• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.1-12
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• 1994

고분자에 의한 기체분리는 막의 기능층을 박막화하는 기술의 발달로 저항층을 극소화할 수 있게 되었고, 중공사막제조, 모듈제조기술의 발달로 단위용적당 투과면적을 극대화 할 수 있게되어 실용화단계에 와 있으나 널리 이용하기 위하여는 분리투과능이 획기적으로 개선된 고분자막 재료를 개발하여야 한다. 따라서 분리기능을 나타내는 고분자층을 기체가 투과하는 기구를 밝히고 고분자의 화학구조가 막형성 미세구조와 기체투과특성에 어떤 영향을 끼치는지 밝히는 것은 기체분리용 고분자막의 재료를 개발하는 데 중요하다고 생각한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.2
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• pp.189-195
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• 2023

As a PEMFC (Polymer Exchange Membrane Fuel Cell) cathode catalyst, Pt-Co/C has recently been widely used because of its improved durability. In a fuel cell, electrodes and electrolytes have a close influence on each other in terms of performance and durability. The effect on the electrochemical durability of the electrolyte membrane when Pt-Co/C was replaced in the Pt/C electrode catalyst was studied. The durability of Pt-Co/C MEA (Membrane Electrode Assembly) was higher than that of Pt/C MEA in the electrochemical accelerated degradation process of PEMFC membrane. As a result of analyzing the FER (Fluorine Emission Rate) and hydrogen permeability, it was shown that the degradation rate of the membrane of Pt-Co/C MEA was lower than that of Pt/C MEA. In the OCV (Open Circuit Voltage) holding process, the rate of decrease of the active area of the Pt-Co/C electrode was lower than that of the Pt/C electrode, and the amount of Pt deposited on the membrane was smaller in Pt-Co/C MEA than in Pt/C MEA. Pt inside the polymer membrane deteriorates the membrane by generating radicals, so the degradation rate of the membrane of Pt/C MEA with a high Pt deposition rate was higher than Pt-Co/C MEA. When the Pt-Co/C catalyst was used, the electrode durability was improved, and the amount of Pt deposited on the membrane was also reduced, thereby improving the electrochemical durability of the membrane.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.115-119
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• 2002

고분자 전해질 연료전지는 전해질로 고체고분자막을 사용하는 연료전지로 고분자막은 수소 이온의 활발한 전달을 위해 일정량의 수분이 존재해야 한다. 따라서 연료전지의 운전 중에 고분자막은 항상 수화되어 있어야 하며 수분이 부족하게 되면 수소이온 전도도가 떨어지고, 막의 수축으로 인해 전극과 막 계면의 저항이 증가한다. 반대로 수분이 많이 존재하면 촉매 표면에 반응기체의 확산이 어려워져 전지 성능이 감소하게 된다.(중략)

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.39-42
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• 1994

산소와 질소는 공업적으로 공기를 분리하여 생산하는데, 이 분리공정에는 심냉법 (cryogenic distillation), PSA법 (pressure swing adsorption) 그리고 분리막법 등이 사용되고 있다. 현재는 위의 세가지 공정중에서 PSA법이 가장 널리 채택되고 있는 공정이다. 그런데, 고분자막을 이용하는 분리공정은 설비투자면에서 뿐만 아니라 에너지 절약측면에서 큰 이점을 갖고 있기 때문에 최근 들어 점차 주목 받고 있다 [1]. 그러나, 고분자막에서의 기체의 투과도와 선택도는 서로 상반적인 관계 (trade-off)에 있기 때문에 공기중의 산소와 질소의 분리를 위해서는 기존의 고분자들에 비해 투과도와 선택도가 동시에 개선된 새로운 막 소재의 개발이 절실하므로 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다 [2].

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.1
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• pp.16-20
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• 2021

Since the durability evaluation for improving the durability of PEMFC polymer membranes is very important for the development of PEMFC, research and development of the polymer membrane durability evaluation protocol (AST) continues. Recently, DOE's polymer membrane chemical/mechanical durability evaluation AST was developed and applied to Nafion XL for review. In order to shorten the evaluation time, oxygen was used as a cathode gas instead of air, and it was finished in 144 hours. Since DOE AST has a large number of voltage changes with 45 seconds of humidification and 30 seconds of drying, the degradation of the electrode has more influence on the MEA durability. Therefore, one cycle time was lengthened with 60sec of wet/300sec of dry, and the drying time was made longer than the humidification time to further deteriorate the polymer membrane, and it was finished in 240 hours. It was confirmed that the DOE AST for evaluation of the durability of the polymer membrane was accompanied by electrode degradation.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.17 no.3
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• pp.331-337
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• 2006

높은 이온전도도와 충분한 기계적 강도, 전해질 누수가 적은 새로운 형태의 고분자 전해질막(pore-gel SPE)을 연구 개발하였다. 다공성 PVDF-HFP 고분자막의 기공 내에 전해질 용액을 흡수시킨 후 막 내에서 젤화를 진행시켰다. 전해질 용액은 2:2:1의 비를 갖는 PC/EC/DMA에 1M SA(Salicylic acid)를 용해하고 여기에 고분자막을 용해시킬 수 있는 아세톤을 첨가하였다. 초음파를 이용함으로써 고분자막의 용액 흡수율을 증가시키고 또 고분자막에서 젤화를 촉진 시킬 수 있었다. 이렇게 젤화한 막의 이온전도도는 젤화 전 막보다 $1{\sim}2.2$ 배 향상되었고, 인장강도는 gel-type SPE 보다 40 배 증가하였으며, 전해질 누수실험결과 hybrid-type SPE는 13%의 누수를 보였으나 본 연구의 막(pore-gel SPE)은 6%로 감소함을 보였다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1992.10a
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• pp.41-42
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• 1992

고내열 및 고내화학적 특성을 갖는 미세다공성 고분자막의 개발을 위한 기초연구가 수행되었다. 본 연구에서는 고분자막 제조기법의 첨단기술로 등장한 열유도상 분리공정(Thermally Induced Phase Separation, 이하 TIPS)이 도입되었다. TIPS 공정은 고분자를 고분자의 용융점을 상회하는 온도에서 매우 미세하게 분산시킬 수 있는 희석제를 고분자와 함께 melt-blending하여 균일한 single phase의 용액을 만들고 이를 적당한 막의 형태로 성형한 후, 가해진 열을 제거하여 냉각시킴에 따라 polymer-rich phase 와 polymer-poor phase 로 구성되는 two phase system으로 상분리를 일으키는 방법이다. 이때 polymer-poor phase를 차지하는 희석제를 제거함에 따라 고분자 matrix 내에는 void volume이 형성되고, 그 결과 고분자 matrix 전체적으로 다공성이 부여되어 고분자막으로서의 기본적인 기능을 갖추게 된다.

• Membrane Journal
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• v.17 no.2
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• pp.81-92
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• 2007

Membrane-based separation processes are receiving increasing attention in the scientific community and industry since they provide a desirable alternative to processes that are not easy to achieve by conventional separation technologies. In particular, gas separation using polymeric membranes have annually grown so fast owing to advantages such as easy installation, no moving parts, small footprint and low energy process. The key element is definitely a polymer membrane exhibiting high permeability and high selectivity to compete with other gas separation technologies. Current polymer membranes used for commercial gas separation are a family of hydrocarbon polymers for hydrogen separation, air separation and carbon dioxide separation from natural gas sweetening. Relatively, gas or vapor separation properties of fluoropolymers are not known so much as compared with those of hydrocarbon polymers. Accordingly, in this study, membranes prepared from amorphous perfluoropolymers are of particular interest because of the unique properties of these polymers. The advantages offered by these amorphous perfluoropolymers for use in gas and vapor separation will be discussed. In addition, membrane properties and separation performance will be compared with other membranes available on the market.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.36-37
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• 1995

분리막을 이용한 분리시술중 투과증발은 고분자막의 선정에 따른 선택성내지 투과효율의 다양서으로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나 고분자막이 막의 기계적강도가 무기막에 비해 약하다는 단점을 가지고 있다. 본 연구에서는 이런 단점을 보완하기 위한 방법의 하나로 유무기 복합막을 제작하였으며 이를 이용한 투과증발실험을 수행하였다.