• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.45-51
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• 2023

In order to improve the durability of the PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cells) polymer membrane, a radical scavenger and a support are used. In this study, the durability of membranes containing fucoidan extracted from seaweeds and tannic acid serving as a crosslinking agent is evaluated to improve chemical and physical durability. Physical durability is evaluated by measuring tensile strength, and chemical durability is measured by Fenton experiment. Membrane and electrode assembly (MEA) is prepared and mechanical and chemical durability are measured through accelerated durability evaluation in the cell. The tensile strength measurement showed that fucoidan and tannic acid can improve the mechanical durability of the membrane by improving the strain rate and yield strength. It is shown in Fenton experiment that fucoidan acts as a radical scavenger. As a result of the accelerated durability test in the unit cell, fucoidan improved both chemical and mechanical durability, increasing the accelerated durability evaluation time by 38.1% compared to the additive-free membrane. When tannic acid is added, the durability of the polymer membrane is improved by 13.9% by improving the mechanical durability.

• Journal of Drive and Control
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• v.5 no.1
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• pp.11-16
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• 2008

자동차 부품은 주행 중 전후, 좌우, 상하방향의 병진 운동과 각 축에 대한 회전 운동 등 6자유도의 운동을 받는다. 이와 같은 운동에 따라 자동차에 탑재되는 운전석(cockpit), 의자(seat), 연료탱크, 라디에이터, FEM(front end module) 등의 부품 및 모듈 등은 6자유도 운동을 받으면서 각 부품의 기능을 수행하고 있다. 따라서 이들 부품을 짧은 시간 내에 개발하기 위해서는 가속내구시험평가가 필수적인데 이를 위해 유압식 6자유도 가진 테이블을 이용한 기술이 활용되고 있다. 본 해설에서는 자동차 부품 및 모듈의 내구성능 평가 과정과 함께 유압식 6자유도 가진 테이블을 보유하고 관련 부품의 진동내구성능을 평가하고 있는 군산대학교 자동차부품기술혁신센터(KATIC)의 시험 평가장비 및 사례를 기술하였다. 이와 같은 자동차 부품 내구성능평가 방법과 6자유도 가진 테이블을 이용한 시험은 향후 자동차부품 및 일반기계부품 개발업체에서 내구성능향상을 위하여 활용도가 더욱 증대될 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.3
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• pp.333-338
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• 2021

The durability of the PEMFC stack for large commercial vehicles should be more than 5 times that for passenger vehicles. If the Chemical Accelerated Stress Test (AST) of PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cells) membrane for passenger cars is applied as it is for large commercial vehicles, there is a problem that the AST time becomes more than 2,500 hours. In order to shorten the AST time of DOE (Department of Energy), the chemical durability of the polymer membrane was evaluated using oxygen instead of air as a cathode gas. In this study, Nafion XL was used as a polymer membrane to evaluate accelerated durability under OCV, 90?, RH 30%, H₂/(air or oxygen) conditions. Among the DOE membrane durability target criteria, the decrease rate of short resistance was the fastest. By using oxygen instead of air, the degradation rate of the polymer membrane was accelerated while being less affected by electrode deterioration, reducing the polymer membrane durability evaluation time to less than half.

• Proceedings of the Korea Institute of Fire Science and Engineering Conference
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• 2013.04a
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• pp.84-85
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• 2013

방염제품의 내구신뢰성은 국민의 화재 안전성 확보를 위한 필수 불가결의 요소로 이들 제품의 내구성능 예측은 방염성능의 지속적 유지를 위한 방염시설물 유지 관리 측면에서도 상당히 중요하다. 본 논문에서는 방염도료의 내구신뢰성 예측 및 확보를 위한 방염도료 가속수명법에 관한 연구로써, 방염도료의 고장 원인분석을 진행하였으며, 현장시험 및 현장 모사 실내 가속촉진시험을 진행하였다. 실내 가속촉진시험은 방염도료의 현장 주고장모드인 온 습도 사이클 시험으로 진행하였으며, 시험 척도로서 화학발광을 분석하여 적용하였으며 현장 데이터와 실내 촉진데이터와의 상관성 규명을 위하여 Mitab 등의 통계적 기법을 이용하여 고장유형 및 상관성을 규명하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2011.07a
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• pp.1033-1034
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• 2011

공작기계에 유압동력을 공급하는 유압동력발생장치의 신뢰성은 공작기계 전체의 신뢰성과 밀접한 관계를 가진다. 전기모터에 의해 유량을 직접제어하는 유압펌프의 시제품에 대한 신뢰성을 평가하기 위해서 성능시험, 내환경시험, 그리고 수명내구시험을 실시할 필요가 있다. 본 연구에서는 2단계 품질기능 전개를 통해 전기모터에 의한 직접유량 제어방식 유압펌프의 신뢰성평가 시험항목을 결정하였다. 시험항목에는 전기모터에 대한 항목, 유압펌프에 대한 항목, 하우징 및 냉각시스템에 대한 항목이 포함되어 있다. 신뢰성평가 시험 항목 중, 가장 큰 비중을 차지하는 수명내구시험에 대해 무고장수명시험을 산출하고, 시험소요시간 단축을 위한 가속모델을 제안하고, 실제 구동 조건을 적용하여 가속수명시험시간을 산출하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.26-31
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• 2023

For durability improvement of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) polymer membrane, accelerated durability evaluation methods that can evaluate durability in a short time have been researched and developed. However, the lifespan of fuel cells for large commercial vehicles such as trucks and buses is more than three times that of passenger cars, and the chemical accelerated stress test (AST) time is also longer, reaching 1,500 hours or more. Therefore, in this study, as a method to evaluate the chemical durability of a membrane within a short time, it was examined whether the durability could be predicted by the pristine membrane characteristics. Hydrogen crossover current density (HCCD) and short resistance (SR) were estimated as initial characteristics, and AST time was predicted through the Fenton experiment, which was possible as an out-of-cell experiment for 3 hours. As the HCCD and fluoride ion emission concentration increased, the AST time tended to be linearly shortened, but there was a deviation (R² ≒0.65). When the SR decreased, the AST time showed a linear increase, and the accuracy was high (R² =0.93), so the AST time could be predicted with the initial SR of the membrane.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.3
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• pp.362-367
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• 2023

Recently, research and development of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) membranes are progressing in the direction of thinning to reduce prices and improve performance. Demand for hydrogen-powered vehicles for commercial vehicles is also increasing, and their durability should be five times greater than those for passenger vehicles. Despite the thinning of the membranes, the durability of the membranes must be increased five times, so the improvement of the durability of the membranes has become more important. Since the acceleration durability evaluation time also needs to be shortened, the protocol using oxygen instead of air in the existing protocol was applied to a 10 ㎛ thin membrane to evaluate durability. The accelerated durability test (Open circuit voltage holding) was terminated at 720 hours. If the air-based department of energy (DOE) protocol was used, a lifespan of 450,000 km of driving hours would be expected, with a durability of about 1,500 hours. During the chemical durability evaluation, the active area of the electrode decreased by 51%, suggesting that catalyst degradation had an effect on membrane durability. Reducing the catalyst degradation rate is expected to increase membrane durability.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.114.1-114.1
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• 2017

불용성 전극이 고속 전기도금 공정에 사용되기 위해서는 전기화학 반응이 우수하고, 높은 내구성을 가져야 한다. 불용성 전극의 내구성은 기지층 표면전처리, 금속산화물 조성, 코팅층 두께, 소결 온도 등 다양한 전극제조 공정인자들에 의해 영향을 받는다. 본 연구에서는 불용성 전극의 내구성을 향상시키기 위해 전극 전처리 및 백금족 산화물 조성비의 공정변수로 전극을 제조하였고, 가속수명평가법을 사용하여 전극의 내구성을 평가하였다. 고속 전기도금 공정환경에서는 이리듐(Ir)계 및 탄탈륨(Ta)계 산화물 조성을 가지는 불용성전극의 내구수명이 우수한 경향을 나타내었으며, 귀금속 산화물 코팅층 두께가 얇을수록 불용성전극의 내구수명은 크게 저하되었다. 또한, Ir-Ta 조성 불용성전극의 경우 내구성 향상 기지체 표면전처리를 통해 전극의 내구수명이 10배 이상 향상되었음을 확인하였다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1903-1905
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• 2004

고압전동기나 발전기의 사용수명은 절연시스템의 열화에 의해 좌우된다. 일반적으로 기기의 내구성을 확인하기 위해 국제규격이나 국내규격에서 적용하고 있는 방법으로는 온도에 의한 열화시험을 실시하여 절연계급에 대한 내구성을 평가한다. 본 논문에서는 현재 국내에서 제정된 신뢰성평가기준에 따른 국내 2개 회사의 일반유도전동기에 대해 실시한 온도 가속수명시험을 통해서 얻어진 자료를 이용한 시험방법의 개선 및 고장분석 등 신뢰성분석에 대해서 서술한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.60 no.3
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• pp.321-326
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• 2022

As the thickness of the polymer membrane of PEMFC(Proton Exchange Membrane Fuel Cells) is getting thinner for PEMFC performance and price reduction, research on improving durability has become more important. In the durability evaluation of membranes, the mechanical durability evaluation time is more than twice that of the chemical durability evaluation time, so it is necessary to select the durability evaluation conditions well. In this study, we tried to check how much the mechanical durability evaluation time changes when there is a difference in the inflow gas type and flow rate in the mechanical durability evaluation protocol (Wet/Dry). When nitrogen was used at a flow rate of 2,000 mL/min, the evaluation time increased by 1.25 times compared to when air was used. An increase in the degradation rate of the electrode Pt was the main factor when air was used. When the flow rate was reduced to 800 mL/min, the air and nitrogen evaluation times increased by 1.5 times and 1.2 times, respectively.