3월 09
  압출성형기에서 펠렛으로 압출한 다음 marumerizer를 이용하여 구형촉매로 성형하였다.  직경 5~8 mm로 구형화 했는 데 95% 이상 얻었다.  다음에는 분말을 granulator나 Ploughshare mixer를 이용하여 구형화하여 입도분포를 비교해 봐야겠다.
Marumerizer Granulator
Marumerizer Granulator
Sphere Ploughshare mixer
구형 PFCs 분해촉매 (5~8 mm) Ploughshare mixer

written by 이진구

12월 14
  휘발성유기화합물의 농도를 측정하기 위하여 광이온검출기 (PID) 방식 (UltraRAE 3000, RAE Systems, 0~99.99 ppm)과 불꽃이온화검출기 (FID) 방식 (THC550, 사이언스옥황, 0~1,000 ppm. TVA-1000B, Thermo, 0.5~50,000 ppm)을 사용하고 있다.

  PID VOC 분석기의 경우 편하고 빠르게 분석할 수 있다.  한편, GC-FID에서 수소로 불꽃을 만들어 유기화합물을 분석하는 것에 익숙하다 보니 왠지 FID THC 분석기에 정이 간다.

  진공펌프를 사용하여 분석가스를 안정적으로 흡입할 때 펌프헤드에 잔취가 남는 것을 방지하기 위하여 헤드를 가열하는 진공펌프 (N024ST.11E, KNF)를 사용하고 있다.

PID THC 분석기
FID THC 분석기 (THC550)
PID VOC 분석기 (UltraRAE 3000)
FID THC 분석기 (THC550)
   
FID THC 분석기 (TVA-1000B)
가열헤드식 진공펌프
FID THC 분석기 (TVA-1000B)
가열헤드식 진공펌프

written by 이진구

8월 31
  촉매 및 흡착제의 형태를 압력손실, 압축강도, 성능을 고려하여 성형하게 된다.  아래 표와 같이 트라이로브, 쿼드로브, 3H 디자인형태로 성형하게 되면 접촉면적이 증가하는 반면, 압력손실은 감소하게 된다.   다만, 압출성형기용 노즐가공비가 높아지는 것을 감수해야 한다.

  압력손실을 크게 줄이고자 한다면 하니컴형태로 압출성형 하는 것이 바람직하다.

  한편, 정제형태의 경우 유무기결합제를 많이 사용하여야 하기 때문에 성능이 상대적으로 낮고, 많은 양을 성형할 수 없기 때문에 생산성이 낮아진다.

 
형태별 접촉면적 및 압력손실
형태 원기둥 트라이로브 쿼드로브 3H 디자인
지름 (mm) 1.6 1.6 1.6 1.6
상대 접촉면적 1.00 1.28 1.42 1.55
상대 압력손실 1.00 0.90 0.95 0.78
 
촉매 및 흡착제 성형
촉매 및 흡착제 성형
트라이로브형태
3H 디자인형태
촉매 및 흡착제 성형
촉매 및 흡착제 성형
원기둥형태를 압출성형하기 위한 노즐
노즐에서 원기둥형태의 촉매가 압출성형
촉매 및 흡착제 성형
촉매 및 흡착제 성형
사각하니컴형태
정제형태

written by 이진구

7월 17
  FeCrAl 합금판을 물결모양으로 절곡한 하니컴지지체에 촉매를 코팅하여 다양한 용도로 사용하려 하고 있다.  FeCrAl 합금의 경우 고열에 대한 내구성이 우수하다.  또한 표면만을 산화하여 촉매의 접착성도 크게 개선시켰다.

  셀밀도 18~600 cells/in2의 합금하니컴을 제작할 수 있어서, 분진이 많아서 셀밀도가 낮은 NH3-SCR 부터 높은 촉매성능을 요구하는 분야까지 적용할 수 있겠다.

  한편, 얇고 전도도가 높아 급속발열, 냉각이 되는 장점도 활용하여 탈취촉매를 코팅하여 탈취장치를 개발하고 있다.

Metal honeycomb
Metal honeycomb 코팅 촉매
원형 합금하니컴
사각 합금하니컴
원형 합금하니컴
지지체 비교

written by 이진구

11월 08
 
  한국환경공단의 에어코리아에서 지역별 이산화질소 (NO2)의 대기환경기준농도는 연평균 0.03 ppm이다.  그런데 서울의 2010년 이산화질소 농도는 0.034 ppm이다.  과장을 하면 서울에서는 일 년 내내 대기환경기준을 초과하는 공기를 마시며 살고 있다.
 
지역별 이산화질소 연평균 농도
지역별 이산화질소 연평균농도 (2010년, ppm)
 
  미국의 경우 EPA 대기오염도측정기록을 찾아보니 오존 (O3)의 농도가 일부 도시에서 대기환경기준을 초과하며, 미세먼지 및 이산화질소 (NO2)의 농도가 높다.  일본의 경우 환경성 대기오염물질광역감시시스템 (소라마메군)의 대기오염물질기록을 보면 오존을 포함한 광화학산화제와 이산화질소의 농도가 높다.  미세먼지, 오존, 이산화질소 등의 저감대책을 세워 대기나 실내에서 덜 해로운 공기를 마시게 하려는 노력이 필요하다.  미세먼지, 오존, 이산화질소 정화필터를 설치하여 실내환경을 개선하는 것도 한 방법이다.
 
미국의 도시별 대기오염도 (2007년)
미국의 도시별 대기오염도 (2007년)
 
일본 동경의 대기오염물 시보지표
일본 동경의 대기오염물 시보지표 (2011년 11월)
 
  한편, 중국의 경우 환경보호부 주요도시 공기질량일보에서 공기질을 확인할 수 있다.  또한, 실내공기질표준 (GB/T 18883-2002) 에서 오존, 이산화질소를 포함한 중국의 실내공기질표준을 확인할 수 있다.

환경보호부 주요도시 공기질량일보
  유럽 도시 (예를 들어 베를린)의 대기오염물질별 현재오염도전날오염도를 확인할 수 있다.

유럽의 대기오염도
  
물질안전보건자료
오존의 물질안전보건자료
이산화질소의 물질안전보건자료
 

written by 이진구

9월 10
 
  다중물리현상 모델링 소프트웨어인 COMSOL Multiphysics에 화학반응엔지니어링모듈을 결합하면, 촉매반응에 의한 에너지 및 물질수지를 검토할 수 있다.
  반응식을 구현하여 계산할 수 있으며, 실험데이터를 불러와서 실험값과 모델링값을 함께 비교할 수 있다.
 
COMSOL Multiphysics
하니컴촉매셀의 2D 모델
COMSOL Multiphysics
CH4으로부터의 CO2 및 H2 생성반응
COMSOL Multiphysics
하니컴촉매셀의 성분농도 모델링결과
 
  하니컴촉매셀에서 CH4에서 CO2 및 H2 생성반응을 모델링한 결과를 인용하였다.  COMSOL Multiphysics로 경유입자상물질필터 (DPF), 메탄연소, 펠렛촉매, 휘발성유기화합물 (VOCs) 제거, NOx 흡장촉매 등에 대한 모델링을 할 수 있네.  나중에 필요하면 전문가를 통하여 모델링을 해봐야 되겠다

written by 이진구

8월 29
 
  Kitco.com에서는 금 (Au, gold), 로듐 (Rh, rhodium), 백금 (Pt, platinum), 은 (Ag, silver), 팔라듐 (Pd, palladium)의 뉴욕시장 시세를 실시간으로 조회할 수 있는 프로그램 (Kcast)을 내려받을 수 있다.  설치할 컴퓨터와 휴대전화 OS에 맞는 프로그램을 선정하여 내려받을 수 있다.  또한, 1 트로이온스 (troy ounce, TOZ, 31.1035 gram)가 아닌 1 그램 (gram) 단위시세를 볼 수 있으며, 24시간, 3일, 30일, 60일, 6개월, 1년, 5년, 10년의 시세변화그래프를 볼 수 있다.
 
귀금속시세조회프로그램 Kcast
귀금속시세조회프로그램 Kcast
 

written by 이진구

7월 29
 
  아래 왼쪽 그림과 같이 CO를 110 oC (공간속도 35,000 h-1)에서 산화시키는 촉매를 개발하였었다.  이산화황의 농도가 높지않은 배기가스에 함유된 CO나 VOCs를 저온에서 제거할 수 있다.
  한편, 홉칼리이트 촉매의 경우 수분이 없을 경우에만 상온에서 CO를 산화시킬 수 있는 한계가 있다.  금을 담체표면에 나노분산시켜 수분이 있을 경우에도 상온에서 CO를 산화시키는 촉매를 개발할 계획이다.
  아래 오른쪽 그림과 같이 1,000 oC에서도 소성하여도 CH4 산화성능을 유지하는 촉매를 개발하여 연료전지 연소촉매로 공급하고 있다.  한편, RTO의 경우 VOCs를 98% 이상 제거하여도 잔취 때문에 민원이 제기되는 현장에서 이 촉매를 설치하여 99.9% 이상 제거할 수 있다.  참 특이한 촉매들을 개발했거나, 하고있네 …
   
저온산화촉매 고온내구산화촉매
저온산화촉매의 CO 산화성능 고온내구산화촉매 소성온도에 따른
CH4 산화성능 (반응온도 600 oC)
   
고온내구산화촉매 이산화탄소 발생실험
고온내구산화촉매용 지지체
(NiCr 다공질금속)
고온내구산화촉매
   

written by 이진구

6월 11
 
  구형고분자수지를 합성, 처리하여 다양한 크기의 구형활성탄소를 제조하고 있다.  수백 마이크로미터 크기의 구형활성탄소의 경우 의약용, 환경용으로 프로모션을 하고 있으며, 수 마이크로미터 크기의 미립 구형활성탄소의 경우 초고용량 커패시터용으로 개발하고 있다.  다양한 용도에 맞게 물성을 조절, 공급하여 기술력이 있는 전문탄소업체로 성공하는 것이 꿈이다.  
 
구형활성탄소
구형고분자수지 및 구형활성탄소
 
미립 구형고분자수지
미립 구형고분자수지
 

written by 이진구

5월 06
 
  MDI Jade를 이용한 XRD (X-ray diffractometry) 스펙트럼 검색법을 소개하고자 한다.  Rigaku의 X 선 회절장치에는 기본적으로 설치되어 있는 프로그램으로 ICDD (The International Center for Diffraction Data)의 데이터베이스 (PDF-2, PDF-4) 등을 지원한다.
 
MDI Jade
MDI Jade 화면
 
MDI Jade MDI Jade
검색그룹선택 Chemistry Filter 선택
  Inorganics, Organics, Polymers, Zeolites 등의 검색그룹 중 선택하여 검색범위를 좁힐 수 있다.  또한 여러 가지 Filter를 선택할 수 있는 데, 예를 들어 Chemistry Filter를 선택하여 원소를 한정할 수 있다.
 
MDI Jade
검색결과
  위의 그림과 같이 검색결과 중에서 일치하는 피크패턴을 선택한다.
 
MDI Jade MDI Jade
PDF 데이터베이스
  또한, 관련 PDF 데이터베이스를 자세히 열람할 수 있다.  MDI Jade 사용법 (1.4 MB) 을 참고하기 바란다.

written by 이진구