• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.150.1-150
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• 2003

• Proceedings of the Korean Ceranic Society Conference
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• 2003.10a
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• pp.69.1-69
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• 2003

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.17 no.3
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• pp.347-352
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• 2006

분자전해질연료전지 내의 다공성 기체확산층은 반응가스의 확산과 전자이동통로의 역할을 수행할 뿐만 아니라 전기화학반응에 의해 공기극에서 생성된 수분(기상 혹은 액상)을 반응면으로부터 분리판 채널 방향으로 이동시켜 배출시키는 중요한 역할을 한다. 따라서 물관리를 통한 성능향상을 위해서는 기체 확산층의 구조 및 재료특성에 대한 심도 릴은 연구가 필요하다. 실제 단위전지 체결시 기체확산층은 분리판의 리브(rib)에 의해 눌리게 되며, 그 부분의 기공 크기 분포의 변화를 야기한다. 또한 리브 전단부분에서 탄소 섬유가 손상을 입으며, 탄소 섬유를 감싸고 있는 PTFE coating이 벗겨지게 되어 표면화학적 특성이 달라진다. 본 연구에서는 단위전지 체결 시 분리판에 의해 눌리는 기체확산층의 기공 크기 분포 변화를 측정하였으며, 기공의 소수성에서 친수성으로의 변화를 알아보았다. Mercury 기공 측정기와 PMI 기공 측정기는 큰 기공 분포의 변화에, 질소의 흡/탈착을 이용한 BET 방식은 작은 크기의 기공 분포 변화 관찰에 사용되었다. 체결압에 의한 탄소섬유의 구조적 변화와 아울러 표면의 습윤 정도의 변화를 XPS와 물/알콜 Uptake를 이용해 알아보았다. 이 연구를 바탕으로 물관리를 통한 연료전지 성능 향상을 위한 최적 GDL 선정에 기반이 되는 자료를 도출하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.3
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• pp.318-324
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• 2018

In this study, PAN (polyacrylonitrile) based activated carbon fibers were prepared by water vapor activation method which is a physical activation method. Activation was performed with temperature and time as parameters. When the activation temperature reached 700, 750 and $800^{\circ}C$, the activation was carried out under the condition of a water vapor flow rate of 200 ml/min. In order to analyze the pore structure of activated carbon fibers, the specific surface area ($S_{BET}$) was measured by the adsorption/desorption isotherm of nitrogen gas and AFM analysis was performed for the surface analysis. Tensile tests were also conducted to investigate the effect of the pore structure on mechanical properties of fibers. As a result, the $S_{BET}$ of fibers after the activation showed a value of $448{\sim}902m^2/g$, the tensile strength decreased 58.16~84.92% and the tensile modulus decreased to 69.81~83.89%.

• Polymer(Korea)
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• v.26 no.6
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• pp.759-766
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• 2002

Regular, spherical and isotropic open-microcellular foams having low density were prepared by the high internal phase emulsion (HIPE) polymerization mainly composed of styrene monomer and water The effects of Polymerization conditions. such as the content of water, divinylbenzene as a crosslinking agent and dodecane as a chain transfer agent, were investigated based on the tell size and foam properties. The microstructural morphology was observed using scanning electron microscopy (SEM) and the compression modulus of the foam was evaluated using compression test. The dropwise feeding of the aqueous phase into the oil phase was more effective than the batch feeding in producing the uniform and stable foam. Agitation speed and surfactant strongly influenced on the cell size and the window size between water droplets. Introduction of chain transfer agent increased the cell size, whereas it decreased the window size. Compression modulus increased with the crosslinking agent, but decreased with the chain transfer agent.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.2
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• pp.267-273
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• 2019

Hierarchically porous $Fe_2O_3$ nanofibers with meso- and macro- pores are designed and synthesized by electrospinning and subsequent heat-treatment. The macro pores are generated by selectively decomposition of polystyrene as a dispersed phase in the as-spun fibers containing $Fe(acac)_3$/polyacrylonitrile continuous phases during heat-treatment. Additionally, meso-pores formed by evaporation of infiltrated water vapor during electrospinning process interconnected the macro-pores and results in the formation of hierarchically porous $Fe_2O_3$ nanofibers. The initial discharge capacity and Coulombic efficiency of the hierarchically porous $Fe_2O_3$ nanofibers at a current density of $1.0A\;g^{-1}$ are $1190mA\;h\;g^{-1}$ and 79.2%. Additionally, the discharge capacity of the nanofibers is $792mA\;h\;g^{-1}$ after 1,000 cycles. The high structural stability and morphological benefits of the hierarchically porous $Fe_2O_3$ nanofibers resulted in superior lithium ion storage performance.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.11a
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• pp.13.1-13.1
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• 2009

에어로젤은 인류가 개발한 소재 중에서 가장 가벼운 고체로, 기공률이 90%이상이고 비표면적은 ~1000m2/g, 기공의 크기는 10nm 크기로 이루어진 나노기공 물질이다. 1931년에 Kisley가 물유리로부터 실리카 에어로젤을 합성한 이래로 실리카 에어로젤에 대한 연구가 가장 많이 이루어져왔으며, 단열소재, 흡음재, 체렌코프우주선 디텍터, 반도체의 초저유전소재, 유출된 석유의 정제, 촉매 등에 대한 응용에 대해서도 연구가 많이 이루어져 왔다. 그리고TiO2와 같은 광촉매 에어로젤 소재, 카본 에어로젤 소재등 다양한 나노기공 소재에 대해서도 연구가 이루어지고 있으며, 카본 에어로젤의 경우 나노기공과 비표면적을이용한 전기이중층 커패시터 (EDLC)에 대한 연구도 이루어지고 이다. 본 연구에서는 첫째로, 실리카 에어로젤에 대한 연구결과를 소개하고 이의 단열소재로서의 응용가능성에대하여 언급하고자 한다. 실리카 에어로젤 나노기공 소재의 경우, 기공크기가 10nm크기로 매우 작고 공기의 자유이동길이와 거의 비슷하여서 대류에 의한 열전달을 낮출 수 있으며, 낮은 고체함량으로 인하여 포논에 의한 열전달을 낮출 수 있기 때문에 단열소재로서 최고의 성능을 나타낸다. 하지만, 문제는 높은 기공률로 인한 기계적인 취약성이 문제이다. 따라서 이를 보완하기 위항 섬유로 에어로젤을 보강할 수 있는데, 이를통하여 에어로젤 나노기공소재와 섬유보강에 의한 복합화에 대하여 말하고자 한다. 또 다른 하나의 연구방법은유기-무기 하이브리드 나노기공 소재를 합성하는 것이다. 여기서는하나의 방법으로 MTEOS-TEOS의 하이브리드화와 초임계 건조공정에 의한 나노기공 소재에 대한 연구결과를소개하고자 한다. 마지막으로 카본 에어로젤 나노기공소재의 합성과 나노기공 구조의 제어 및 물성평가에 대한 것을 말하고자하는데, 본 발표에서는 레소시놀과 포름알데히드를 촉매에 의한 중합반응을 통하여 유기 에어로젤 소재를 합성하고 분위기에서탄소화 공정을 통하여 카본에어로젤을 합성하였다. 또한 금속 니켈을 도입하는 것에 의하여 탄소/니켈 복합 하이브리드 에어로젤 소재를 합성하고 슈퍼커패시터 전기화학 특성에 대한 연구결과를 발표하고자 한다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.2
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• pp.191-195
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• 2018

In this study, the influence of microporous structures of activated carbon fibers (ACFs) on dimethyl methylphosphonate (DMMP) gas sensing properties as a nerve agent simulant was investigated. The pore structure was given to carbon fibers by chemical activation process, and an electrode was fabricated for gas sensors by using these fibers. The PAN based ACF electrode, which is an N-type semiconductor, received electrons from a reducing gas such as DMMP, and then electrical resistance of its electrode finally decreased because of the reduced density of electron holes. The sensitivity of the fabricated DMMP gas sensor increased from 1.7% to 5.1% as the micropore volume increased. It is attributed that as micropores were formed for adsorbing DMMP whose molecular size was 0.57 nm, electron transfer between DMMP and ACF was facilitated. In conclusion, it is considered that the appropriate pore structure control of ACFs plays an important role in fabricating the DMMP gas sensor with a high sensitivity.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.525-530
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• 2019

The performance and stability of solid oxide fuel cells (SOFCs) depend on the microstructure of the electrode and electrolyte. In anode, porosity and pore distribution affect the active site and fuel gas transfer. In an electrolyte, density and thickness determine the ohmic resistance. To optimizing these conditions, using costly method cannot be a suitable research plan for aiming at commercialization. To solve these drawbacks, we made high performance unit cells with low cost and highly efficient ceramic processes. We selected the NiO-YSZ cermet that is a commercial anode material and used facile methods like die pressing and dip coating process. The porosity of anode was controlled by the amount of carbon black (CB) pore former from 10 wt% to 20 wt% and final sintering temperature from $1350^{\circ}C$ to $1450^{\circ}C$. To achieve a dense thin film electrolyte, the thickness and microstructure of electrolyte were controlled by changing the YSZ loading (vol%) of the slurry from 1 vol% to 5 vol. From results, we achieved the 40% porosity that is well known as an optimum value in Ni-YSZ anode, by adding 15wt% of CB and sintering at $1350^{\circ}C$. YSZ electrolyte thickness was controllable from $2{\mu}m$ to $28{\mu}m$ and dense microstructure is formed at 3vol% of YSZ loading via dip coating process. Finally, a unit cell composed of Ni-YSZ anode with 40% porosity, YSZ electrolyte with a $22{\mu}m$ thickness and LSM-YSZ cathode had a maximum power density of $1.426Wcm^{-2}$ at $800^{\circ}C$.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1991.04a
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• pp.35-37
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• 1991

무기 분말과 고분자 용액을 함께 습식방사하여 제조된 중공사를 소결하여 이방성 구조를 갖는 Alumina 와 Alumina/Silica 중공사막을 제조 하였다. 중공사 제조 용액의 조성과 소결 온도에 따른 다공성 지지체막의 기공도 및 미세구조를 Mercury Porosimeter와 Surface Analyzer(Autosorb-1)를 이용하여 살펴 보았다. 무기 분말(Alumina, Silica)이 충진된 고분자 용액의 적정한 조성에 따라 소결 후에도 이방성 구조를 유지할 수 있었고 방사 조건에 따라서도 양쪽지상구조, 한쪽지상구조, 또는 망사구조를 가지고 있으며 제조시 소결 온도에 따라 기체 투과도가 감소 하였다. 다공도는 소결 온도가 증가함에 따라 급격히 줄어들고 있으나 평균 기공의 크기는 약간 증가 하였다. 전체적으로 투과 실험 조건하에서 기체 투과가 knudsen flow 특성을 나타내었다.