메탄올 광분해 수소제조를 위한 ATiO₃ (A = Ca, Sr, Ba) Perovskite 광촉매의 Ni 첨가 영향

곽병섭,박노국,이태진,이상태,강미숙,Kwak, Byeong Sub,Park, No-Kuk,Lee, Tae Jin,Lee, Sang Tae,Kang, Misook 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.23 No.1

본 연구는 비 $TiO_2$ 계 광촉매 중 가장 널리 알려져 있는 $ATiO_3$ (A = Ca, Sr, Ba) perovskite를 sol-gel 법을 이용해 합성하였고, 골격치환이 용이한 점을 이용해 A site에 Ni을 첨가한 입자를 합성하였다. 합성한 $ATiO_3$와 Ni-$ATiO_3$ 입자의 불리화학적 특성은 X-선 회절분석(XRD), 자외선-가시선 분광광도계(UV-visible spectroscopy), 주사전자현미경 (SEM), 에너지분산형 분광분석법(EDS), 질소 등온 흡 탈착실험, X선 광전자분광법(XPS)을 이용해 확인하였다. 수소제조는 메탄올을 광분해하여 얻었으며, $ATiO_3$ 보다 Ni-$ATiO_3$ 촉매에서 높은 수소발생량을 나타내었다. 특히 Ni-$SrTiO_3$ 촉매를 사용하였을 때 24시간 반응 후 $273.84mmolg^{-1}$의 수소가 발생하였다. 또한 Ni-$SrTiO_3$ 촉매는 물(0.1 M KOH)을 분해하였을 때에도 높은 수소 제조 성능을 나타냈으며, 24시간 반응 후 $961.51mmolg^{-1}$의 수소가 발생한 것을 확인하였다. In this study, $ATiO_3$ (A = Ca, Sr, Ba) perovskite, which is the widely known for non $TiO_2$ photocatalysts, were synthesized using sol-gel method. And Ni was added at the A site of $ATiO_3$ by using that it is easy to incorporate. The physicochemical characteristics of the obtained $ATiO_3$ and Ni-$ATiO_3$ particles were confirmed using the X-ray diffraction (XRD) UV-visible spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), the $N_2$ adsorption-desorption isotherm measurement, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The $H_2$ was produced using the photolysis of MeOH. Using the Ni-$ATiO_3$ photocatalysts, $H_2$ production was higher than using the $ATiO_3$ photocatalysts. Especially, $273.84mmolg^{-1}$ $H_2$ was produced after 24 h reaction over the Ni-$SrTiO_3$. Also in the water (0.1 M KOH) with the Ni-$SrTiO_3$, $H_2$ production was $961.51mmolg^{-1}$ after 24 h reaction.

OF 케이블 진단용 SVM 알고리즘 개발을 위한 절연열화 평가

곽병섭,전태현,김아름,박현주,Kwak, Byeong Sub,Jun, Tae-Hyun,Kim, Ah-Reum,Park, Hyun-joo 한국전력공사 2019 KEPCO Journal on electric power and energy Vol.5 No.4

OF 케이블의 예상 설계 수명인 30년이 도달하면서 고장 위험성이 증가하고 있다. 따라서 정확한 진단을 통한 열화 판정으로 장기 운용 OF 케이블을 적기에 진단함으로써 고장을 예방해야 한다. 또한 최적의 진단기준을 제시하여 잔류 수명을 예측하고 적절한 시기에 교체하는 조치가 요구되고 있다. 현재 한국전력공사에서는 OF 케이블을 진단하기 위해서 주기적으로 케이블 유중 가스분석을 실시하여 C2H2, TCG 등 일부 가스만 활용하고 있다. 하지만 이러한 유중 가스분석에서 확인되는 가스는 절연지뿐만 아니라 오일의 열화에 의해서도 발생된다. OF 케이블은 해체점검이 불가하기 때문에 절연지의 수명이 OF 케이블의 수명으로 간주되고 있다. 따라서 절연지를 직접적으로 분석하는 절연지 중합도 평가와 절연유중 퓨란화합물을 분석이 필요하며, 유중 가스분석에서 확인되는 CO, H2, CH4, C2H4, C2H6, C2H2 가스와 상관관계를 확인할 필요가 있다. 따라서 본 연구에서는 절연유중 가스를 분석하기 위해 headspace sampler가 장착된 GC를 사용하였고, 절연지 중합도는 자동점도계를 활용하였으며, 절연유중 퓨란화합물은 HPLC를 이용하여 측정하였다. 또한 OF 케이블의 종합적인 판정을 위하여 국내 OF 케이블 중 15개소를 선정하여 해체점검을 수행하였다. 또한 이렇게 얻어진 결과는 최근 전력설비 이상판정에 도입되고 있는 SVM 기법에 적용하여 정확하고 신뢰성 있는 열화판정을 도출하고자 하였다. 그 결과 절연지 중합도 잔률은 CO와 CO2 농도의 합에 따라 음의 2차 함수 관계로 감소하는 것으로 확인되었다. 또한 본 연구에서 얻어진 한전 OF 케이블 진단결과를 SVM 기법에 적용함으로써 한전 OF 케이블 진단결과를 기존 일본 동경전력의 SVM에 적용한 진단결과보다 향상되었고, 그 정확도는 약 87.9% 인 것으로 확인되었다. South Korea's OF cable is reaching its expected design life of 30 years, and as a result, the risk of failure is increasing. Therefore, it is necessary to diagnose the long-term operating OF cables through accurate diagnosis at the right time to prevent the failure. Currently, the KEPCO periodically conducts DGA. However, the gas found in DGA is caused by oil deterioration as well as insulation paper. Therefore, the analysis of the degree of polymerization and furan compounds which is an evaluation of insulation paper considered to be the life of OF cables is required. In addition, the results of the evaluation of deterioration of insulation paper need to be checked for correlation with the results of DGA. In this study, DGA carried out through GC, the degree of polymerization was analyzed using an automatic viscometer, and HPLC was used to detect the furan compounds. In addition, the obtained results were applied to the SVM technique, which was recently introduced to determine abnormalities in OF cable. And the results which were accurate and reliable were obtained.

ZnO를 이용한 광 전기화학적 수소제조 반응 시 Ag 첨가 영향

곽병섭 ( Byeong Sub Kwak ),김성일 ( Sung-il Kim ),강미숙 ( Misook Kang ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.2

본 연구에서는 공침법을 이용해 ZnO를 합성하였고, 촉매의 성능을 개선하고자 Ag를 첨가하였다. 합성한 촉매의 물리 화학적 특성은 X-선 회절분석(XRD), 자외선-가시선 분광광도계(UV-visible spectroscopy), 전자주사현미경(SEM), 에너지 분산형 분광분석법(EDS), 광 발광(photoluminescence), 광 전류 측정(photocurrent)을 이용해 확인하였다. 촉매는 물과 메탄올 분해로부터 수소 제조를 통해 성능을 평가하였다. 그 결과 전자 캡쳐 역할을 하는 Ag 첨가로 인해 들뜬 전자와 정공 사이의 재결합이 줄어들어 촉매의 성능이 향상되었으며, 특히 0.50 mol% Ag/ZnO 촉매를 사용하였을 때 10 h 반응 후 8.60 μmol g^-1의 수소가 발생하였다. In this study, ZnO, which is widely known as a non TiO2 photocatalyst, was synthesized using coprecipitation method and Ag was added in order to improve the catalytic performance. The physicochemical characteristics of the synthesized ZnO and Ag/ZnO particles were checked using X-ray diffraction (XRD), UV-visible spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), photoluminescence (PL), and photocurrent measurements. The performance of catalysts was tested by H₂ production using the photolysis of H₂O with MeOH. By adding Ag which plays a role as an electron capture on the ZnO catalyst, the performance increased due to the recombination of excited electrons and holes. In particular, 8.60 μmol g^-1 H₂ was produced after 10 h reaction over the 0.50 mol% Ag/ZnO.

가속열열화에 의한 OF 송전케이블 수명평가 연구

곽병섭(Byeong Sub Kwak),박현주(Hyun-Joo Park),전태현(Tae-Hyun Jun),김아름(Ah-Reum Kim),이다은(Daeun Lee) 대한전기학회 2022 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2022 No.7

P와 B 이온이 함유된 나노 티타니아 광촉매의 광 전기화학적 수소 제조 성능

곽병섭(Byeong Sub Kwak),최희찬(Hee-chan Choi),우재욱(Jae-wook Woo),이주승(Ju-seung Lee),안준범(June-bum An),류시경(Si Gyeong Ryu),강미숙(Misook Kang) 한국청정기술학회 2011 청정기술 Vol.17 No.1

본 연구에서는 보다 효율적인 광 전기화학적 수소제조를 위하여 광촉매로써 티타니아 골격에 positive-type 반도체로써 B 이온, negative-type 반도체로써 P 이온을 삽입하여 고온 고압에서 용매열(solvothermal)법으로 P- 그리고 B-TiO₂ 나노 입자를 제조하였다. 제조한 P-TiO₂와 B-TiO₂의 물리적 특성은 X-ray 회절분석법, 투과전자현미경, 자외선-가시선 분광광도계, 발광분광계를 통해 확인하였다. 메탄올/물 (1:1) 광분해 수소제조 실험 결과, 1.0 mol% B-TiO₂ 광촉매가 순수 anatase TiO₂ 광촉매보다 활성이 향상되었으며, 0.5 g의 1.0 mol% B-TiO₂ 촉매를 사용 한 경우 10시간 반응 시 0.42 mL의 수소가 발생되었다. For effectively photochemical hydrogen production, P (negative semiconductor) and B (positive semiconductor) ions (0.1, 0.2, 0.5, and 1.0 mol%) incorporated TiO₂ (P- and B-TiO₂) nanometer sized particles were prepared using a solvothermal method as a photocatalyst. The characteristics of the synthesized P- and B-TiO₂ photocatalysts were analyzed by X-ray Diffraction (XRD), Transmission electron microscopy (TEM), UV-visible spectroscopy (UV-Vis), and Photoluminescence spectra (PL). The evolution of H₂ from methanol/water (1:1) photo-splitting over B-TiO₂ photocatalysts was enhanced compared to those over pure TiO₂ and P-TiO₂ photocatalysts; 0.42 mL of H₂ gas was evolved after 10 h when 0.5 g of a 1.0 mol% B-TiO₂ catalyst was used.

층상 페로브스카이트 Sr₂TiO₄의 표면 계질 촉매를 이용한 CO₂ 광환원 메탄 전환 성능평가

곽병섭(Kwak Byeong Sub),강미숙(Kang Misook) 한국에너지기후변화학회 2015 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2015 No.11

Air, N₂, He, Ar분위기에서 소결된 티타니아 나노입자의 2-Chlorophenol 광분해 성능

곽병섭(Byeong Sub Kwak),강미숙(Misook Kang) 한국에너지기후변화학회 2014 에너지기후변화학회지 Vol.9 No.1

For decomposition of 2-chlorophenol, TiO₂ nanometer sized particles were prepared using a sol-gel method calcinated in various ambience like Air, N2, He and Ar. The characteristics of catalysts prepared were analyzed by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and UV-Visible spectroscopy (UV-Vis), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Photoluminesence spectra (PL). The water-suspended 2-chlorophenol photodegradation over TiO₂ catalyst calcinated in inert gas was better than that over TiO₂ calcinated in Air. Particularly, the water-suspended 2-chlorophenol of 50 ppm was perfectly decomposed within 12hours over TiO₂ photocatalyst calcinated in Ar.

Oxygen carrier efficiency using the redox couples of Mn-based 3d transition metal (Fe, Co, Ni, and Cu) for chemical looping combustion

Kwak Byeong Sub(곽병섭),Park No-Kuk(박노국),Ryu Ho Jung(류호정),Baek Jeom-In(백점인),Kang Misook(강미숙) 한국에너지기후변화학회 2016 한국에너지기후변화학회 학술대회 Vol.2016 No.11

메탄올 광분해 수소제조를 위한 ATiO₃ (A = Ca, Sr, Ba) Perovskite 광촉매의 Ni 첨가 영향

곽병섭(Byeong Sub Kwak),박노국(No?Kuk Park),이태진(Tae Jin Lee),이상태(Sang Tae Lee),강미숙(Misook Kang) 한국청정기술학회 2017 청정기술 Vol.23 No.1

본 연구는 비 TiO₂ 계 광촉매 중 가장 널리 알려져 있는 ATiO₃ (A = Ca, Sr, Ba) perovskite를 sol-gel 법을 이용해 합성하였고, 골격치환이 용이한 점을 이용해 A site에 Ni을 첨가한 입자를 합성하였다. 합성한 ATiO3와 Ni-ATiO₃ 입자의 불리화학적 특성은 X-선 회절분석(XRD), 자외선-가시선 분광광도계(UV-visible spectroscopy), 주사전자현미경 (SEM), 에너지분산형 분광분석법(EDS), 질소 등온 흡 · 탈착실험, X선 광전자분광법(XPS)을 이용해 확인하였다. 수소제조는 메탄올을 광분해하여 얻었으며, ATiO₃ 보다 Ni-ATiO₃ 촉매에서 높은 수소발생량을 나타내었다. 특히 Ni-SrTiO₃ 촉매를 사용하였을 때 24시간 반응 후 273.84 m㏖ g<SUP>-1</SUP> 의 수소가 발생하였다. 또한 Ni-SrTiO₃ 촉매는 물(0.1 M KOH)을 분해하였을 때에도 높은 수소 제조 성능을 나타냈으며, 24시간 반응 후 961.51 m㏖ g<SUP>-1</SUP>의 수소가 발생한 것을 확인하였다. In this study, ATiO₃ (A = Ca, Sr, Ba) perovskite, which is the widely known for non TiO₂ photocatalysts, were synthesized using sol-gel method. And Ni was added at the A site of ATiO₃ by using that it is easy to incorporate. The physicochemical characteristics of the obtained ATiO₃ and Ni-ATiO₃ particles were confirmed using the X-ray diffraction (XRD) UV-visible spectroscopy, scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), the N₂ adsorptiondesorption isotherm measurement, and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The H₂ was produced using the photolysis of MeOH. Using the Ni-ATiO₃ photocatalysts, H₂ production was higher than using the ATiO₃ photocatalysts. Especially, 273.84 m㏖ g<SUP>-1</SUP> H₂ was produced after 24 h reaction over the Ni-SrTiO₃. Also in the water (0.1 M KOH) with the Ni-SrTiO₃, H₂ production was 961.51 m㏖ g<SUP>-1</SUP> after 24 h reaction.

가속 열열화에 따른 XLPE 절연체 특성변화 및 상관관계 연구

곽병섭(Byeong Sub Kwak),박현주(Hyun-Joo Park),전태현(Tae-Hyun Jun) 대한전기학회 2021 대한전기학회 학술대회 논문집 Vol.2021 No.7