Odor emitted from food waste is commonly known as a severe problem, and needs to be controlled to minimize public complaints against food waste collection systems. In this study, ozone oxidation with manganese oxide catalyst, which is known to effectively treat odorous substances at room temperature, was applied to remove acetaldehyde and hydrogen sulfide, the model odorous compounds from food waste. In addition, the effect of relative humidity (RH) on the ozone/catalyst oxidation was tested at 40%, 60%, and 80%. When the catalyst was not applied, the removal of acetaldehyde was not observed with the ozone oxidation alone. In addition, hydrogen sulfide was slowly oxidized without a clear relationship under RH conditions. Meanwhile, the ozone oxidation rates for acetaldehyde and hydrogen sulfide substantially increased in the presence of the catalyst, but the removal efficiencies for both compounds decreased with increasing RH. Under the high RH conditions, active oxygen radicals, which were generated by ozone decomposition on the surface of the catalyst, were presumably absorbed and reacted with moisture, and the decomposition rate of the odorous compounds might be limited. Consequently, when the ozone oxidation device with a catalyst was applied to control odor from food waste, RH must be taken into account to determine the removal rates of target compounds. Moreover, its effect on the system performance must be carefully evaluated.

한국과 인도네시아를 포함한 대부분의 국가는 온실가스 감축을 위해 바이오디젤 같은 바이오연료 보급에 대한 강력한 정책을 추진하고 있다. 하지만, 바이오디젤 보급 확대를 위해서는 원료 부족 문제를 먼저 해결해야 한다. 본 연구에서는 원료 공급 안정성을 개선하고 바이오디젤 생산 가격을 낮추기 위해 비식용이면서 동시에 단위면적당 생산성이 높은 인도네시아 열대작물(R. Trisperma) 오일의 바이오디젤 생산 가능성을 조사하였다. 수확기간이 다른 두 종류의 오일은 많은 불순물과 높은 유리지방산 함량을 가지고 있어 효율적인 바이오디젤 생산을 위해, 에스테르화 반응과 전이에스테르화 반응을 실시하였다. 오일은 반응을 진행하기 앞서 여과와 수분제거 과정을 통해 반응의 효율을 높이고자 하였다. 에스테르화 반응은 불균질계 산 촉매인 Amberlyst-15를 사용하였으며, 반응 전 오일들의 산가는 각각 41, 17 mg KOH / g 이었으나, 에스테르화 반응 후 3.7, 1.8 mg KOH/g으로 약 90% 이상의 전환율을 보이며 유리지방산 함량 을 2%이하로 감소시켰다. 이후 전이에스테르화 반응은 KOH를 염기 촉매로 사용하여 바이오디젤 합성 실험을 진행하였다. 생성된 바이오디젤은 약 93%의 FAME 함량을 나타냈으며, 총 글리세롤의 함량은 0.43%으로 제품 규격(FAME 96.5%, 총 글리세롤 0.24%)에는 미달되었다. 이는 지방산 조성 분석 결과 일반적으로 관찰되지 않는 특이 지방산인 α-Eleostearic acid가 10.7~33.4% 포함되어 나타나는 특성으로 판단되며, 추가 반응 최적화 및 분리정제 연구 진행으로 연료품질 규격 달성이 필요한 것으로 나타났다. 기존에 활용되지 못하던 비식용 원료로부터 바이오디젤 생산 기술을 확보할 경우 바이오디젤 보급 확대를 위한 안정적 원료 공급에 기여할 것으로 판단된다.

본 연구에서는 기존 상용 SCR 촉매보다 비표면적, 경량성 및 온도 응답성이 우수한 SCR 촉매의 개발을 목적으로 바나듐과 텅스텐의 함량과 바인더의 첨가량을 달리하여 Metal foam 형태의 지지체에 코팅하여 SCR 촉매를 제조한 후, 실험실 규모의 마이크로 상압반응기상에서 공간속도별로 NOx 저감 성능을 측정하였다. 촉매의 특성은 Porosimeter, SEM(scanning electron microscope), EDX(energy dispersive x-ray spectrometer) 및 ICP(inductively coupled plasma), 실체현미경(Stereomicroscope) 기기를 이용하여 분석하였다. 연구 결과 NOx 저감 성능은 공간속도가 증가할수록 감소하였고, 바나듐과 텅스텐의 함량이 3.5 wt.% 일 때 가장 우수한 것으로 확인하였다. 또한, 바인더 첨가량이 많을수록 NOx 저감 성능이 감소하는 것으로 나타났는데, 이는 촉매 표면상의 활성점수가 바인더에 의해 점유되어 감소된 것에 따른 것으로 판단된다. 또한 표면 코팅 상태 분석을 통하여 바인더의 첨가량이 적절히 조절 되어야 함을 알 수 있었다.

The diesel engine generate many pollutants such as PM(Particulate matter) and NOx(Nitrogen oxide). So the SCR(Selective catalytic reduction) must be required to meet the emission standard. The SCR catalyst market is growing rapidly, and the automobile markets using alternative energy sources are growing rapidly. This study deals with optimization of the calcination process the manufacturing process of SCR catalyst to be competitive. The calcination process is a bottleneck and it is required to optimize productivity and accept to be safety, But we cannot trade off anything in terms of safety. We applied DOE(Design of experiments) among many research methods performed in various fields. In order to achieve quality and productivity optimization. The dependent variables in the DOE were selected as NO Conversion(%). The independent variables were selected as the calcination temperature, soaking time and fan speed RPM. the CCD(Central composite designs) constructs response surface using the data onto experience and finds optimum levels within the fitted response surfaces. Our tests are our stability guarantee and efficient together with operation.

3-부티닐-p-톨루엔술포네이트를 이용한 2-에티닐피리딘의 무촉매중합을 통하여 이온성 전도성 고분자를 합성하였다. 합성 고분자의 분자구조는 IR, NMR, UV-visible 분광분석기로 확인하였다. 공액구조 주사슬 고분자의 특징적인 π → π* 전이에 기인하는 약하면서도 완만한 흡수 피크를 800 nm까지 보여 주었다. 합성한 고분자의 전기화학적 특성과 전기광학 특성을 측정하고 분석하였다. 이 고분자는 도핑과 탈도핑 사이에서 매우 안정한 비가역 전기화학적 거동을 보였다.

Transition metal oxide is widely used as a water electrolysis catalyst to substitute for a noble metal catalyst such as IrO2 and RuO2. In this study, the sol-gel method is used to synthesize the CuxCo3-xO4 catalyst for the oxygen evolution reaction (OER),. The CuxCo3-xO4 is synthesized at various calcination temperatures from 250 ℃ to 400 ℃ for 4 h. The CuxCo3- xO4 synthesized at 300 ℃ has a perfect spinel structure without residues of the precursor and secondary phases, such as CuO. The particle size of CuxCo3-xO4 increases with an increase in calcination temperature. Amongst all the samples studied, CuxCo3- xO4, which is synthesized at 300?, has the highest activity for the OER. Its onset potential for the OER is 370 mV and the overpotential at 10 mA/cm2 is 438 mV. The tafel slope of CuxCo3-xO4 synthesized at 300 ℃ has a low value of 58 mV/dec. These results are mainly explained by the increase in the available active surface area of the CuxCo3-xO4 catalyst.

A heterogeneous photocatalytic system is attracting much interest for water and air purification because of its reusability and economical advantage. Electrospun nanofibers are also receiving immense attention for efficient photocatalysts due to their ultra-high specific surface areas and aspect ratios. In this study, ZnO nanofibers with average diameters of 71, 151 and 168 nm are successfully synthesized by facile electrospinning and a subsequent calcination process at 500 ℃ for 3 h. Their crystal structures, morphology features and optical properties are systematically characterized by X-ray diffraction, scanning electron microscopy, UV-Vis and photoluminescence spectroscopies. The photocatalytic activities of the ZnO nanofibers are evaluated by the photodegradation of a rhodamine B aqueous solution. The results reveal that the diameter of the nanofiber, controlled by changing the polymer content in the precursor solution, plays an important role in the photocatalytic activities of the synthesized ZnO nanofibers.

Tungsten trioxide (WO3) is a promising candidate as a photocatalyst because of its outstanding electrical and optical properties. In this study, we prepare WO3 thin films by electrodeposition and characterize the photocatalytic degradation of methylene blue using these films. Depending on the voltage conditions (static and pulse), compact and porous WO3 films are fabricated on a transparent ITO/glass substrate. The morphology and crystal structure of electrodeposited WO3 thin films are investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy, and X-ray diffraction. An application of static voltage during electrodeposition yields a compact layer of WO3, whereas a highly porous morphology with nanoflakes is produced by a pulse voltage process. Compared to the compact film, the porous WO3 thin film shows better photocatalytic activities. Furthermore, a much higher reaction rate of degradation of methylene blue can be achieved after post-annealing of WO3 thin films.

비식용 원료인 Palm Acid Oil, 동물성 폐유지 등은 상대적으로 자유 지방산 함량이 높기 때문에 일반적인 염기 촉매를 이용한 전이에스테르화 반응에 적합하지 않다. 효소 촉매를 이용하면 염기 촉매에서 해결할 수 없는 몇 가지 문제를 해결할 수 있으며, 에너지 소비가 작고, 바이오디젤 부산물인 글리세롤 회수가 쉬우며, 자유 지방산 함량이 높은 트리글리세라이드에 대한 전이에스테르화 반응이 가능하다. 본 연구에서는 고정화 효소 촉매를 이용하여 1 ton/day 용량의 반응기에서 비식용 폐유지를 바이오디젤로 합성하였으며, 반응 공정의 변수를 최적화하였다.

본 연구에서는 하이드라진 기조의 환원성 제염제를 이용한 마그네타이트 산화물의 용해를 다루고 있다. 마그네타이트로부터의 Fe(Ⅱ) 및 Fe(Ⅲ)의 용해는 protonation, surface complexation 및 reduction에 의해 지배를 받는다. 하이드라진과 황산은 산소결합을 파괴하거나 Fe(Ⅲ)이온을 Fe(Ⅱ)이온으로 환원시키기 위한 수소 및 전자를 각각 제공하게 된다. 속도론적 관점에서 보다 효율적인 용해를 위하여 다수의 전이금속의 영향을 분석하여 Cu(Ⅱ) 이온이 효과적임을 확인한 바 있다. Cu(Ⅰ) 이온은 Cu(Ⅱ) 이온으로 산화되는 동안 전자를 방출하여 Fe(Ⅲ) 이온을 환원시키고 다시 하이드라진에 의해 Cu(Ⅰ) 이온으로 환원되게 된다. 본 연구를 통해 제염용액에 매우 적은 양의 구리 이온 (약 0.5 mM)을 첨가함에 따라 평균 40% 용해속도가 향상됨을 확인하였고, 특히 특정 조건에서는 70% 이상 용해속도가 향상 됨을 확인하였다. 구리 이온이 하이드라 진과 배위결합을 이루는 지에 대해서는 아직 명확하지 않으나, 분명한 것은 Cu(Ⅱ)/H+/ N2H4으로 이루어진 제염제는 효과적인 용해성능을 가지고 있다는 것이다.

During a long-term operation of polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs), the fuel cell performance may degrade due to severe agglomeration and dissolution of metal nanoparticles in the cathode. To enhance the electrochemical durability of metal catalysts and to prevent the particle agglomeration in PEMFC operation, this paper proposes a hybrid catalyst structure composed of PtCo alloy nanoparticles encapsulated by porous carbon layers. In the hybrid catalyst structure, the dissolution and migration of PtCo nanoparticles can be effectively prevented by protective carbon shells. In addition, O2 can properly penetrate the porous carbon layers and react on the active Pt surface, which ensures high catalytic activity for the oxygen reduction reaction. Although the hybrid catalyst has a much smaller active surface area due to the carbon encapsulation compared to a commercial Pt catalyst without a carbon layer, it has a much higher specific activity and significantly improved durability than the Pt catalyst. Therefore, it is expected that the designed hybrid catalyst concept will provide an interesting strategy for development of high-performance fuel cell catalysts.

In anion exchange membrane fuel cells, Pd nanoparticles are extensively studied as promising non-Pt catalysts due to their electronic structure similar to Pt. In this study, to fabricate Pd nanoparticles well dispersed on carbon support materials, we propose a synthetic strategy using mixed organic ligands with different chemical structures and functions. Simultaneously to control the Pd particle size and dispersion, a ligand mixture composed of oleylamine(OA) and trioctylphosphine(TOP) is utilized during thermal decomposition of Pd precursors. In the ligand mixture, OA serves mainly as a reducing agent rather than a stabilizer since TOP, which has a bulky structure, more strongly interacts with the Pd metal surface as a stabilizer compared to OA. The specific roles of OA and TOP in the Pd nanoparticle synthesis are studied according to the mixture composition, and the oxygen reduction reaction(ORR) activity and durability of highly-dispersed Pd nanocatalysts with different particles sizes are investigated. The results of this study confirm that the Pd nanocatalyst with large particles has high durability compared to the nanocatalyst with small Pd nanoparticles during the accelerated degradation tests although they initially indicated similar ORR performance.

This study deals with optimization of the calcination process the manufacturing process of SCR catalyst to be competitive. The calcination process is a bottleneck and it is required to optimize productivity and quality. We applied DOE(Design of experiments) among many research methods performed in various fields. In order to achieve quality and productivity optimization. The dependent variables in the DOE were selected as NO Conversion (%). The independent variables were selected as the calcination temperature, soaking time and fan speed RPM. The CCD(Central composite designs) constructs response surface using the data onto experience and finds optimum levels within the fitted response surfaces.

The present polymer have a conjugated polymer backbone system with the designed substituents. The photoluminescence peak of polymer was observed at 525nm, which is corresponded to the photon energy of 2.36 eV and the band gap of poly(EBA) was 2.38 eV. The cyclovoltamograms of the polymer exhibited the irreversible electrochemical behaviors. It was found that the kinetics of the redox process of this conjugated polymer might be mainly controlled by the diffusion process from the experiment of the oxidation current density of polymer versus the scan rate.

Water electrolysis is a representative electrochemical process to generate hydrogen gas together with oxygen gas by applying electric power. Perfluorinated sulfonic acid (PFSA) ionomers have been widely used as electrode binder materials, in addition to polymer electrolyte membrane materials for water electrolysis to generate hydrogen and oxygen gases with a high purity simultaneously. PFSA binder materials act as physical supports for inorganic catalyst materials in both electrodes. The binder materials play role in transporting protons for hydrogen gas and oxygen gas evolution reaction in the cathode and the anode, respectively. In this study, PFSA ionomers with different chemical architectures and equivalent weights were used as binder materials for water electrolysis. The structure property performance relationship was disclosed.

본 총설은 분리막기술이 적용된 수소생산에 대한 개론으로, 특히, 암모니아를 수소운반체로 이용하는 수소생산에 대한 연구결과를 중점적으로 서술하였다. 암모니아를 수소운반체로 적용한 수소생산은 추가적인 탄소생성이 없다는 점 외에 여러 측면에 있어 이점이 있다. 많은 연구들이 고순도 수소 분리 및 생산을 위한 분리막 개발을 위해 진행되고 있으며, 이들 중 팔라듐을 기본으로 한 분리막(예를 들어, 다공성 세라믹 또는 다공성 금속 지지체와 팔라듐 합금의 얇은 선택층으로 이루어진 분리막)에 대한 연구가 활발하다. 반면에, 효율적인 암모니아 분해를 위해서는 주로 루테늄 촉매가 적용되고 있으며, 루테늄과 지지체 및 촉진제로 이루어진 루테늄에 기반을 둔 촉매에 대한 연구발표가 다수 존재한다. 수소생산을 위한 분리막 반응기 형태로는 충전층, 유동층, 그리고 마이크로반응기 등이 있으며, 이들의 최적화 및 원활한 물질전달 연구는 현재진행형 이다. 또한, 높은 암모니아 분해율, 고순도 수소생산 및 높은 수소생산율을 얻기 위해 분리막과 촉매의 다양한 조합에 대한 연구 및 분리막과 촉매의 역할을 동시에 구현할 수 있는 분리막에 대한 연구가 발표되고 있다.

폐 RHDM(Residue Hydrodemetallation) 촉매상에 침적된 비활성화 성분인 탄소, 황 을 고온배소 처리하여 제거한 후, 과량 침적되어 있는 바나듐은 초음파 교반기에서 5~15wt% 옥살산 수용액을 이용하여 50℃, 5분 조건하에 바나듐 추출량을 조절함으로써 NOx 저감을 위한SCR(Selective Catalytic Reduction) 촉매로의 적용 가능성을 확인하고자 하였다. 폐촉매와 단계별 처리된 RHDM 촉매를 대상으로 상압반응기상에서 NOx 저감 효율을 측정하였고, 촉매의 성분분석은 ICP, C & S analyzer 및 XRF를 이용하여 분석하였다. 10wt% 옥살산 수용액으로 바나듐을 침출한 촉매가 가장 안정적이었으며 높은 NOx 저감 효율을 보였다. 이를 메탈폼 형태의 지지체에 워시코팅한 촉매는 상용 SCR 촉매와 동등 수준의 NOx 저감 효율을 나타내었다. 따라서 폐 RHDM 촉매의 처리 조건 조정에 관한 후속 연구를 통하여 각 적용처에 적합한 SCR 촉매로의 이용 가능성은 충분할 것으로 사료된다.

Composites of P25 TiO2 and hexagonal WO3 nanorods are synthesized through ball-milling in order to study photocatalytic properties. Various composites of TiO2/WO3 are prepared by controlling the weight percentages (wt%) of WO3, in the range of 1–30 wt%, and milling time to investigate the effects of the composition ratio on the photocatalytic properties. Scanning electron microscopy, x-ray diffraction, and transmission electron microscopy are performed to characterize the structure, shape and size of the synthesized composites of TiO2/WO3. Methylene blue is used as a test dye to analyze the photocatalytic properties of the synthesized composite material. The photocatalytic activity shows that the decomposition efficiency of the dye due to the photocatalytic effect is the highest in the TiO2/ WO3 (3 wt%) composite, and the catalytic efficiency decreases sharply when the amount of WO3 is further increased. As the amount of WO3 added increases, dye-removal by adsorption occurs during centrifugation, instead of the decomposition of dyes by photocatalysts. Finally, TiO2/WO3 (3 wt%) composites are synthesized with various milling times. Experimental results show that the milling time has the best catalytic efficiency at 30 min, after which it gradually decreases. There is no significant change after 1 hour.