• Title/Summary/Keyword: 고체고분자전해질

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Synthesis and Electrochemical Properties of Solid Polymer Electrolytes Using BF3LiMA as Monomer (BF3LiMA를 단량체로 하는 고체 고분자전해질 합성과 전기화학적 특성)

  • Kim, Kyung-Chan;Ryu, Sang-Woog
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.14 no.4
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    • pp.208-213
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    • 2011
  • Solid polymer electrolytes using $BF_3LiMA$ as monomer were synthesized by usual one step radical polymerization in THF solvent. The effect of $BF_3LiMA$ concentration on ionic conductivity and electrochemical stability was investigated by AC impedance measurement and linear sweep voltammetry. As a result, the highest ionic conductivity reached $7.71{\times}10^{-6}S\;cm^{-1}$ at $25^{\circ}C$ was obtained in 12.9 wt% of $BF_3LiMA$ content. Further increase or decrease of $BF_3LiMA$ content result to decrease the ionic conductivity due to the brittle matrix properties in former case and the insufficient number of charge carrier in the latter case. Furthermore, since the counter-anion was immobilized in the self-doped solid polymer electrolytes, high electrochemical stability up to 6.0 V was observed even in $60^{\circ}C$.

Experimental Study on the SPE Water Electrolysis in KIER (KIER 실험용 SPE 수전해장치의 실험결과 및 고찰)

  • 김정덕;심규성;명광식;김종원
    • Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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    • 2002.05a
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    • pp.143-148
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    • 2002
  • SPE(solid polymer electrolyte) 수전해법은 고체고분자전해질 막(membrane)을 전해질로 사용하는 방법으로서 이 전해질 막은 알칼리 수전해에서의 KOH전해질과 격리막을 합쳐놓은 것과 같은 역할을 수행한다. SPE 수전해는 양극(anode)에서 촉매 전극에 의해 물로부터 산소기체(O$_2$)와 수소이온(H$^{+}$)이 발생되며 수소이온(H$^{+}$)은 다량의 물($H_2O$)분자와 함께 고체고분자전해질 막을 통하여 음극으로 이동하여 외부회로를 통해 도달한 전자(e)와 음극(cathode)에서 만나 수소기체(H$_2$)를 발생시키는 방법이다.(중략)

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The Comparison of Proton Exchange Membrane Fuel Cell According to Flow Field Design (고체고분자전해질형 연료전지의 유로형상에 따른 성능의 비교)

  • LEE, KEON JOO
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.19 no.5
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    • pp.279-284
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    • 2021
  • In this study, the performance and distribution of fluid concentration, pressure, and current density of a proton exchange membrane fuel cell was investigated. In this paper, the two different types of flow field design were compared, singel channel and 5-channels. As a result, the 5-channels of flow field showed the better performance than that of single chanel. Especially, the single channel showed better performance in terms of mass transfer loss area.

Conductivity properties of ion conducting polymer electrolyte based on poly(ethylene oxide) (이온전도성 poly(ethylene oxide)고분자전해질의 전도특성)

  • 김종욱;문성인;진봉수;구할본;윤문수
    • Electrical & Electronic Materials
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    • v.8 no.4
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    • pp.487-494
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    • 1995
  • The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li secondary battery. We investigated the effects of lithium salts, plasticizer addition, temperature dependence of conductivity and electrochemical stability window of polyethylene oxide(PEO) electrolytes. PEO electrolyte completed with LiCIO$\_$4/ shows the better conductivity than the others. PEO-LiCIO$\_$4/ electrolyte, when EO/Li$\^$+/ ratio is 8, showed adequate conductivity around room temperature. By adding propylene carbonate and ethylene carbonate to PEO-LiCIO$\_$4/ electrolyte, its conductivity was higher than that of PEO-LiCIO$\_$4/ without those. Also PEO$\_$8/LiCIO$\_$4/ electrolyte remains stable up to 4.5V vs. Li/Li.

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Synthesis and Physicochemical Properties of Branched Solid Polymer Electrolytes Containing Ethylene Carbonate Group (에틸렌 카보네이트기를 함유하는 가지형 고체 고분자전해질의 합성 및 물리화학적 특성)

  • Kim, Doo-Hwan;Ryu, Sang-Woog
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.18 no.4
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    • pp.150-155
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    • 2015
  • In this study polymer electrolytes containing ethylene carbonate group which have a high dielectric constant and poly(ethylene glycol) as branches were prepared by the Williamson reaction between poly(ethylene glycol) methyl ether and block copolymers composed of glycerol-1,2-carbonate and 4-chloromethyl styrene. Interestingly, the highest ionic conductivity of $1.75{\times}10^{-5}S\;cm^{-1}$ was observed from the polymer electrolyte having 7 mol% of ethylene carbonate and the [EO]:[Li] ratio of 32:1. Moreover, it was found that the electrochemical stability of polymer electrolyte was achieved up to 5.5 V because of the presence of ethylene carbonate.

State of Solid oxide fuel cell (고체산화물 연료전지 기술 현황)

  • Song, Rak-Hyun
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2002.05c
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    • pp.1-5
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    • 2002
  • 고체산화물 연료전지는 무공해 고효율의 에너지 발전 장치이다. 연료전지는 형태는 1 세대 알카리형 연료 전지부터 인산형, 고분자전해질형, 직접메탄올형, 용융탄산염형 그리고 3세대인 고체산화물형 연료전지들이 있다. 고체산화물 연료전지는 음극 및 양극 그리고 고온에서 작동되기 때문에 전해질 및 내부연결재 등이 많이 연구 개발되고 있다. 고체산화물 연료전지는 이동형으로부터 소형발전 시스템 및 대형 복합발전시스템에 걸쳐 많이 개발이 이루어지고 있다.

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Humidification Characteristics & Modeling of The Membrane Humidifier for Operation of PEMFCs (고분자전해질 연료전직 운전용 막가습기의 가습특성 및 해석)

  • 박세규;신석재;하흥용;오인환;홍성안;이태희
    • 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)

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Performance Analysis of PEMFC Using Computational Flow Dynamics (CFD) (전산유체역학 (CFD)을 이용한 PEMFC의 성능분석)

  • Kim, Sunhoe
    • Journal of Digital Convergence
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    • v.11 no.8
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    • pp.199-204
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    • 2013
  • Computational fluid dynamics (CFD) is used to reduce number of experiments. The CFD tools are widely used for engine design and flow pattern analysis to reduce experiments. In this study the performance of a PEMFC single cell was analyzed by using STAR-CD, product of CD-ADAPCO. The effect of cell design and flow pattern on the performance of a PEMFC was analyzed with the 3-D simulation. As a result the performance of rectangular cell was the higher than that of square cell, while the flow direction scarcely affected on the performance of a PEMFC. Also the current density according to different excess ratio of air flow rate was compared and analyzed. The difference between maximum and minimum current density of flip-flow was lower than that of co-flow.

The Characteristics of PEO-Based Composite Electrolyte added functionalized SiO_2$ Filler and (3-cyanopropyl)methylsiloxane cyclics. (기능성 실리카 filler와 (3-cyanopropyl)methylsiloxane cyclics를 가소제로 이용해 제조되어진 PEO-Based 전해질의 특성 연구)

  • 이재필;김정남;문희수;이승원;이영식;서동학;김인수;박종완
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2003.11a
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    • pp.214-214
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    • 2003
  • 고체 고분자 전해질에 대한 연구는 1979년 wright와 Armand에 처음 시작된 이래로 지난 20여년간 연구가 계속적으로 지속되고 있다. 전지의 적용되기 위해 전해질이 갖추어야 할 조건중에 이온전도도가 상온에서 10-4 S/cm 이상의 전도도를 나타내야 하지만 지금까지 연구되고 있는 여러 고체 고분자 전해질은 이런 조건을 만족시키지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 이런 상온에서의 이온 전도성을 향상시키기 위해 여러 종류의 실리카와 세라믹 계열의 첨가제를 첨가하여 이온전도성의 향상을 꾀하고자 하였다. 본 연구에서는 고체 고분자 전해질의 host polymer로써 분자량 400,000 의 Polyethylene oxide를 사용하였으며 Lithuim salt로는 Lithium (bisperfluroethylsulfonyl)imide(3M)를 기본적으로 사용하였다. 여기에 가소제의 역활로써 (3-cyanopropyl)methylsiloxane cyclics를 첨가하였고 표면그룹이 CH3와 OH기로 이루어진 기능성 나노 실리카를(<11nm)이용하여 함량별 전기 화학적 특성 및 기본 물성을 측정하였다. 기본적으로 이 네 가지 물질을 유기용매 Acetonitril에 잘 용해하여 Solid Casting방법으로 80-100 마이크로의 복합고분자 전해질을 제조하였다. Homogeneous하고 uniform한 필름 제조하기 위해 9$0^{\circ}C$에서 열처리를 24h 동안 실시하였다. 제조되어진 복합고분자전해질은 XRD를 통하여 결정성을 조사하였고 DSC를 이용하여 유리 전이온도 및 결정화도를 조사하였다. 복합고체고분자의 전기화학적 성질을 평가하기 위해 blocking electrode를 제작하여 임피던스 스펙트로 스코피를 이용하여 이온전도성을 측정하였다. 또한 복합 고분자 전해질의 온도의존성에 대해서도 조사하였다. 또한 실제 전지의 작동구간에서의 전해질의 안정성을 확인하기 위해 LSV를 측정하였고. Li metal을 사용하여 non-blocking electrode를 제작하여 복합고분자 전해질과의 계면저항을 측정하였다.

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