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새로운 가교제를 적용한 촉매를 이용한 글루코스 센서의 성능향상 연구
정용진 ( Yong Jin Chung ),권용재 ( Yong Chai Kwon ) 한국화학공학회 2015 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.53 No.6
본 논문에서는 글루코스산화제, polyethyleneimine(PEI) 및 탄소나노튜브 간 물리적 흡착으로 제조된 촉매(GOx/PEI/CNT)에 새로운 가교제인 terephthalaldehyde(TPA)를 첨가하여 민감도 및 안정성이 개선된 글루코스 센서 촉매를 합성하여, 감지능 및 안정성 개선효과를 확인하였다. 새로운 가교제를 포함한 바이오 촉매는, 글루코스산화제 및 polyethyeleneimine의 관능기와 TPA의 관능기간 알돌축합반응에 의해 생성되었고, 이를 통해 생성된 새로운 전자전달구조는 글루코스의 산화반응을 촉진시켰다. 이러한 촉매활성은 전기화학적 평가를 통해 정량적으로 평가하였으며 그결과 41.1 μAcm-2mM-1의 글루코스 민감도를 얻을 수 있었다. 또한 가교제와 글루코스산화제 및 polyethyeleneimine간의 화학반응의 형성에 의해 글루코스 산화제의 외부 손실을 최소화 하여, 센서 안정성 향상에도 크게 기여하였다. 안정성 평가를 한 결과, 3주간의 주기적인 촉매 활성 측정후에 94.6% 활성이 유지됨을 확인하였다. In this study, we synthesized a new biocatalyst consisting of glucose oxidase (GOx), polyethyleneimine (PEI) and carbon nanotube (CNT) with addition of terephthalaldehyde (TPA) (TPA/GOx/PEI/CNT) for fabrication of glucose sensor that shows improved sensing ability and stability compared with that using other biocatalysts. Main bonding of the new TPA/GOx/PEI/CNT catalyst is formed by Aldol condensation reaction of functional end groups between GOx/ PEI and TPA. Such formed bonding structure promotes oxidation reaction of glucose. Catalytic activity of TPA/GOx/PEI/CNT is evaluated quantitatively by electrochemical measurements. As a result of that, large sensitivity value of 41 μAcm-2mM-1 is gained. Regarding biosensor stability of TPA/GOx/PEI/CNT catalyst, covalent bonding formed between GOx/PEI and TPA prevents GOx molecules from becoming leaching-out and contributes improvement in biosensor stability. With estimation of the biosensor stability, it is found that the TPA/GOx/PEI/CNT catalyst keeps 94.6% of its initial activity even after three weeks.
정전분무법을 이용한 직접개미산 연료전지 전극촉매의 효율적인 분산
권병완,김진수,권용재,한종희,Kwon, Byeong-Wan,Kim, Jin-Soo,Kwon, Yong-Chai,Han, Jong-Hee 한국전기화학회 2008 한국전기화학회지 Vol.11 No.4
직접개미산 연료전지의 전극 촉매로 사용되는 귀금속 백금-루테늄 촉매를 정전분무법을 이용하여 효율적으로 분산하여 보았다. 전극에 도포된 촉매 양은 분사 시간에 따라 증가하였으나, 분사시간이 80분을 넘는 경우 촉매 응집으로 인하여 연료전지 성능은 감소하는 경향을 보였다. 상용 핸드스프레이로 전극 촉매를 $3.0\;mg/cm^2$ 분산한 경우 얻은 최대 출력밀도 $74\;mW/cm^2$와 비교하여 정전분무법은 적은 양인 $1.85\;mg/cm^2$의 촉매를 분산하고도 $72\;mW/cm^2$의 최대 출력밀도를 얻을 수 있었다. Effective dispersion of noble metal Pt-Ru catalysts was conducted for the application of direct formic acid fuel cell(DFAFC) electrodes by electrospray method. The amount of catalysts deposited on the electrodes increased with increasing deposition time. However, the performance of cell test decreased with the deposition time after 80 min. because of agglomeration of catalysts. With the conventional hand-spray method, the density of the anode catalysts deposited was $3.0\;mg/cm^2$ and the maximum power density of the MEA was $74\;mW/cm^2$. On the other hand, the MEA prepared by the electrospray method, showed a similar power density of $72\;mW/cm^2$. However, the density of the anode catalysts deposited was much lower than the case of the hand-spray and the density the anode catalysts in this case was $1.85\;mg/cm^2$.
하종한(Jong-Han Ha),장은정(Eun-Jung Jang),권용재(Yong-Chai Kwon) 한국유화학회 2015 한국응용과학기술학회지 Vol.32 No.3
최근 정부는 신재생에너지 연료 혼합 의무화 제도(RFS)와 신재생에너지 공급 의무화제도(RPS)를 적극 추진하고 있어 신재생에너지 연료의 중요성은 그 어느 때보다도 부각되고 있으며 적극적인 연구가 필요한 때이다. 이의 일환으로 발전용 바이오중유 시범보급사업과 관련 연구가 활발히 진행중에 있다. 본 연구에서는 바이오중유의 성능평가기준(안) 마련을 위해 중유와 바이오중유의 연료품질특성 및 산업용 보일러에서 연소 후 배출되는 먼지, 배출가스의 양을 비교 연구하였다. 연구결과 바이오 중유를 사용할 경우 먼지와 황산화물 등 유해배출가스가 현저히 저감 되는 것이 밝혀졌다. Recently, the government is actively promoting the RFS(Renewable Fuel Standards) and RPS(Renewable Portfolio Standards). Therefore, the importance of renewable energy fuel is being highlighted more than ever. Now is the time required active research in Korea. Since power bio-fuel oil demonstration project is underway dissemination to meet RPS quota. In this study, we investigated emission performance to make the performance standard draft of bio-fuel oil. In addition, the quality properties of the fuel oil and bio-oil, and after combustion in industrial boilers and compared the amount of exhaust gas. It was reduced emissions of bio-oil in industrial boilers due to bio-fuel properties as compare with fuel oil.