수소는 여러 기체중에서 분자의 크기가 가장 작고, 막에 의한 분리가 쉬워 기체 막분리 공정 중에서 제일 먼저 개발 상업화되었다. 기체분리막의 발전역사를 살펴보면 1965년 Du Pont사가 polyethylene-terephthalate(PET) 중공사 기체분리 장치를 만든 것이 최초이다. 그러나 이 장치는 시판되지 않았다. 1979년 Monsanto사가 다공성 polysulfone 중공사에 polydimthylsiloxane계 고분자를 박막형태로 도포한 복합막을 개발하여 이것을 이용한 공업적 규모의 수소분리장치(Prism separator)를 개발하였는데 이 장치가 널리 퍼지게 되었다. 이 분리막은 현재 석유화학 및 석유정제공업 플렌드 폐가스로부터 수소회수, Oxo합성 기체중의 CO/H2 몰비 조절 등의 분야에서 사용되고 있다. 고분자 분리막 공정의 세계 시장 규모가 내년에는 20억~30억불로 추산되며 그 중 기체분리막 공정만 5억불에 달할 것으로 추정하고 있다. 본 논문에서는 수소 분리 회수용 고분자 기체막을 중심으로 분자설계, 공정현황 및 최근 연구동향 등을 살펴보고자 한다.

Ar/Ar-H2 플라즈마법으로 고순도 Nb금속을 환원 정련하였다. 또한, Ar-(20%)H2플라즈마에서의 용융Nb금속과 수소간의 반응을 해석하였다. Ar플라즈마 환원에서는 C/Nb2O5=5.00의 비에서 99.5wt%의 금속 Nb을 얻었으며, 니오븀 산화물의 열분해에 의한 O/Sub 2/의 손실은 발생하지 않았다. Ar-(20%)H2 플라즈마에서는 C/Nb2O5=4.80의 비에서 99.8wt%의 금속 Nb을 제조하였다. 주된 탈산반응은 H, H2와의 반응이었으며,NbOx의 증발에 의한 탈산은 발생하지 않았으나, "splash"효과에 의해 Nb의 질량손실이 발생함을 관찰하였다. 탈산반응은 1차 반응속도론에 따랐으며, 탈산의 반응속도 상수(k')는 7.8 × 10-7(m/sec)였다. Ar-(20%)H2 플라즈마법에서 Nb금속 내의 수소 용해도는 60ppm으로 분자상태 수소의 용해도인 40ppm 보다 높았으며, 포화되는 시간은 60초 이내였다. 이를 다시 Ar 플라즈마로 처리함으로써 수소 함량을 10ppm 이하로 감소시킬 수 있었다.소시킬 수 있었다.

Theoretical calculations of the combined radiative transfer and statistical equilibrium equation including the charge-particle conservations have been earned out for a multilevel hydrogen atom in quiescent prominences. Cool and dense models show the steep changes of population and radiation field in the vicinity of the surface, while these physical quantities remain unchanged for models with temperature of 7,300K, regardless of total densities. Ionization rate of hydrogen atom related with metallic line formation varies in considerable amounts from the surface to the center of model prominences cooler than 6,300K. However, such cool models cannot release enough hydrogen line emissions to explain observed intensities. Prominence models with a temperature higher than 8,000K can yield the centrally reversed Lyman line profiles confirmed by satellite EUV observations. We find that queiscent prominence with a density between 2 × 10 11 and 10 12 c m − 3 should be in temperature range between 6,300K and 8,300K, in order to explain consistently observed H alpha, beta line emissions and n p / n l ratio.

Three galaxies, NGC 0891(Sb),NGC 3359(SBc) and NGC 7640(SBc) have been taken to figure out the radio structural differences of spiral and barred spiral galaxies. Those galaxies have been observed in 21 cm neutral hydrogen emission line with 300 feet N.R.A.O, radio telescone(Rots, 1979). As Rots' observational line profiles have low angular resoulution, we could not distinguish the radix structural differences of those galaxies: Instead, the neutral hydrogen gases of each galaxy have been shown to tie widely distributed and the HI extents are much larger than the photographically shown ones. Furthermore, as peak column density regions coincide with the central regions of the galaxies, the large extensive radio structures may reveal the neutral gas distributions of the halo parts. The neutral hydrogen mass of each galaxy has been derived from the column density distributions. The line profiles of each galaxy help to obtain the velocity curves, from which the total kinematic mass can be calculated.

The HI features associated with HII regions and radio sources in the galactic-plane are searched in the Maryland-Green Bank Galactic 21-cm Line Survey. Among the twenty-eight such objects, twenty-five show HI depression features, two no feature, and an emission feature with excess HI brightness temperature. Most of these feature are surrounded by strong HI emissions. The depth of the HI depression is proportional to the radio continuum brightness temperature. The angular dimensions of the HI feature and radio source are comparable. The small HI depressions shown at the positions of HII region located in the outer solar circle are considered to be HI self-absorption features of very cold HI gas.

무기 자연 수소(H2)는 천연가스의 주요 구성성분이지만, 청정 및 재생 가능한 에너지로써 글로벌 에 너지 분야에서 그 중요성이 다소 과소평가되고 있다. 이 논문은 우리가 과거에 생각했던 것보다 훨씬 광범위 한 환경에서 무기 자연 수소가 대륙 암석권에서 대량 생성된다는 최근 논문들을 바탕으로 자연 수소의 발생 기작과 이와 관련된 다양한 지질학적 특징들을 검토하였다. 지금까지 확인된 자연 수소의 주요 근원암은 (1) 초고철질암, (2) 철(Fe2+)이 풍부한 암석으로 구성된 강괴, (3) 우라늄이 풍부한 암석이다. 이 암석들은 선캄브 리아 시대 결정질 기반암 그리고 중앙 해령과 대륙기반의 오피올라이트(ophiolite), 페리도타이트(peridotite) 암 체에서 사문암화된 초고철질암과 밀접하게 관련된다(Zgonnik, 2020). 이 근원암들에서 자연 수소를 생성하는 무기적 작용은 (a) 광물(예, 감람석)의 Fe2+이 산화되는 동안 물의 환원, (b) 방사성 붕괴로 인한 수전해, (c) 규산염 암석의 기계적 파괴(예, 단층) 동안 물과 표면 라디칼의 반응 등이며, 자연 수소는 자유 기체(51%), 다양한 광물 내의 유체포유물(29%), 지하수의 용존기체(20%) 형태로 발견된다(Zgonnik, 2020). 우리나라의 경 우 아직 자연 수소 연구가 수행되지는 않았지만, 경상분지 내 무기 자연 수소의 생성과 부존 가능성은 두꺼 운 퇴적분지 내에서 초고철질암, 층간 현무암층과 철/구리 부화대 존재, 그리고 페름기–제3기 동안 능동적 대 륙 연변부에서 여러 번의 화성활동 등을 포함한 지질학적/지구화학적 특성을 고려하면 상당히 높은 것으로 평가된다. 최근 지질 기원의 자연 수소를 연구/탐사하는 국외 학자들과 산업체들은 가까운 미래에 자연 수소 가 깨끗하고 재생 가능한 획기적인 에너지원 역할을 할 것으로 전망하고 있다. 따라서 우리나라에서 자연 수 소의 경제적 활용을 위한 부존지 발견 여부와 상관없이 지하의 암석–유체 상호작용에 관한 통합 연구를 통 해 아직 밝혀지지 않은 자연 수소의 성인과 탐사는 차세대 핵심 연구임이 분명하다.

This study was conducted to investigate the effect of hydrogen water on duck production in a field study. A total of 600 one-day-old ducks (Pekin) were randomly allotted to two treatment groups with three replicates each having 100 birds per pen in a completely randomized design. The duck production parameters measured included weight gain, feed intake, and feed efficiency. For duck drinking water, general water supplied from the farm was used as the control, and hydrogen water was supplied by installing a device that generates hydrogen (T1 groups). There was no statistical significance in duck weight gain between the two treatment groups (p>0.05). In addition, no significant difference in feed intake was found in both the control and T1 groups (p>0.05), and the range of values was similar. Feed efficiency was not significant different between the treatment groups (p>0.05), and there was no remarkable difference in the range of vaules. These results indicate that hydrogen water did not influence duck production.

The dependencies of the chemical element abundances in stellar atmospheres with respect to solar abundances on the second ionization potentials of the same elements were investigated using the published stellar abundance patterns for 1,149 G and K giants in the Local Region of the Galaxy. The correlations between the relative abundances of chemical elements and their second ionization potentials were calculated for groups of stars with effective temperatures between 3,764 and 7,725 K. Correlations were identified for chemical elements with second ionization potentials of 12.5 eV to 20 eV and for elements with second ionization potentials higher than 20 eV. For the first group of elements, the correlation coefficients were positive for stars with effective temperatures lower than 5,300 K and negative for stars with effective temperatures from 5,300 K to 7,725 K. The results of this study and the comparison with earlier results for hotter stars confirm the variations in these correlations with the effective temperature. A possible explanation for the observed effects is the accretion of hydrogen and helium atoms from the interstellar medium.

V2O5-TiO2 catalysts were prepared by various methods. V2O5-TiO2 were prepared by sol-gel method with different drying conditions (aerogel and xerogel), and V2O5 supported on TiO2 obtained by sol-gel method with precipitation-deposition method and impregnation method. The performance of the V2O5-TiO2 catalysts was investigated for the selective oxidation of hydrogen sulfide in the stream containing both ammonia and excess water. All the catalysts showed good dispersion of vanadium and they had high H2S conversion with no or little production of sulfur dioxide. The V2O5-TiO2 aerogel catalyst prepared by sol-gel method with drying under super critical condition had the highest surface area which led to better catalytic activity compared to those by other synthesis methods.

The ionization degree of hydrogen is crucial in the physics of the plasma in the solar chromosphere. It specifically limits the range of plasma temperatures that can be determined from the Hα line. Given that the chromosphere greatly deviates from the local thermodynamic equilibrium (LTE) condition, precise determinations of hydrogen ionization require the solving of the full set of non-LTE radiative transfer equations throughout the atmosphere, which is usually a formidable task. In many cases, it is still necessary to obtain a quick estimate of hydrogen ionization without having to solve for the non-LTE radiative transfer. Here, we present a simple method to meet this need. We adopt the assumption that the photoionizing radiation field changes little over time, even if physical conditions change locally. With this assumption, the photoionization rate can be obtained from a published atmosphere model and can be used to determine the degree of hydrogen ionization when the temperature and electron density are specified. The application of our method indicates that in the chromospheric environment, plasma features contain more than 10% neutral hydrogen at temperatures lower than 17,000 K but less than 1% neutral hydrogen at temperatures higher than 23,000 K, implying that the hydrogen temperature determined from the Hα line is physically plausible if it is lower than 20,000 K, but may not be real, if it is higher than 25,000 K. We conclude that our method can be readily exploited to obtain a quick estimate of hydrogen ionization in plasma features in the solar chromosphere.

Photocatalytic green energy H2 production utilizing inexhaustible solar energy has been considered as a potential solution to problems of energy scarcity and environmental contamination. However, the design of a cost-effective photocatalyst using simple synthesis methodology is still a grand challenge. Herein, a low-cost transition metal, Cu-loaded one-dimensional TiO2 nanorods (Cu/TNR) were fabricated using an easy-to-use synthesis methodology for significant H2 production under simulated solar light. X-ray photoelectron spectral studies and electron microscopy measurements provide evidence to support the successful formation of the Cu/TNR catalyst under our experimental conditions. UV-vis DRS studies further demonstrate that introducing Cu on the surface of TNR substantially increases light absorption in the visible range. Notably, the Cu/TNR catalyst with optimum Cu content, achieved a remarkable H2 production with a yield of 39,239 μmol/g after 3 h of solar light illumination, representing 7.4- and 27.7-fold enhancements against TNR and commercial P25, respectively. The notably improved H2 evolution activity of the target Cu/TNR catalyst was primarily attributed to its excellent separation and efficiently hampered recombination of photoexcited electron-hole pairs. The Cu/TNR catalyst is, therefore, a potential candidate for photocatalytic green energy applications.

액화 수소 운반선에서 증발가스의 발생은 불가피하며, 화물탱크 내부의 압력 문제를 피하기 위해 적절한 조치가 필요하다. 이 증발 가스는 선박의 추진연료로 사용 될 수 있으며, 추진에 사용되고 남은 나머지 부분은 재액화 또는 연소시키는 등 효과적으로 관리해야 한다. 본 연구에서는 수소 추진 시스템을 갖춘 160,000m3 액화 수소 운반선에 최적화된 증발 가스 재액화 시스템을 제안한다. 이 시스템은 수소 압 축 및 헬륨 냉매 섹션으로 구성되고, 화물탱크로부터 배출되는 증발가스의 냉열을 효과적으로 활용하여 효율을 증가시켰다. 본 연구에서는 공급 온도 -220℃인 수소 증발가스가 재액화 시스템에 들어가는 상태에서 증발가스의 재액화 비율에 따른 엑서지 효율 및 에너지 소모율 (SEC, Specific Energy Consumption) 분석을 통해 시스템을 평가하였다. 그 결과 재액화 비율 20%에서 4.11kWh/kgLH2의 SEC와 60.1%의 엑서지 효율을 보여 주었다. 아울러, 수소 압축압력, 수소 팽창기의 입구온도, 공급 증발가스 온도변화에 따른 영향을 확인하였다.

상업적으로 HTS (High Temperature Shift reaction) 반응에서 사용되는 Fe2O3/Cr2O3 촉매는 사용 후 6가 크롬 (Cr6+)의 침출에 따른 환경적/인체적 문제를 일으킬 수 있는 잠재성을 가지고 있어 친환경 크롬-프리 촉매개발을 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 크롬을 사용하지 않고 우수한 성능을 나타낼 수 있는 Fe/Al, Fe/Al/Cu, 그리고, Fe/Al/Ni 촉매를 제조하고 성능을 비교 평가하였다. 단계함침법으로 금속산화물(Cu와 Ni)과 알루미늄이 함유된 Fe계 촉매를 제조하고 촉매반응장치를 이용하여 각 촉매의 활성을 분석하였다. 그 결과 Fe/Al/Cu 촉매는 가혹한 조건(COconc. = 38.2%; 천연가스 대비 약 5.7 배 높은 CO 농도)에서도 탁월한 성능(XCO = 84.3% at 400 ℃)을 나타내었다. 이 결과는 Fe/Al/Cu 촉매의 강한 환원력과 활성종인 Fe3O4의 높은 열적 안정성에 기인한 것으로 확인되었다. 또한 강한 소결 저항성을 가진 Fe/Al/Cu 촉매는 400°C에서 100시간 동안 뚜렷한 비활성화를 보이지 않아 높은 안정성을 지닌 것으로 확인되었다.

본 연구에서는 폐자원 합성가스를 이용한 고온전이반응용 Ce가 첨가된 Cu/γ-Al2O3 촉매의 물리 화학적 특성을 비교 분석하였다. 합성방법에 따른 촉매의 특성을 비교하기 위해 활성물질의 담지 순서를 변경하여 Ce/Cu/γ-Al2O3, Ce-Cu/γ-Al2O3, Cu/Ce/γ-Al2O3, Cu/γ-Al2O3 촉매를 제조하였다. 제조된 촉매 중 Ce/Cu/γ-Al2O3 촉매가 가장 높은 활성도 및 안전성을 나타냈다. 제조된 촉매의 물리-화학적 특성은 XRD, H2-TPR, XPS, Raman, Photoluminescence 등으로 분석하였다. 그리고 CO 전환율에서도 CeO2로 첨가된 모든 Cu/γ-Al2O3 촉매는 Cu/γ-Al2O3보다 높은 CO 전환율을 보였다. 이 연구결과는 CeO2의 첨가가 고온전이반응에서 Cu/γ-Al2O3 촉매의 성능을 향상 시킨 것을 나타낸다. 또한, Ce/Cu/γ-Al2O3 촉매의 높은 촉매 활성은 주로 고농도 산소저장능 및 환원된 Cu종과 관련이 있음을 알 수 있었다.

지구온난화 문제와 유기성 폐기물의 처리문제는 해결이 시급한 환경문제이며, 바이오가스는 이러한 문제를 동시에 해결할 수 있는 장점으로 크게 주목받고 있다. 그러나 바이오가스 중에 함유된 황화수소나 암모니아는 발전설비의 부식 및 대기오염을 유발하기 때문에 전처리가 필수적이다. 기체상 오염물질의 처리를 위한 다양한 기술 중 수세정(scrubber)은 기액간의 접촉을 유도하여 액상으로 오염물질을 흡수 및 제거하는 기술로 널리 활용되고 있는 기술이다. 또한 황화수소나 암모니아는 물에 대한 용해성이 높기 때문에 수세정 공정을 활용하기 유리하다. 그러나 고농도의 황화수소나 암모니아를 효율적으로 처리하기 위해 가성소다 등의 약품을 세정액에 용해시켜 활용하는 것은 세정 후 약액의 2차 처리문제를 야기한다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 수세정공정에 전기화학적으로 생성된 free chlorine을 유입시켜 흡수된 황화수소 및 암모니아를 산화함으로써 물질전달률을 높일 수 있도록 하고자 하였다. 이를 위해서는 황화수소와 암모니아의 물질전달률의 평가가 필수적이며, 본 연구에서는 10mM의 NaCl이 용해된 수용액에 1,000 ppm의 황화수소와 암모니아가 4 L/min의 유량으로 단독으로 유입될 때와 동시에 유입될 때의 물질전달계수를 비교하였다. 수용액의 pH가 8일 때 황화수소 단독 물질전달계수(KLa-H2S)는 0.1214 min-1이고, 암모니아 단독 물질전달계수(KLa-NH3)는 9.9×10-5 min-1으로 산정되었다. 그러나 황화수소와 암모니아 각 1,000 ppm이 동시에 유입되었을 때 KLa-H2S는 0.2247 min-1, KLa-NH3는 1.6×10-4 min-1으로 물질전달속도가 상승하였다. 따라서 수세정 공정에서 황화수소와 암모니아의 동시유입이 제거율의 향상에 도움이 되는 것으로 나타났다. 또한, free chlorine에 의해 액상 황화수소와 암모니아가 제거된다면 추가적인 물질전달계수의 향상이 가능하다.