Highly stable barium zirconate supported nickel oxide catalyst for dry reforming of methane: From powders toward shaped catalysts

Seo, Minhye,Kim, Soong Yeon,Kim, Young Dok,Park, Eun Duck,Uhm, Sunghyun Elsevier 2018 INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY - Vol.43 No.24

<P><B>Abstract</B></P> <P>We report the barium zirconate supported NiO<SUB>x</SUB> catalysts (NiO<SUB>x</SUB>/BZO) for dry reforming of methane and feasibility test for their industrial application by using temperature-regulated chemical vapor deposition together with extrusion. Nickel oxide nanoparticles are well deposited and dispersed on BZO powders as well as structures in a gear form, showing high catalytic activity and extraordinary stability even at relatively lower temperature and higher space velocity. The NiO<SUB>x</SUB>/BZO catalyst are highly coke resistant for 50 h operation with almost negligible agglomeration of NiO<SUB>x</SUB> nanoparticles. Judging from XPS and high ion conducting properties of BZO supports, the –OH or –O species are expected to play an important role in promoting the self-decoking of surface carbon species to form CO and CO<SUB>2.</SUB> </P> <P><B>Highlights</B></P> <P> <UL> <LI> NiO<SUB>x</SUB>/BaZrO<SUB>3</SUB> are easily prepared by temperature-regulated chemical vapor deposition. </LI> <LI> The NiO<SUB>x</SUB> nanoparticles are well deposited and dispersed on BaZrO<SUB>3</SUB> powders. </LI> <LI> The NiO<SUB>x</SUB>/BZO catalysts have highly coke resistant for dry reforming reaction. </LI> <LI> Shaped catalysts are exhibited stable activity similar to that of powder catalysts. </LI> </UL> </P>

Construction of a New Biometric-Based Key Derivation Function and Its Application

Seo, Minhye,Park, Jong Hwan,Kim, Youngsam,Cho, Sangrae,Lee, Dong Hoon,Hwang, Jung Yeon Hindawi Limited 2018 Security and communication networks Vol.2018 No.-

<P>Biometric data is user-identifiable and therefore methods to use biometrics for authentication have been widely researched. Biometric cryptosystems allow for a user to derive a cryptographic key from noisy biometric data and perform a cryptographic task for authentication or encryption. The fuzzy extractor is known as a prominent biometric cryptosystem. However, the fuzzy extractor has a drawback in that a user is required to store user-specific<I> helper data</I> or receive it online from the server with additional trusted channel, to derive a correct key. In this paper, we present a new biometric-based key derivation function (BB-KDF) to address the issues. In our BB-KDF, users are able to derive cryptographic keys solely from their own biometric data: users do not need any other user-specific helper information. We introduce a security model for the BB-KDF. We then construct the BB-KDF and prove its security in our security model. We then propose an authentication protocol based on the BB-KDF. Finally, we give experimental results to analyze the performance of the BB-KDF. We show that our proposed BB-KDF is computationally efficient and can be deployed on many different kinds of devices.</P>

Selective Separation and Decomposition of Tetracyanonickelate(II) from Alkaline Zine-Nickel Electroplating wastewater

Minhye SEO,Sooyoung LEE,Chul LEE,Sungsu CHO,Jihoon WOO,Hong-Beak CHO 대한환경공학회 2019 대한환경공학회 학술발표논문집 Vol.2019 No.-

고도산화공정을 이용한 고농도 무전해 니켈도금 폐액 처리방안 연구

서민혜 ( Minhye Seo ),조성수 ( Sungsu Cho ),이수영 ( Sooyoung Lee ),김진호 ( Jinho Kim ),강용호 ( Yong Ho Kang ),엄성현 ( Sunghyun Uhm ) 한국공업화학회 2015 공업화학 Vol.26 No.3

We develop advanced oxidation processes for the treatment of spent electroless nickel plating solution. Apart form recovering nickel by leaching and enrichment, more emphasis is placed on rendering the waste water recyclable via oxidizing phosphite and hypophosphite into phosphate which can then be precipitated easily. UV/H2O2 process is employed and the conversion efficiency of COD and PO4-P, and H2O2 consumption are analyzed. Furthermore, the UV/H2O2 process in conjunction with O3 generator enables us to not only save the treatment time by 6 hours but also reduce H2O2 consumption by 30%.

아세트알데히드와 오존 복합악취 저감을 위한 망간기반 촉매 성능 연구

서민혜 ( Minhye Seo ),이민석 ( Minseok Lee ),이수영 ( Sooyoung Lee ),조성수 ( Sungsu Cho ),엄성현 ( Sunghyun Uhm ) 한국공업화학회 2017 공업화학 Vol.28 No.2

본 연구에서는 대형 직화구이 음식점으로부터 배출되는 유증기 및 미세먼지 제거를 위해 습식 플라즈마 전기집진 공정을 적용할 경우, 집진공정 후단에서 나오는 잔여 오존을 활용하여 제거되지 않은 아세트알데히드와 오존을 제거함으로써 복합악취를 저감할 수 있는 오존 산화 촉매 공정을 개발하였다. 망간산화물 기반 촉매는 분말 촉매 제조후 압출하여 펠렛 형태로 성형하였으며, 성형촉매 상에서 아세트알데히드와 오존 모두 높은 제거율을 나타낼 수 있도록 최적 조건을 도출하고자 하였다. 제조한 Mn₂O₃와 CuMnO_x 촉매는 각각의 성능을 평가하였으며, 이 두 가지 촉매를 2단으로 적용하였을 때 공간속도 10,000 h^-1, 반응온도 100 ℃인 조건에서 아세트알데히드는 85% 이상, 오존은 100% 저감시킬 수 있었다. In this study, we report on the catalyst process installed in conjunction with a wet plasma electrostatic precipitator to remove the oil mist and fine dust emitted from large-size grill restaurants. The multi-stage catalyst module reduced odor through catalytic reaction of acetaldehyde on catalysts even at an ambient temperature with ozone as an oxidant readily produced in a wet plasma electrostatic precipitator. Two types of manganese-based catalysts, Mn₂O₃ and CuMnO_x were fabricated by extrusion molding for structured catalysts in practical applications, and the optimum conditions for high removal efficiencies of acetaldehyde and ozone were determined. When two optimized catalysts were applied in a two-stage catalyst module, the removal efficiency of acetaldehyde and ozone were ≥ 85% and 100% respectively at the space velocity of 10,000 h^-1 and the reaction temperature of 100 ℃.

도금공정의 CO₂ 배출량 저감을 위한 전극-멤브레인 일체형 모듈 개발

서민혜(Minhye Seo),백종민(Jongmin Baek),우지훈(Ji-Hoon Woo) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.1

국내 제조산업의 온실가스 배출 비중은 약 28.4% 로, 주요국들과 비교해 높은 수준이다. 탄소중립을 위한 방안 중 하나로, 제조업에서 배출되는 CO₂를 감축하기 위한 기술개발이 진행되고 있다. 습식 표면처리업은 제품의 생산 과정에서 전력 소비가 매우 높은 업종이며, 표면처리공정에 인가되는 전력 소모량의 상당부분은 도금에 사용되지 않고 수전해 및 부가 화합물 생성 등의 부반응에 사용된다는 문제점을 가지고 있다. 이는 곧 부반웅으로 인한 전력 소모량 증대, 부가 생성물 존재에 따른 전류효율 저하로 에너지 소비량을 대폭 증가시켜, 탄소 배출량 증대를 야기한다. 본 연구에서는 멤브레인 일체형 전극모듈을 개발하여 부반웅 억제 및 도금 효율을 증진시키고자 하였다. 멤브레인 일체형 전극 모듈은 프로톤 이온만 전도될 수 있는 멤브레인을 구성하여 도금액과 전극의 직접 접촉을 방지를 통한 부반응 억제가 가능하다는 장점이 있다. 또한 부반응 억제를 통한 효율 증진은 생산되는 제품 단위량 대비 소비되는 전력을 감소시켜 CO₂ 감축 효과를 나타낼 수 있다. 이를 위해 멤브레인 일체형 전극 모듈 개발을 위한 연구로, 전극 소재 선정과 전극 제조 변수별 전류효율을 평가하였으며, 실 공정에 적용하기 위한 모듈 설계 및 타당성을 평가하였다.

시멘트산업 배출 CO2 활용 메탄올 합성공정 경제성 평가

서민혜(Minhye Seo),김수현(Suhyun Kim),김진우(Jinwoo Kim),유영돈(Youngdon Yoo),조원준(Wonjun Cho) 한국환경에너지공학회 2022 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2022 No.1

전세계적으로 탄소중립 및 기후변화 대웅을 위해 이산화탄소의 포집 및 활용, 재생에너지 보급과 연계기술 개발이 확대되고 있다. 그 중 C아를 메탄올로 전환하는 공정 개발이 다시 주목을 받고 있는데, 메탄올은 공업적으로 포름알데하이드, 방향족 탄화수소, 에틸렌, 아세트산, MTBE (methyl tertiary butyl ether) 둥과 같은 물질을 생산하는 원료물질로 사용되며, 바이오디젤과 연료 첨가제로 사용되는 디메틸카보네이트의 생산에 활용될 뿐 아니라 가솔린과 직접 혼합하여 연료로 사용할 수 있다는 장점이 있기 때문이다. 이 때 메탄올의 합성을 위해 C아와 함께 필요한 수소원에 따라 메탄올 합성공정의 C아 감축량과 생산 비용이 결정될 수 있다. 본 연구에서는 시멘트 산업에서 다량 배출되는 CO2를 포집하고, 이를 활용하여 메탄올을 합성하는 공정의 경제성 및 사업의 타당성을 분석하고자 하였다. 먼저 메탄올 합성의 단위공정별 경제성 분석을 위한 대상범위를 확정하고 주요 단위공정별 시스템 구성 분석과 기초 에너지 효율 분석을 수행하였다. 이를 기반으로 다양한 수소 생산기술과 연계하여 메탄올 합성공정의 경제성과 C아 감축 효과를 분석하고, 시스템의 최적화 방안과 비용 절감방안을 제시하기 위한 연구를 수행할 예정이다.

MCC (Mobile Carbon Capture) 기술 현황 및 공정 설계

서민혜(Minhye Seo),김진우(Jinwoo Kim),백종민(Jongmin Baek),김수현(Suhyun Kim),유영돈(Youngdon Yoo) 한국환경에너지공학회 2023 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2023 No.1

전세계적으로 CO₂ 감축을 위한 다양한 노력이 진행되고 있으며, 이와 연계하여 수송분야에서도 친환경차량 보급 확대, 수소엔진 개발, 온보드 CO₂ 포집 등 다양한 기술개발을 위해 노력하고 있다. 그 중 내연기관 차량 및 선박 등의 운행 시 배출되는 CO₂ 의 포집은 대기 중 C이 포집에 비해 상대적으로 고농도의 환경에서 포집할 수 있다는 장점으로, 다양하게 연구되고 있는 분야이다. 본 연구에서는 수송부문의 Mobile Carbon Capture (MCC) 기술 현황을 분석하고, 상용차량 대상으로 적용이 가능한 공정 설계 및 타당성을 평가하고자 하였다. 본 시스템에서 고려해야 할 주안점은 이동하는 상용차량에 적용해야 하므로 에너지 공급이 원활해야 한다. 이에 엔진 배기가스를 활용한 에너지 회수기술이 요구되며, 뿐만 아니라 홉탈착 공정에 필요한 배기가스의 열 활용기술 및 냉각/방열공정 등 열교환망의 효과적 설계가 필요하다. 이에 다양한 케이스별로 공정해석을 진행하였다. 또한 각 단위공정별로 에너지 및 엑서지 흐름을 분석하여, 전체 효율 평가 및 효율 증진방안을 모색하고자 하였다.

건식개질용 멤브레인 촉매 반응기의 제조 및 수소 생산 특성

서민혜(Minhye Seo),문지원(Jiwon Moon),유영돈(Young Don Yoo) 한국열환경공학회 2019 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2019 No.춘계

수소를 생산하는 건식 개질반응은 CO2를 활용하며, 스팀 공급을 위한 부대설비가 필요 없다는 장점이 있으나, 촉매표면의 탄소 침적으로 인한 비활성화가 빠르다는 단점이 있다. 이를 극복하기 위해 촉매 지지체의 선정 및 제조방법, 활성물질의 크기 등을 제어함으로써 촉매 성능을 유지하기 위한 연구가 진행되어 왔다. 그 중 프로톤 전도성 세라믹 소재는 탄소침적에 대한 내구성을 증가시킴과 동시에 생산된 수소의 분리가 가능하여 멤브레인 촉매 반응기로의 적용이 가능하다는 특징이 있다. 본 연구에서는 고온 프로톤 전도성을 지닌 BaZrO3 기반의 촉매 지지체에 Ni을 건식으로 코팅하여 수소 생산 특성을 평가하고, 온도 및 시간의 변화에 따른 촉매의 내구성 여부를 평가하였다. 또한 멤브레인 촉매 반응기의 제조를 위해 dry pressing 방법으로 100 ㎛ 이하의 BZYZ 박막을 제조한 후 박막 표면에 다공질의 Ni/BZYZ 촉매를 형성시켜 수소의 제조와 분리반응의 가능성을 평가하였다.

Nickel tetracyanide 착화물 선택적 분리 및 고도산화공정 연구

서민혜(Minhye Seo),민홍(Hong Min),이수영(Soo-Young Lee),조성수(Sung-Su Cho) 한국열환경공학회 2020 한국열환경공학회 학술대회지 Vol.2020 No.추계