• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.403-406
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• 2006

본 연구에서는 양극의 two-phase simulation 모델을 확립하고 GDL 물성과 작동조건이 전지성능에 미치는 영향에 대해 시행하였다. 모델로는 Multi-phase $mixture(M^2)$ 모델을 사용하였는데 이 모델은 각 상의 balance식을 하나의 mixture-phase식으로 통합하여 수학적 계산이 용이할 뿐만 아니라 실제 전지 성능에 매우 근사하여 신뢰성성도 확보할 수 있었다. 최적의 GDL 구조와 작동조건을 규명하기 위해 기체투과도, 접촉각, 기공도, 기체 공급가스 차이에 따른 전지 성능 분석을 시행하였는데 그 결과 모든 파라미터들이 증가할수록 비례적으로 전지 성능이 증가하였다. 기체 공급가스>기공도>>접촉각>기체투과도 순으로 전지에 미치는 영향이 큰 것으로 나타났다.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1994.04a
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• pp.47-48
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• 1994

분리막을 이용한 기체의 분리는 각 기체의 막에 대한 투과도 차이에 의해 분리하는 방법으로 에너지 소비가 적고, 열 안정성이 약한 물질을 저온에서 분리할 수 있는 장점, 좁은 공간에서도 이용할 수 있다는 점 등으로 미루어 볼때 기존 공정에 대한 새로운 경쟁자로서 그 가능성이 한층 커지고 있다. 분리막의 특성은 투과도(Permeability)와 선택투과도(Permselectivity)에 의해 결정되고 이 두가지 특성을 모두 높이기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 그 연구방향은 (1) 새로운 고분자의 합성 및 고분자의 개질 (2) 복합재료의 개잘 (3) 액정 (4) 촉진수송법 등으로 나눠질수 있다. 이 중 촉진수송(Facilitated Transport)이란 특정한 기체와 가역적 친화력 또는 흡착력을 갖는 운반체(ㅊㅁㄱ\ulcornerㄱ)를 액체나 고체막에 분산시켜 원하는 특정 기체만을 선택적으로 수용하는 것을 말한다.

• Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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• v.12 no.4
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• pp.267-274
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• 2014

The first Low- and Intermediate-Level Waste (LILW) disposal facility with 6 silos has been constructed in granite host rock saturated with groundwater in Korea. A two-dimensional numerical modeling on gas migration was carried out using TOUGH2 with EOS5 module in the disposal facility. Laboratory-scale experiments were also performed to measure the important properties of silo concrete related with gas migration. The gas entry pressure and relative gas permeability of the concrete was determined to be $0.97{\pm}0.15bar$ and $2.44{\times}10^{-17}m^2$, respectively. The results of the numerical modeling showed that hydrogen gas generated from radioactive wastes was dissolved in groundwater and migrated to biosphere as an aqueous phase. Only a small portion of hydrogen appeared as a gas phase after 1,000 years of gas generation. The results strongly suggested that hydrogen gas does not accumulate inside the disposal facility as a gas phase. Therefore, it is expected that there would be no harmful effects on the integrity of the silo concrete due to gas generation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.221-223
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• 2007

고분자전해질연료전지의 효율과 수명은 고분자 전해질 막과 밀접하게 관련되어있다. 연료전지 상용화를 위해 내구성과 안정성은 반드시 확보되어야 한다. 본 연구에서는 고분자전해질연료전지용 막전극접합체에 대해서 제작과정, 체결과정 및 운전 중에 발생할 수 있는 물리적 손상이 연료전지에 미치는 영향을 알아보고자 하였다. 실제 고분자전해질연료전지 조건에서 구멍이 생기는 경우를 모사하기 위해 막전극접합체에 다양한 크기 및 형상의 물리적 손상을 형성시켰다. 또한 여러 위치에서의 손상도 비교하였다. 손상시킨 막전극접합체에 대해 단위전지 성능평가와 순환전압전류 실험을 비교 분석하였다. 막전극접합체의 결함이 커질수록 수소기체투과도는 증가하고, OCV와 성능은 감소하였다. 또한 성능과 수소기체투과도는 서로 관련이 있음을 알 수 있었다.

• Membrane Journal
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• v.25 no.2
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• pp.162-170
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• 2015

In this study, gas permeability of polyimide materials having a various amine group was measured and molecular dynamics was used to analyze the dynamic characteristics of the gas molecules in the polyimide by calculating the position and velocity of the gas molecules with change of the time. The gas permeability of polyimide membrane having substitution site which increase free volume in the polymer was increased. However, polyimide with rigid structure showed decreased gas permeability. As a result of analyzing the change in the gas permeation behavior using molecular dynamics simulations, we confirmed that the results show the same tendency with actual measurements of the gas permeability.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1995.04a
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• pp.52-53
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• 1995

현재 상용화 되어있는 산소/질소 분리용 고분자 분리막은 비교적 낮은 선택도를 가지고 있다. 즉, 이점은 확산도와 용해도를 조절함으로써 분리막의 투과선택도를 높일 수 있는 가능성을 보여주고 있으며 보다 높은 투과도와 투과선택도를 갖는 새로운 고분자 재료의 선택이 분리막을 통한 기체 분리나 그 상업적 이용에 절실히 요구되고 있다. PSf는 상용성, 화학적 내구력, 강도, 높은 유리전이온도와 우수한 기체투과성질을 가진 고분자로 분리막에 많이 응용되고 있다. Erb 등은 용매로 DMF(dimethylformamide)와 THF(tetrahydrofuran)를 사용하여 막을 제조하였다. 상부 흐름압력이 5atm일때 각 기체의 투과도 계수는, 헬륨이 11, 이산화탄소가 5.5, 메탄이 0.5, 질소가 0.2였으며, PSf막에 대한 각 기체의 투과는 Henry mode보다 Langmuir mode에서 더욱 우세하게 일어난다고 생각하였다. 또한 Ghosal 등은 PSf에 nitro기를 도입한 nitrated PSf의 투과특성을 조사하였다. 실험결과 nitro group이 치환된 PSf막이 nitro group이 없는 막에 비해 투과도는 낮았지만 선택도는 증가하였다. 구조가 다른 여러가지의 PSf막을 통한 기체 투과성질은 Ghem 등에 의해 밝혀졌다. Membrane-covered probes를 이용한 폴라로그램(polarogram) 방법은 산소를 측정하는데 가장 보편적인 방업ㅂ으로, 산소 탐침(oxygen probe)의 원리는 소위 효소 전극을 발전시키는데 이용되어 왔다. 효소전극은 산소와 실험하고자 하는 물질간의 특정한 효소반응에 기초를 둔 다양한 물질의 선택적 측정을 위한 것이다. 이때 센서에 응용되는 합성막은 산소에 대해 선택적인 투과를 해야하며, 상대적으로 높은 산소확산계수와 물에 대해서는 낮은 투과도를 가져야 한다. 높은 산소확산계수는 반응을 빠르게 하는 잇점이 있으며 물에 대한 낮은 투과도는 센서내의 전해질 물질을 유지보호하는 역할을 한다. 분리막이 산소전극에 이용될 경우 높은 산소 확산계수 이외에도 적절한 기계적 강도, 열적 안정성 등이 요구된다.

• Polymer(Korea)
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• v.28 no.5
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• pp.374-381
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• 2004

Gas permeability of low density polyethylene (LDPE) film containing zeolite powder for $CO_2,\;O_2$ and $N_2$ were investigated. Zeolite powders modified by cations or surfactant were compounded with LDPE to produce $20 wt\%$ masterbatch. After blending the masterbatch with LDPE, zeolite filled films were prepared by the blown film process. Finally, the composite films containing zeolite loadings of 0, 3,5, and $10 wt\%$ were produced. A gas permeability apparatus based on the variable volume principle was designed to analyze the characteristics of films. Experiments showed a general trend that gas permeabilities first decreased and then increased as the zeolite content was increased. Surfactant modified zeolite showed a better interfacial adhesion with the matrix, but the film did not show a discernible difference in gas permeability compared with the other modified films. The difference of temperature dependences in the gas permeabilities of composite films was slightly smaller than that of LDPE film.

• Food Science and Preservation
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• v.17 no.6
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• pp.793-799
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• 2010

Kimchi was fermented in permeability-controlled polyethylene containers, in glazed onggi (Korean ethnic earthenware) or glass bottles at $5^{\circ}C$ for 8 weeks. During 4 weeks of storage, kimchi fermented in the permeability-controlled container showed a stable fermentation pattern, in terms of changes in pH and acidity, compared with kimchi fermented in the other containers. With respect to changes in bacterial counts, kimchi fermented in polyethylene containers showed vigorous multiplication of lactic acid bacteria, especially Lactobacillus sp., but slow growth of total aerobic bacteria. The springiness of kimchi fermented in the polyethylene containers was optimal (about 10% more than that of glass bottle-fermented kimchi), and the overall acceptability and hardness of container-fermented kimchi were excellent upon sensory evaluation. The DPPH radical-scavenging activity of kimchi fermented in polyethylene containers was also greater (91%) than that of kimchi fermented in glazed onggi (73%) or glass bottles (63%). The $O_2$ and $CO_2$ permeabilities of the polyethylene containers were higher (458 and $357\;mmol\;h^{-1}\;m^{-2}\;atm^{-1}$, respectively) than were those of the other containers; the permeability ratio was 0.8. Glass bottles showed no permeance. The results indicate that permeability-controlled polyethylene containers may be used for kimchi fermentation.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
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• 1997.04b
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• pp.27-28
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• 1997

최근 들어 분리공정의 발달과 산업의 고도화에 따라 기체 및 액체분리의 중요성이 강조되면서 열적, 화학적 그리고 기계적 안정성이 좋으며, 수명이 길고, 세척과 재생이 용이하며, 미생물에 의한 손상이 없는 무기막에 대한 연구가 진행중이다. 무기막은 기공의 크기에 따라 크게 다공성 막과 비다공성 막의 두 종류로 구분된다. 비다공성 금속막은 특정 기체에만 투과성을 가지며, 이때 기체는 용해-확산(solution-diffusion)기구에 의해 금속막을 투과하므로 특정기체에 대한 선택도는 매우 크나 투과도가 매우 작고 가격이 비싼 단점을 가지고 있다. 다공성 막은 기체 투과율이 큰 반면 기체 선택도가 작은 단점을 가지고 있다. 현재 기체분리에 사용되고 있는 무기막은 기공크기가 40${\AA}$ 이상으로 기체 분리가 Kundsen diffusion에 의해 이루어지므로, 기체 투과도는 큰 반면에 기체에 대한 선택도는 그리 크지 않다. 따라서 최근 들어서는 다공성 담체에 기공이 작은 ($d_{pore}<20{\AA}$)박막을 담지시켜 기체의 분리 선택도를 향상시키기 위한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 본 연구에서는 유기금속 화학증착법(metal-organic chemical vapor deposition:MOCVD)을 이용하여 수소 선택성을 가지는 $SiO_2/Al_2O_3$ 복합막을 비율별로 제조하여 증착속도를 알아보고, 열과 수분에 노출시켜 박막의 기체투과도 변화를 살펴보았다.

• Membrane Journal
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• v.30 no.6
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• pp.450-459
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• 2020

Membrane-based separations have the potential to reduce energy consumption and environmental impact associated with conventional processes. However, many researches have been done to develop new membrane materials with greater selectivity and permeability. Here, we report highly selective membranes by introducing bulky ethyl substituents into the polyimide. The ethyl group in the ortho position to the imide nitrogen interferes the chain packing and increases chain stiffness and the distance between the polymer chains. The polyimide membranes were synthesized from various aromatic dianhydrides and 4,4'-methylenebis(2,6-diethylaniline) (MDEA). The synthesized membranes with increased gas diffusion length due to bulky substituents showed improved propylene/propane (C3H6/C3H8) selectivity. Single gas permeation showed high C3H6/C3H8 selectivity of 14.5, and C3H6 permeability of 7.0 barrer was found in MDEA-polyimide. Mixed-gas permeation results also demonstrate that MDEA-polyimide can achieve high selectivity in mixed-gas environment. Furthermore, this approach could significantly increase the feasibility of economic propylene separation compared to conventional polymer materials.