후코이단에 의한 PEMFC 고분자막의 열화 감소

오소형 ( Sohyung Oh ) , 곽아현 ( Ahyeon Kak ) , 오성준 ( Sungjun Oh ) , 이대웅 ( Daewoong Lee ) , 나일채 ( Il-chai Na ) , 박권필 ( Kwonpil Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2020] 제58권 제1호, 59~63페이지(총5페이지)

PEMFC 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 Radical 제거제가 사용되고 있다. 본 연구에서는 라디칼 제거제로서 해조류에서 추출한 후코이단이 고분자막의 전기화학적 열화를 방지하는지 Fenton 실험과 가속내구 평가방법(OCV Holding) 실험을 통해 검토하였다. 후코이단은 항산화 효과가 있어 과산화수소와 산소 라디칼로부터 고분자막을 보호해 열화속도를 1/10로 감소시켰다. 후코이단이 라디칼 제거제로 사용되는 MnO₂보다 효과적임을 보였다. PEMFC셀에서 OCV Holding 실험한 결과, 후코이단이 고분자막의 수소투과도를 12% 감소시켰고, 성능은 라디칼 제거제가 없을 때보다 29.1% 감소시켜 PEMFC 셀에서도 라디칼 제거제의 역할을 함을 확인하였다. 그리고 후코이단을 Anode쪽보다 Cathode 쪽...

TAG PEMFC, Fucoidan, Membrane Degradation, Radical Scavenger, Fenton Test, OCV Holding

MTMS와 TMES로부터 제조된 코팅 도막의 발수성에 미치는 촉매와 용매 종류의 영향

김동구 ( Dong Gu Kim ) , 이병화 ( Byung Wha Lee ) , 송기창 ( Ki Chang Song )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 749~757페이지(총9페이지)

Methyltrimethoxysilane (MTMS)과 trimethylethoxysilane (TMES)을 출발물질로 사용하여 여러 종류의 용매에 용해시킨 후 다양한 종류의 촉매를 사용해 물과의 가수분해 및 중축합반응을 진행시켜 비불소계 발수 코팅 용액을 제조하였다. 또한 이 코팅 용액을 냉연 강판 위에 스핀 코팅하고 열 경화시켜 발수 코팅 도막을 제조 하였다. 이 과정 중 촉매와 용매의 종류 변화가 생성된 코팅 도막의 발수성에 미치는 영향을 연구하였다. 강산인 염산과 질산을 촉매로 사용한 경우에는 용액 내에 siloxane polymer들의 응집이 발생한 흰색의 불투명 상태를 나타냈다. 반면에 약산인 아세트산, 인산과 옥살산을 사용한 경우에는 투명하고 침전이 없는 안정한 용액 상태를 보였다. 이로 인해 강...

TAG Methyltrimethoxysilane, Trimethylethoxysilane, Non-florinated, Water repellency, Coating films, Catalysts, Solvents, Cold-rolled steel sheets

바닷물을 이용한 NaBH4 가수분해에 의한 수소발생

이대웅 ( Daewoong Lee ) , 오소형 ( Sohyeong Oh ) , 김준성 ( Junseong Kim ) , 김동호 ( Dongho Kim ) , 박권필 ( Kwon-pil Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 758~762페이지(총5페이지)

이동용 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 수소발생용으로써 NaBH₄는 많은 장점을 갖고 있다. 해상용으로 PEMFC가 사용될 때 해수를 이용해 NaBH₄를 가수분해 하면 경제적이다. 그래서 본 연구에서는 NaBH₄가수분해 과정에 증류수대신 해수를 이용해 수소를 발생시켰다. 활성탄 담지 Co-B/C 촉매를 사용해 NaBH₄ 가수분해 특성에 대해 연구하였다. 해수 사용시 NaBH₄농도와 NaOH농도가 증가하면서 수소수율이 감소하였다. 높은 NaBH₄와 NaOH농도에서 촉매 표면에 부산물이 부착되어 증류수에 비해 수소수율이 감소했다. NaBH₄가수분해 활성화에너지는 증류수와 ...

TAG Sodium borohydride, Hydrolysis, Sea water, Co-B/C catalyst, Hydrogen yield, Fuel cell

유량 변화에 따른 exo-tetrahydrodicyclopentadiene의 열분해특성에 관한 연구

강샛별 ( Kang Saetbyeol )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 763~767페이지(총5페이지)

본 연구에서는 흐름형 반응기를 활용하여 단일 화합물로 구성된 연료인 exo-tetrahydrodicyclopentadiene (exo-THDCP)의 유량을 변화시킴에 따라 나타나는 열분해 특성에 대해 분석하였다. 실험은 500 ℃, 50 bar의 온도와 압력 조건에서 수행하였으며, 각 유량 조건에서 반응을 통해 생성된 물질은 GC/MS를 사용하여 분석하였다. 그 결과, exo-THDCP는 열에 의해 주로 고리형 화합물로 분해됨과 동시에 일부는 이성질화 되는 것을 확인하였다. 또한, 유량이 증가할수록 분해 및 이성질화 반응을 통해 생성되는 화합물의 종류와 비율이 감소하였으며, 이에 따라 연료의 전환율과 분해 반응시에 발생하는 흡열량도 함께 감소하였다. 열분해 반응 시에 비교적 빠르게 생성되는 화합물은 주로 1-...

TAG Flow reactor, Exo-tetrahydrodicyclopentadiene, Thermal decomposition, 1-cyclopentylcyclopentene, Amount of heat

Fenton 반응과 OCV Holding에 의한 PEMFC 고분자 전해질 막의 열화비교

오소형 ( Sohyung Oh ) , 곽아현 ( Ahhyun Kwag ) , 이대웅 ( Daewoong Lee ) , 이무석 ( Mooseok Lee ) , 이동훈 ( Donghoon Lee ) , 박권필 ( Kwon-pil Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 768~773페이지(총6페이지)

고분자전해질연료전지(PEMFC)의 고분자막의 전기화학적 내구성을 평가하는 펜톤(Fenton)반응과 개회로전위 유지(OCV Holding)방법에 의한 고분자 막의 열화 결과를 비교하였다. 펜톤 반응은 셀 밖에서 OCV Holding 방법보다 더 짧은 시간에 고분자막의 화학적인 내구를 평가할 수 있는 방법이다. 펜톤 반응은 과산화수소 30%, 철이온 80 ppm, 80℃에서 24시간 실시하였다. OCV Holding은 90℃, 상대습도 30%, OCV에서 168시간 시간 구동하였다. 펜톤 반응에 의해서는 고분자막의 내부에서 열화가 많이 발생하는 현상을 보였다. 반면에 OCV Holding에서는 표면과 내부 전체적인 열화에 의해 막 두께가 얇아졌다. 펜톤 반응에 의해 불소유출속도는 OCV Holding에 비해 10배 이상 높았다. 수...

TAG PEMFC, Membrane, Degradation, Fenton reaction, OCV Holding

Pd 코팅 된 중공사형 La_0.1Sr_0.9Co_0.2Fe_0.8O_3-δ 촉매의 제조 및 미량 산소 제거 특성 연구

정병준 ( Byeong Jun Jeong ) , 이홍주 ( Hong Ju Lee ) , 김민광 ( Min Kwang Kim ) , 이승환 ( Seung Hwan Lee ) , 박정훈 ( Jung Hoon Park )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 774~780페이지(총7페이지)

본 연구에서는 저온에서 매립지 가스(LFG)하에서 메탄의 완전 산화 특성 분석을 위한 고성능 Pd 코팅La_0.1Sr_0.9Co_0.2Fe_0.8O_3-δ (LSCF-1928)촉매를 개발하였다. LSCF-1928 촉매를 분말형과 중공사형으로 성형한 후 중공사형의 표면을 무전해도금법으로 Pd를 코팅하였다. 성형된 촉매는 TPR을 통해 촉매에 흡착 된 산소종과 그 흡착 량을 분석하였고, SEM을 통해 중공사형 기공구조를 확인하였으며, XRD를 통해 촉매의 안정성을 확인하였다. 메탄 산화 실험 결과 LSCF-1928 촉매의 메탄 완전산화 온도는 475 oC 이었으나, Pd코팅 된 LSCF-19...

TAG Perovskite, Hollow fiber catalyst, Total oxidation, Oxygen removal, Biogas

반응 위험성분석 및 사고방지를 위한 스마트 합성경로 탐색시스템

정준수 ( Joonsoo Jeong ) , 김창완 ( Chang Won Kim ) , 곽동호 ( Dongho Kwak ) , 신동일 ( Dongil Shin )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 781~789페이지(총9페이지)

연구실 실험, 파일럿 플랜트 및 반응기 운전 중 화학물질에 의한 안전사고가 발생하고 있다. 합성 실험을 시작하기전 사고예방을 위해 관련 정보들을 찾아볼 필요가 있으며, 공정설계 단계에서도 반응 폭주 예방을 위한 반응정보의 확보는 필수적이다. 합성반응 관련 정보는 인터넷을 포함해 다양한 source가 존재하지만, 검색에 오랜 시간이 걸리고, 합성법마다 사용되는 물질도 달라 적정경로 선택의 어려움이 있다. 연구자들의 합성경로 검색시간 단축과 합성 시 존재할 수 있는 위험성 및 중간생성물질들의 확인에 도움을 주고자 본 연구는 스마트 합성경로 탐색시스템을 제안하였다. 제안한 탐색시스템은 Python 패키지인 Selenium을 사용한 Web scraping 및 Web crawling을 통해 인터넷에 존재하는 정보를 수집하여 DB를 자동으로 갱신한다. 경로 ...

TAG Chemical Accident, Synthetic Path, Graph Algorithm, Web Scraping, Intelligent Search System

디옥틸테레프탈산 제조공정에서 분진폭발 특성에 관한 연구

이창진 ( Chang Jin Lee ) , 김래현 ( Lae Hyun Kim )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 790~803페이지(총14페이지)

디옥틸테레프탈산(DOTP) 제조공정은 분말형태의 테레프탈산(PTA) 주원료와 옥탄올(Octanol)의 에스테르화 반응을 통해 플라스틱 가소제를 생산하는 공정이다. 본 연구에서는 이 공정의 반응기 내에 가연성 용제나 유증기가 존재하고 있는 상태에서 분말형태로 맨홀에 직접 투입하는 테레프탈산의 분진폭발 특성에 관하여 고찰하였다. 분진의 입경과 입도분포 분진특성 실험을 하였고, 화재·폭발특성과 발화온도를 추정하기 위한 분진의 열분해 특성을 조사하였다. 또한 폭발민감도를 평가하기 위한 최소점화에너지 실험을 실시하였다. 실험결과 테레프탈산의 분체 특성은 평균입경이 143.433 μm으로 나타났다. 이러한 입경과 입도분포 조건에서 실시한 열분석으로부터 분진의 발화온도는 약 253℃로 나타났다. 테레프탈산의 폭발민감도를 알기 위해 조사한 폭발하한 농도(LEL)...

TAG Dust explosion, p-terephthalic acid, Minimum ignition energy (MIE), Plasticizer

매체형 전동밀의 실제 분쇄장에서 분쇄매체의 거동과 DEM 시뮬레이션의 비교연구

보르암갈란 ( Amgalan Bor ) , 자갈사이항바트체첵 ( Battsetseg Jargalsaikhan ) , 이재현 ( Jehyun Lee ) , 최희규 ( Heekyu Choi )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 804~811페이지(총8페이지)

본 연구는 매체형 전동밀(전동 볼 밀)에서 매체선정에 관한 공정조건 최적화를 위하여, 직경과 재질이 각각 다른 3가지 종류의 분쇄매체를 이용, 매체의 움직임을 실제 촬영하고 DEM 시뮬레이션을 병행하여 비교 연구하였다. 시뮬레이션에서는 밀의 회전속도, 매체의 재질, 매체의 운동속도, 매체와 포트 벽면과의 마찰계수 등을 실제 실험조건과 동일하게 조건을 맞추었다. 다양한 종류의 분쇄매체의 움직임을 실제 촬영된 사진 및 시뮬레이션에서 해석된 스냅샷 사진 위에, 본 연구에서 정의한 분쇄장을 설정하여 해석함으로써 그 값을 정량적으로 측정하였다. 또한, 정량적으로 측정된 값과 분쇄시료의 변화된 모습을 관찰하여 그 상관관계를 검토하였다. 따라서 특정 실험조건에서 분쇄장에 가장 큰 영향을 주는 분쇄매체의 최적화를 제언 하고자 하였다.

TAG Grinding Zone, Traditional ball mill, DEM Simulation, Ball Material, Copper, Particle morphology

강산성 양이온 교환수지를 통한 백운석으로부터 CaCO₃ 및 MgO/Mg(OH)₂ 합성에 관한 연구

황대주 ( Dae Ju Hwang ) , 유영환 ( Young Hwan Yu )  한국화학공학회, Korean Chem.Eng.Res.(화학공학) [2019] 제57권 제6호, 812~825페이지(총14페이지)

국내에서 채광되는 백운석(dolomite, CaMg(CO₃)₂)을 회분식 형태의 마이크로웨이브 소성로(950℃/60 min)에 의해 소성하여 경소백운석(CaO·MgO)을 제조하였다. 국내에서 산출된 두 개의 백운석 시료를 대상으로 경소백운석(CaO·MgO) 제조 후 수화 특성을 규명한 결과 반응성이 다름을 규명하였다. 경소백운석(CaO·MgO)의 수화 특성의 반응성을 이용하여 강산성 양이온 교환수지와 반응 시켜서 MgO를 분리하는 조건을 실시하였다. 분리 실험 조건은 경소백운석(CaO·MgO)과 R-SO₃H (1:12 mass %)로 칼슘이온 흡착(Ca-(R-SO₃)₂)하여 MgO를 분리하였다. 분리 후 ...

TAG Dolomite, Strong acidic cation exchange resin, Hydration, Calcium carbonate, Magnesium hydroxide

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