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수송/저장용 수소 생산 확대를 위한 암모니아의 안전 위험 관리 표준 동향
주형국,이혁주,이창현,봉성율 한국표면공학회 2023 한국표면공학회지 Vol.56 No.6
Ammonia, which is closely related to our lives, has a significant impact on our lives as a representative substance for crop cultivation. Recently, it has gained attention as an efficient and productive hydrogen/storing substance that can replace fossil fuels. Efforts are being made to utilize it as a renewable energy source through thermochemical and electrochemical reactions. However, the use of ammonia, which encompasses the era, carries inherent toxicity, so a comprehensive understanding of ammonia safety is necessary. To ensure safety in the transportation and storage of ammonia and chemical substances domestically and internationally, national and organizational standards are being developed and provided through documents and simple symbols to help people understand. This review explores the chemical characteristics of ammonia, its impact on human health, and the global trends in safety standards related to ammonia. Through this examination, the paper aims to contribute to the discourse on the safety and risk management of ammonia transport and storage, crucial for achieving carbon neutrality and expanding the hydrogen economy.
탄소중립과 그린 수소에너지 전환을 위한 PEM 수전해 시스템에서 작동 전압 및 효율의 열역학적 이해
주형국,봉성율,박승용,이창현 한국전기화학회 2023 한국전기화학회지 Vol.26 No.4
태양, 파도, 바람 등 친환경 재생에너지원을 이용한 전력 생산 기술이 성숙함에 따라 재생에너지 전력의 경제성과 규모 측면에서 빠르게 발전하고 있다. 특히, 전기화학적인 방법으로 수소를 생산하는 기술은 이러한 재생에너지와 효율적으로 연계될 수 있는 방법 중 하나로 주목받고 있다. 수전해 기술은 작동 온도에 따라서 저온(100 ℃ 이하), 중온(300–700 ℃), 고온(700 ℃ 이상) 수전해로 나눌 수 있으며, 에너지 소비량 및 전압 효율 평가는 열역학 법칙에 따라 계산한다. 그러나 수전해 평가에서 열역학적 전압(thermodynamic voltage)과 열중성 전압(thermo-neutral voltage)의 개념이 혼용되어 사용되고 있다. 본 총설에서는 저온 PEM (proton exchange membrane) 수전해 기술을 바탕으로 작동 전압과 효율 평가에 대한 이해를 높이고, 열역학적 전압과 열중성 전압의 차이점을 명확히 하고자 한다. The development of renewable energy technologies, such as solar, wave, and wind power, has led to the diversification of water electrolysis technologies, which can be easily coupled with renewable energy sources in terms of economics and scale. Water electrolysis technologies can be classified into three types based on operating temperature: low-temperature (<100 ℃), medium-temperature (300–700 ℃), and high-temperature (>700 ℃). It can also be classified by the type of electrolyte membrane used in the system. However, the concepts of thermodynamic and thermo-neutral voltages calculations and are very important factors in the evaluation of energy consumption and efficiency of water electrolysis technologies, are often confused. This review aims to contribute to a better understanding of the calculation of operating voltage and efficiency of PEM water electrolysis technologies and to clarify the differences between thermodynamic voltage and thermo-neutral voltage.
호주의 신재생에너지 수출과 수소/암모니아 생산을 위한 신흥기술
주형국 한국공업화학회 2019 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2019 No.1
호주는 광할한 대지를 비롯하여 축복 받은 자원환경의 이점으로 풍부한 신재생에너지원(태양열/광, 풍력)을 확보 할 수 있으며, 이를 활용하여 화석연료 수출 시장을 뛰어 넘어 수소/암모니아 등의 액체 형태의 연료를 수출할 수 있는 독보적인 위치를 가지고 있다. 이러한 이점을 적극 활용하기 위해서 본 CSIRO 연구기구에서는 신재생에너지에서 생산되는 전력을 다양한 방법으로 연계하여 전기화학적 수전해를 이용한 수소 생산 및 암모니아 생산 그리고 다시 수소로 제 이용하기 위한 금속 분리막 기술개발등이 활발하게 이루어 지고 있다. 본 발표를 통해서 미래 청정에너지 자원 활용과 수출을 위한 호주의 신흥기술을 소개하고자 한다.
Fast and selective Cu2O nanorod growth into anodic alumina templates via electrodeposition
주형국,이재광,이종민,이재영 한국물리학회 2012 Current Applied Physics Vol.12 No.1
The fast and selective growth of cuprous oxide (Cu2O) nanorods into anodic aluminum oxide (AAO)templates is achieved under optimized alkaline conditions via electrochemical deposition. The growth rate of Cu2O nanorods at room temperature reached 360 nm/min, the fastest rate reported to date. The synthesis of Cu2O nanorods by applying a constant current by using Cu2O nanotubes as a transition state is extensively discussed; a Pt pottery-shaped layer played a key role as a seed layer for the fast Cu2O growth. We report here the existence of regions of nanostructured Cu2O based on our studies and previous relevant works, which include potential-pH curves for Cu2+-lactate solutions.
주형국 ( Hyungkuk Ju ),봉성율 ( Sungyool Bong ) 한국공업화학회 2024 공업화학전망 Vol.27 No.2
탄소 중립 및 청정 수소 에너지 전환을 위한 관심이 증가하고 있는 가운데, 암모니아 생산 기술에 대한 주목이 커지고 있다. 전기화학적 암모니아 합성(electrochemical nitrogen reduction reaction: eNRR)은 공기 중 질소, 수소, 전자의 환원 반응을 통해 이루어지며, 재생에너지 전력과 연계가 용이하고, 상용 하버-보쉬 공정에 비해 현저히 낮은 온도와 압력에서 합성될 수 있어 매우 유망한 기술이다. 그러나 물리·화학적으로 안정한 삼중 결합 특성과 용매 내 낮은 용해도를 가진 질소 기체를 전기화학 시스템에 적용하는 것은 어려운 도전과제이다. 또한, eNRR 과정은 수소발생 반응과 경쟁하며 암모니아 합성에 복잡성을 더하고 있다. 현재 eNRR 합성 전략은 다양한 촉매 개발을 통해 에너지 효율성 선택성, 및 내구성에 대한 연구가 진행 중이지만, 반응의 첫 번째 단계인 전기화학 촉매전극 반응 표면에서 물질 전달이 매우 어려운 문제가 있다. 본 총설에서는 eNRR의 지속 가능한 합성 방법에 주목하여, 수계 전해질셀 기반 환경에서 전기화학적으로 녹색 암모니아를 생산하기 위한 다양한 고려 사항 및 실현 가능한 방안을 논의하고자 한다.