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민경원,김현종,한명근,류태우,김목순,주영환,Min, Kyoung-Won,Kim, Hyun-Jong,Han, M.K.,U, Yu-Tae,Kim, Mok-Soon,Chu, Young-Hwan 한국전기화학회 2008 한국전기화학회지 Vol.11 No.4
본 연구에서는 백금의 입자크기가 내구성과 활성에 미치는 영향을 고찰하였다. 상용 Pt/C의 열처리를 통해 백금 입자 크기를 $3.5{\sim}9\;nm$로 조절하였고, XRD와 TEM을 통해 이를 확인하였다. 촉매의 내구성 분석을 위해 가속 실험을 실시하였고, 촉매 활성 측정을 위해 산소환원반응 실험을 하였다. 백금의 입자크기를 증가시킬수록 내구성은 향상되었으나 촉매의 활성이 저하되었다. 즉 촉매의 내구성과 활성은 반비례관계가 성립된다는 것을 확인하였다. 그리고 저하된 촉매 활성과 내구성을 향상시키기 위해, 합금 촉매를 사용하였다.상용 Pt/C의 최대 전력 밀도는 약 $507.6\;mV/cm^2$ 이고, PtCo/C 합금촉매는 $585.8\;mV/cm^2$이었다. 전기화학적 표면적은 상용 Pt/C는 약 60%정도 감소하였고, PtCo/C 합금촉매는 약 24%정도의 감소율을 나타냈다. 따라서 백금의 입자 크기 조절과 합금화를 통해 백금의 내구성과 활성을 동시에 높일 수 있었다. The influence of the particle size of platinum(Pt) on the stability and activity was studied. The particle size of platinum was controlled in the range of $3.5{\sim}9\;nm$ by heat treatment of commercial Pt/C and confirmed by XRD and TEM. An accelerated degradation test was performed to evaluate the stability of platinum catalysts. Oxygen reduction reaction was monitored for the measurement of activity. As increasing the Pt particle size, the stability of Pt/C electrode was enhanced and the activity was reduced. It was confirmed that the stability of Pt/C electrode was in inverse proportion to the activity. PtCo/C alloy catalyst was used to improve the activity and stability of large-sized platinum particle. The maximum power density of commercial Pt/C was $507.6\;mV/cm^2$ and PtCo/C alloy catalyst was $585.8\;mV/cm^2$. The decrement of electrochemical surface area showed Pt/C(60%) and PtCo/C alloy catalyst(24%). It was possible to enhance both of stability and activity of catalyst by the combination of particle size control and alloying.
James Hooper(제임스 후퍼),Sang-Ryong Lee(이상룡),Kyungwon Min(민경원),Eun-Jeong Kim(김은정),Hyuck K. Ju(주혁),Yun-Seo Cho(조윤서) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5
Livestock manure is an important source of ammonia emissions globally, contributing to poor air quality through the formation of secondary inorganic aerosols. As per capita meat consumption increases, concentrated animal feeding operations (CAFOs) have become increasingly common, leading to large quantities of excreta that need to be treated in dedicated manure processing facilities. However, little is known about the scale of gaseous emissions from these facilities, and the potential impact they have on air quality and the surrounding environment. This paper presents NH<SUB>3</SUB>, SO<SUB>2</SUB>, NO<sub>x</sub> and PM<SUB>2.5</SUB> monitoring data from a modern commercial manure composting facility located in Paju, South Korea. During the five-week monitoring period during June – July 2020, average internal concentrations of NH<SUB>3</SUB>, SO<SUB>2</SUB>, NO, NO<SUB>2</SUB> and PM<SUB>2.5</SUB> were found to be 57.1 ± 1.3 mg m<sup>-3</sup>, 307.2 ± 17.4 μg m<sup>-3</sup>, 33.4 ± 3.2 μg m<sup>-3</sup>, 7.3 ± 0.8 μg m<sup>-3</sup>, and 36.9 ± 2.6 μg m<sup>-3</sup>, respectively. The NH<SUB>3</SUB> emission rate was calculated to be 7.28 ± 0.41 NH<SUB>3</SUB>-N mg min<sup>-1</sup> m<sup>-3</sup>, with scaled emissions rates of 1.85 ± 0.1 NH<SUB>3</SUB>-N g h<sup>-1</sup> m<sup>-3</sup> of manure compost, or 1.52 ± 0.09 NH<SUB>3</SUB>-N g kg<sup>-1</sup> of manure compost over the full 18-day composting period. The evidence suggests that the high-volume ventilation and scrubber system, maintaining a negative pressure environment inside the facility, was highly effective at limiting external emissions, and can be recommended as a suitable technology to reduce pollution from manure composting facilities.
농업부문 암모니아 배출특성에 대한 파일럿 기반 미세먼지 형성특성 연구
김은정(EunJung Kim),James Hooper,민경원(KyungWon Min),주혁(Hyuck K Ju),조윤서(Yunseo Cho),이상룡(SangRyong Lee) 환경독성보건학회 2021 한국독성학회 심포지움 및 학술발표회 Vol.2021 No.5
정부의 미세먼지 종합대책 이후로 1차 미세먼지(PM<SUB>10</SUB>)의 농도는 감소하는 추세이지만 2차 미세먼지(PM<SUB>2.5</SUB>)로 인한 미세먼지 ‘나쁨’ 일수는 여전히 증가하는 상황이다. PM<SUB>10</SUB>의 주요 원인물질은 명확한 배출원이 알려져 있기 때문에 비교적 관리가 잘되고 있는 반면, PM<SUB>2.5</SUB>의 전구물질 생성에 기여하는 1차 대기오염물질 관련 배출원 중 암모니아(NH<SUB>3</SUB>)의 배출특성 연구에 대한 연구가 필요하다. 암모니아는 국내 악취방지법 주요 악취 물질로서 관리되어왔으며 최근(‘16년) 미세먼지 관리 특별대책에 의해 대기 유해물질에 포함되었다. NH<SUB>3</SUB>가 PM<SUB>2.5</SUB> 생성의 전구물질이라는 연구가 국·내외적으로 발표되면서 NH<SUB>3</SUB> 배출관리를 통해 악취 및 PM<SUB>2.5</SUB> 생성 기여에 대한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 따라서 본 연구는 NH<SUB>3</SUB> 발생의 약 79%를 차지하는 농업(가축사육시설, 가축 분뇨 자원화 시설, 농경지 살포 등) 부문(Agriculture Sector) 대상 가축 분뇨 자원화시설, 퇴·액 비화 시설, 농경지 살포시 발생 NH<SUB>3</SUB>를 조사했으며, NH<SUB>3</SUB> 배출특성과 PM<SUB>2.5</SUB> 전환량 산정 분석을 위한 환경조건제어 챔버 시스템 (Environmental Chamber Experiment System, ECES)을 적용하여 온도, 습도, 풍속에 따른 SOx-NOx-NH<SUB>3</SUB>(SNA) 가스 사이의 PM<SUB>2.5</SUB> 전환량 산정을 수행하였다. 그 결과로 각 농업부문의 암모니아 배출량과 PM<SUB>2.5</SUB> 사이에 시간 차가 발생하고 있지만 두 물질의 연관성이 보인다. 또한 ECES 적용 주입 가스들에 대한 미세먼지 생성영향을 시간에 대하여 정량 하였다. 즉 환경요인을 제어했을 때 암모니아가 PM<SUB>2.5</SUB> 생성에 기여하는 것을 보여준다.