• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2000년도 제18회 학술발표회 논문개요집
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• pp.25-25
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• 2000

In this talk we discuss the dynamics of hydrogen on the Si(100)-2xl surface. At room temperature the sticking coefficient for molecular hydrogen on this surface is less than 10sup-12. However, hydrogen molecules desorbing from the surface do not have an excess of energy, suggesting at best a small barrier on the exit channel. These observations have led to speculation about the validity of detailed balance in this system. Here we show that this discrepancy can be explained by considering both the surface-molecule co-ordinate and that associated with the Si-Si dimer bond tiltangle. By preparing the surface dimers with a specific tiltangle we demonstrate that the barrier to adsorption is a function of this angle and that the sticking coefficient dramatically increase for certain angles. The adsorption-desopption dynamics can then be described in terms of a common potential energy hypersurface involving both of these co-ordinates. The implications of these observations are also discussed. The dynamics of adsorbed hydrogen atoms on the Si(100) surface is also described. Paired dangling bonds produced following recombinative hydrogen desorption are mobile at elevated temperatures. Pairs of dangling bonds are observed to dissociate, diffuse, and ultimately recombine. At sufficiently elevated temperatures dangling bond exchange reactions are observed. These data are analyzed in terms of an attractive zone and an effective binding interaction between dangling bonds. Insights that this provides into the nature of surface defects and the localized chemistry that occurs on this surface, are also discussed.

• 청정기술
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• 제12권2호
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• pp.107-111
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• 2006

본 연구에서는 실리카 주형을 사용하여 중형기공성 탄소 재료인 CMK-3와 CMK-5를 제조하였으며 이의 수소 저장량을 측정하였다. 비교 물질로는 탄소 재료 중 수소 저장에 관해 가장 많은 연구가 이루어진 다중벽 탄소나노튜브를 사용하였다. 실험 결과, 탄소체에 흡착되는 수소의 양은 탄소 물질의 표면적과 매우 밀접한 관계가 있으며 표면적이 증가될수록 수소 저장량이 증가함을 확인할 수 있다. 본 연구에서 사용된 탄소 재료 중 CMK-5가 가장 높은 수소 저장량을 나타내었으며 CMK-3, MWCNT 순으로 높은 수소 저장량을 보였다. CMK-5의 경우, 팔라듐을 도핑하였을 때 수소 저장량이 매우 크게 증가하였으며 이는 hydrogen spill-over 효과에 의한 것으로 생각되며 이와 같은 현상은 팔라듐이 도핑된 CMK-5의 수소 저장량을 결정하는데 가장 큰 역할을 하는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권2호
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• pp.99-110
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• 2007

21세기의 새로운 청정 에너지원으로 각광받고 있는 수소의 성공적인 활용을 위해 높은 저장 용량을 갖는 수소 저장체와 효과적인 수소 저장기술의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 다양한 수소 저장 방법에 대해 간략히 요약하고 그 가운데 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착에 의한 수소 저장기술의 현황에 대해 살펴보았다. 기존에 알려져 있는 고압의 압축 저장기술과 상온 고압의 수소저장 물질의 개발 이외에도 최근에는 높은 표면적과 큰 세공 부피를 갖는 나노세공체를 이용한 저온 물리흡착 방식이 개발 가능한 수소의 저장 기술의 하나로 활발히 연구되고 있다. 본 총설에서는 높은 수소 저장 용량을 위해 필요한 나노세공체의 특성을 요약하였으며 높은 표면적 및 미세 세공부피, 작은 세공 크기, 큰 정전기장 및 불포화 배위자리가 필요함을 알 수 있었다. 최근까지 보고된 나노세공체 흡착제에 의한 수소 저장 능력을 정리하였는데 현재까지 보고된 최고의 결과로는 액체 질소 온도($-196^{\circ}C$)의 약 80 기압에서 약 7.5wt%의 수소를 저장할 수 있다고 알려져 있다. 향후 지속적이고 새로운 나노세공체의 설계, 합성, 제조 및 수식에 대한 노력을 통해 수소에너지 저장에 활용될 수 있는 효과적인 수소 저장체 개발을 기대한다.

• 공업화학
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• 제32권1호
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• pp.91-96
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• 2021

본 연구에서는 다양한 환경 공정에서 사용되는 황화수소 제거용 흡착탑 효율을 향상시키기 위해 유동 분석 및 흡착성능 향상 연구를 수행하였다. 연구를 위해 상업적으로 이용 가능한 다양한 활성탄에 칼륨(potassium, K)을 담지하여 개질 활성탄을 제조하였다. 또한 열처리 여부에 따라 흡착 성능과 열처리 과정에서 변화된 표면 특성 사이의 높은 상관관계를 고찰하고자 하였다. 함침법을 통해 K로 코팅된 활성탄은 57배 이상의 흡착 성능을 확인하였다. 이는 균일한 기공 형성과 탄소 표면의 K의 강한 결합은 황화수소의 화학적 및 물리적 흡수에 기여한다고 판단하였다. 다양한 상용 활성탄의 표면 구조에 대한 SEM 분석은 열처리를 통한 표면 특성의 변형으로 인해 기공 구조가 파괴되어 흡수 성능이 저하되는 것으로 확인하였다. 각 활성탄의 압력 손실 특성은 입자 크기와 모양에서 가장 낮은 압력 손실이 관찰되었다. 따라서 2~4 mesh 크기의 탄소입자 범위와 불규칙한 모양이 흡착탑의 성능을 향상시키고 경제적 효율성을 확보할 수 있다고 제안하였다.

• 한국연초학회지
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• 제16권2호
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• pp.191-197
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• 1994

Relationships between surface structure and adsorption properties of smoke components were investigated in surface-modified and un-modified activated carbon filter cigarettes. Commercially available activated carbon was treated with nitric acid and hydrogen peroxide as oxidant, and their pore volume, surface structure, BET surface area, pore type and size were studied. BET surface area and pore volume were decreased by nitric acid treatment, but median pore diameter was 8.1 $\AA$, which showed better development of pore compared with that of un-modified activated carbon, 6.9 $\AA$. In case of hydrogen peroxide treatment, BET surface area and pore volume were increased. Their pore was found to be a slit type based on V-t plot analysis. Neutralization capacities for bases of different strength (NaHCO3, Na2CO3, NaOEt and NaOH) showed that the majority of the acidic surface groups are of weak acidity. Modification of the activated carbon surface led to a slight change in adsorption properties when analyzing the smoke of triple-filter cigarette with surface-modified activated carbon.

• Carbon letters
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• 제28권
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• pp.81-86
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• 2018

Empty fruit bunch (EFB) char was used to remove $NO_x$ and odorous substances. The physicochemical properties of the EFB chars were altered by steam or KOH treatments. The Brunauer-Emmett-Teller surface area and porosity were measured to determine the properties of the modified EFB chars. The $deNO_x$ and adsorption test for hydrogen sulphide and acetaldehyde were performed to determine the feasibility of the modified EFB chars. The KOH-treated EFB (KEFB) char revealed higher $deNO_x$ efficiency than with commercial activated carbon. The Cu-impregnated EFB char also had high $deNO_x$ efficiency at temperatures higher than $150^{\circ}C$. The KEFB char showed the highest hydrogen sulphide and acetaldehyde adsorption ability, followed by the steam-treated EFB char and untreated EFB char. Moreover, the product prepared by sulfonation of EFB char showed excellent performance for esterification of palm fatty acid distillate for biodiesel production.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.105-112
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• 2022

Copper (Cu)-based catalysts have been widely used in a methanol steam reforming (MSR) reaction for hydrogen production for air-independent propulsion (AIP) applications and their good catalytic activities have attracted much attention. However, the agglomeration of the catalytic active site Cu causes deteriorating the catalytic performance and suppression of Cu agglomeration is a crucial issue in the AIP applications that the MSR system is typically operated at 250-300℃ for a long time. R. Sakai et al. recently showed a computational study on the anchoring effect that reduces an agglomeration of active sites by doping in a supporter. In order to present the anchoring effect on 𝛾-Al₂O₃ supported Cu-based catalysts, in this study, the adsorption energies of Cu on X-doped (X=ruthenium, phosphorus, silicon) 𝛾-Al₂O₃ were calculated and Cu adsorption energy decreased due to a change of the electronic structure originated from doping, thereby proving the anchoring effect.

• 청정기술
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• 제21권2호
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• pp.108-116
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• 2015

황화수소와 암모니아는 많은 하수처리장과 산업 플랜트로부터의 배출가스에서 발견되어질 수 있는 가장 흔한 악취성분이다. 이들 유해물질들은 인간에게 건강 문제를 일으키고 촉매에 악영향을 미치기 때문에 생활환경과 산업 현장에서의 제거는 매우 중요하다. 본 연구에서는 황화수소와 암모니아에 대한 우수한 흡착능력을 가지는 흡착제를 개발하기 위하여 폐타이어의 열분해 생성물인 카본블랙을 이용하였다. 카본블랙, 금속산화물과 산 또는 염기를 혼합하여 펠렛형 흡착제를 제조하였고, 상온상압에서 고정층 흡착탑의 파과곡선을 이용하여 황화수소와 암모니아에 대한 흡착성능을 평가하였다. 카본블랙, 산화철(III)과 수산화나트륨 혼합물로 제조된 흡착제가 황화수소에 대한 가장 우수한 작업능력을 나타내었다. 암모니아에 대해서는 카본블랙, 산화구리(II), 염산의 혼합물로 제조된 흡착제가 우수한 작업능력을 보였다.

• 공업화학
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• 제7권3호
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• pp.410-415
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• 1996

여러 가지 중수생산 공정중에서 백금촉매를 이용한 수소-중수소 동위원소 교환반응에 의해 중수를 생산하는 공정이 가장 효율적인 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 수소동위원소 교환반응에 이용될 수 있는 소수성 백금촉매를 개발하기 위하여, 담체로서 실리카라이트를 합성하였으며, 합성된 실리카라이트가 활성탄이나 ZSM-5보다 더 강한 소수성을 가지는 것을 보였다. 또한, 일반적인 함침법과 이온교환법을 이용하여 백금을 담지시켰으며, 여러 가지 방법으로 처리하여 제조한 백금담지 실리카라이트 촉매의 백금분산도를 수소흡착법을 이용하여 측정하였다. 함침법에 의해 제조된 촉매의 백금분산도는 매우 낮았으며, 이온교환법에의해 제조된 촉매는 백금담지량은 적으나 분산도는 높음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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• pp.383-386
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• 2008

The four-bed PSA process using a layered bed of activated carbon and zeolite 5A was studied to produce a high purity hydrogen product from SMR off-gas. At a desired product purity (99.999%+), the recovery increased with decreasing the linear velocity. However, the difference of the increasing of the recovery became smaller with the decreasing of the linear velocity and then was similar from below the linear velocity 3.9 cm/s. When the adsorbents, the feed gas composition, and the operating conditions are given, the residence time is mainly a function for design of the PSA bed size. The minimum residence time exists to obtain the maximum recovery at desired product purity.