 폴리우레탄 표면에 코팅된 물유리는 화염에 노출되었거나 가열되었을 때 유리화 반응과 미 탈출 수분에 의한 발포현상으로 인해 유리질 폼을 형성하게 된다. 폴리우레탄 폼 위에 형성된 유리질 폼은 단열층이 되어 10 min 이상 폴리우레탄 폼의 연소를 억제하였다. 이러한 결과에 따라서 물유리는 경질 폴리우레탄 폼의 난연 특성을 개선할 수 있음을 확인하였다.
Hydroxylammonium nitrate (HAN) 기반 액상 추진제는 발암물질이 아니며 연소가스 또한 독성이 거의 없어서 환경 친화적인 추진제로 주목을 받고 있다. 추력기에서 HAN 기반 액체추진제를 분해하는데 사용되는 촉매는 저온 활성 및 고내열성을 동시에 보유하고 있어야 한다. 본 연구의 목적은 metal foam 표면에 alumina slurry를 wash coating 방법으로 담지한 후, 루테늄(ruthenium) 전구체를 그 위에 담지하여 Ru/alumina/metal foam 촉매를 제조하고, 이 촉매의 HAN 수용액 분해 활성을 평가하는 것이다. Wash coating 방법으로 metal foam 지지체에 알루미나를 담지시키는 과정에서 wash coating 반복 횟수가 alumina/metal foam의 물리적 특성에 미치는 영향을 분석하였다. 알루미나 wash coating 횟수가 증가할수록 약 7 nm의 직경을 갖는 메조기공이 지속적으로 발달하여 표면적과 기공 부피가 증가하는데, metal foam에 알루미나를 코팅하는 과정을 12 회 반복하는 것이 최적이라고 판단하였다. 이 지지체에 Ru을 담지한 Ru/alumina/metal foam 촉매의 표면에도 메조기공이 잘 발달하였다. 활성금속과 알루미나를 담지하지 않은 metal foam 자체만으로도 HAN 수용액의 분해반응을 촉진할 수 있음을 알 수 있었다. Ru/alumina/metal foam-550촉매의 경우는 열분해 반응에 비해서 분해개시온도를 큰 폭으로 낮추었고, ${\Delta}P$를 크게 증가시킬 수 있어서, HAN 수용액 분해 반응에서 우수한 활성을 보였다. 그러나 이 촉매를 $1,200^{\circ}C$에서 소성하면 반응 활성이 저하되는데 이는 촉매의 표면적과 기공 부피가 급격하게 감소하고 Ru이 소결되기 때문이다. 추가적인 연구를 통해서 Ru/alumina/metal foam의 내열성을 개선할 필요성이 있다.
실리콘 폼은 고성능 가스켓, 열 차폐, 진동 마운트 및 Enter 키 패드로 많은 산업 분야에서 난연성 소재로서 매우 유용하다. 실리콘 발포체는 실온에서 백금 촉매 및 무기필러 존재하에서 비닐기를 함유한 폴리실록산 (V-silicone) 및 수산기를 함유한 폴리실록산 (OH-silicone)과 하이드라이드를 함유한 폴리실록산 (H-silicone)의 수소와의 수소축합반응의해 가교와 발포를 동시에 일으켜 제조하였다. 이러한 방법은 종래의 발포와 경화를 각각 실시한 공정보다 매우 편리한 방법이다. 이 실험에 사용 된 기능성 실리콘수지들은 1.0 meq/g의 vinyl기를 가진 점도 20 Pa-s의 V-silicone과 0.4 meq/g의 수산기를 가진 점도 50 Pa-s의 OH-silicone 및 7.5 meq/g의 하이드라이드기를 함유한 점도 0.06 Pa.s.의 H-silicone으로 구성되어 있다. 본 연구에서는 실리콘의 종류 및 함량, 촉매, 충전제 등의 변화에 따른 실리콘수지 발포체의 구조 및 기계적 특성에 미치는 영향을 연구하였다. 백금 촉매는 실리콘 수지에 대하여 0.5 wt%이면 충분하였다. 낮은 점도의 OH-silicone의 첨가는 초기 발포 속도를 높이며 발포체 밀도는 감소시키지만, 낮은 점도의 V-silicone의 첨가는, 인장 강도뿐만 아니라 신율도 감소시킨다. SF-3 조건에서 얻은 실리콘수지 발포체의 밀도, 인장강도 및 신율을 각각 $0.58g/cm^3$, $3.51kg_f/cm^2$ 및 176 %를 얻을 수 있었다. 본 발포 시스템에서의 알루미나 충전재 역시 실리콘수지 발포체의 기계적 특성을 향상시키는 중요한 역할을 하였다.
본 연구에서는 폴리올의 구조(OH-value, functionality)와 각각의 발포제(CFC-11, HCFC-l4lb, HFC-365mfc)가 우레탄의 반응성, 폼의 물성 그리고 cell 구조에 미치는 영향을 평가하여 HFC-365mfc의 대체 가능성을 고찰하였다. 그 결과 폴리올의 OH-value와 작용기가 증가함에 따라 반응온도, 반응속도, 밀도 그리고 압축강도는 증가하였다. Cell의 크기는 폴리올의 OH-value와 작용기가 커질수록 미세하게 형성되었다. CFC-11 HCFC-l4lb 그리고 HFC-36smfc에 따른 반응온도, 반응속도, 밀도 그리고 압축강도의 변화는 거의 없었으며, cell 분포는 HFC-365mfc를 사용한 경우가 HCFC-l4lb를 사용한 경우에 비해 균일한 cell 분포를 나타내었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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