• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.37 no.8
• /
• pp.767-773
• /
• 2013

This study suggested the variations of porosity and gas permeability of gas diffusion layers (GDLs), which are easily deformed among the components of a highly compressed PEMFC stack. The volume change owing to compression was measured experimentally, and the variations in the porosity and gas permeability were estimated using correlations published in previous literature. The effect of polytetrafluoroethylene (PTFE) which is added to the GDLs to enhance water discharge was investigated on the variations of porosity and gas permeability. The gas permeability which strongly affects the mass transport through GDL, decreases sharply with increasing compression when the GDL has high PTFE loading. As a result, the mass transport through the pore network of GDL can be changed considerably according to the PTFE loading even with the same clamping force. The accuracy of modeling of transport phenomena through GDL can be improved due to the enhanced correlations developed based on the results of this study.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1997.10a
• /
• pp.65-66
• /
• 1997

1. 서론 : 현재의 막분리 기술로는 단 단계 분리공정(single-stage separation)으로 약 40%의 산소농축공기(oxygen-enriched air)를 얻을 수 밖에 없지만 심냉법(cryogenic techniques)보다는 에너지 소비율이 적으며, 공정이 비교적 간단하기 때문에 용도에 따라 순 산소를 꼭 필요로 하지 않는 제철소, 발전소 등의 연소분야, 호흡기 환자를 위한 의료분야, 생물공학이나 항공기 분야 등에 편리하게 이용될 수 있다. 이와 같이 용도가 다양한 산소를 분리막을 이용하여 보다 편리하고 값싸게 얻기 위해서는 산소와 질소의 막투과에 대한 새로운 지식을 얻고 막투과가 기체의 어떤 성질에 지배되고 있는가를 조사할 필요가 있다. 본 연구에서는 고무상 고분자막(rubbery polymer membrane)에 대한 산소/질소의 수착특성과 순수한 기체의 투과율(permeation rate)을 기초로 하여 혼합기체의 투과율, 분리인자(separation factor), 막분리 공정변수에 의한 중공사 분리막에서의 기체분리특성에 대하여 연구하였다.

• Korean Journal of Air-Conditioning and Refrigeration Engineering
• /
• v.28 no.9
• /
• pp.367-372
• /
• 2016

Gas diffusion layer (GDL) of PEMFCs plays a role that it diffuses the reactant gases to the catalyst layer on the membrane and discharge water from the catalyst layer to the channel. Physical parameters related to the mass transport of GDL are mostly from the uncompressed GDLs while actual GDLs in the assembled stacks are compressed. In this study, the relation of compression and strain of GDLs with various Polytetrafluoroethylene (PTFE) loading is measured experimentally and In-plane gas permeability is measured at the condition that the GDLs are in compressive strain. The gas permeability decreased with the loading of PTFE and the presentation of gas permeability under compressive stain is expected to improve the accuracy of modeling work of mass transport in the GDL.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1992.10a
• /
• pp.8-8
• /
• 1992

극미세입자 졸의 코팅시 가장 문제시되는 균열 발생과 재현성 문제를 해결하기 위하여 다양한 졸-겔 코팅법을 시도하였으나 그중 본 연구에서 개발된 가압 졸-겔 코팅법이 최적이었음을 알 수 있었다. 복합분리막에서의 담체상의 박막 코팅과 기공 내부 코팅 정도 및 균열 발생 유무를 일차적으로 SEM 에 의하여 규명하였으며 분리막 튜브 전체에 대한 균열 존재 여부 및 미세구조 특성등은 복합분리막내에서의 N$_2$ 기체투과율 데이타로부터 기체투과 모델을 이용하여 평가 분석하였다.

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

• Journal of the Korean Society of Propulsion Engineers
• /
• v.13 no.4
• /
• pp.36-44
• /
• 2009

Spray cross-section was measured by the Optical Line Patternator (OLP) and Optical Tomography at high ambient pressure. The laser line beam passed through the spray region, then Mie scattered signal and transmitted light were captured. The measured signal was processed to obtain a distribution of attenuation coefficient in spray cross-section. Beer-Lambert's law and mathematical reconstruction methods were used to reconstruct the distribution of attenuation coefficient. Spray became dense at high pressure and attenuation of scattered signal occurred seriously. OLP method, which uses Mie scattered signal, showed limit in compensating attenuation problem in dense spray region. Optical tomography reconstructed spray cross-section well, from transmission rate of light penetrating spray region.

• Membrane Journal
• /
• v.28 no.6
• /
• pp.424-431
• /
• 2018

The gas separation performance of a mixed membrane structure based on a mixture of polyethersulfone (PES) and cobalt tetraphenylporphyrin-benzylimidazole (CoTpp-BIm) as an oxygen carrier was investigated. The CoTpp-BIm mixed PES membrane had an asymmetric structure with a mixture of finger structure and sponge-like structure, and the upper surface was dense. The gas separation performance test was carried out using $94%\;N_2$ gas and $6%\;O_2$ mixed gas. Oxygen and nitrogen permeability coefficients were measured at ${\Delta}P$ ranging from 15 to 228 cmHg and the permeate side of the PES membrane was maintained at vacuum level. The oxygen permeability coefficient of CoTpp-BIm mixed PES membranes increased as supplied pressure was decreased. When the supply pressure was 15 cmHg, the gas permeability ($P_{O_2}$) was 6676 Barrer, the $O_2/N_2$ selectivity (${\alpha}$) was 6.1, and the promoting factor (F) was 2.39. Based on these results, it was confirmed that the addition of CoTpp-BIm to the PES film improved the oxygen separation characteristics.

• Proceedings of the Korean Information Science Society Conference
• /
• 2007.10c
• /
• pp.480-484
• /
• 2007

일반적으로 x선 CT는 물체 투과율이 짧기 때문에 대형 산업공정 내부의 영상진단 시 대상체는 금속으로 구성되어 있으며 내부는 액체, 고체, 기체 등 고밀도 물질이 포함되어 있어 계측이 어렵다. 따라서 본 논문에서는 물체 투과율이 x선에 비해 긴 감마선을 사용하였다. 대형 산업공정 내부의 단면영상을 재구성하기 위하여 반복적인 영상재구성 방법의 가중치 함수를 비교하였다. 실험 결과를 통하여 감마 CT 영상에서 빔 통과 여부에 따른 가중치 함수보다 빔 길이나 면적에 의한 가중치 함수로 복원할 경우, 원 영상과 유사함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
• /
• v.53 no.3
• /
• pp.335-339
• /
• 2009

Polydimethylsiloxane (PDMS) with methacrylate endgroup is used as contact lens material with elasticity and high oxygen permeability. PDMS prepolymer with methacrylate endgroup was prepared by reacting PDMS (polydimethylsiloxane) with HEMA (2-hydroxyethyl methacrylate). The HEMA-substituted PDMS prepolymer was then copolymerized using AIBN (azobisisobutyronitrile) with BMA (butyl methacrylate; to increase elasticity and flexibility). The water content, oxygen permeability, and visible-ray transmissibility of the resulting polymer were measured to be 23%, 83% and Dk/t > 50, indicating that the copolymer can be used as a good contact lens material.

• Proceedings of the Membrane Society of Korea Conference
• /
• 1994.04a
• /
• pp.58-58
• /
• 1994

슬립캐스팅법으로 제조한 튜브형 $\alpha$-알루미나 담체 (평균기공크기 = $0.1 \mum$)에 졸-겔 침지코팅(dipcoating) 또는 가압코팅 (pressurized coating) 법에 의하여 극미세입자 $\gamma$-AlOOH, $TiO_2, SiO_2$, 및 aluminosilicate diphasic 졸을 코팅한 후 300 ~ 500$\circ$C 에서 열처리하여 세라믹 복합막을 제조하였다. 복합막 전체에 대한 균열유무는 $N_2$ 기체투과율의 평균압력에 대한 의존성으로부터 평가하였으며, 한외여과 (ultrafiltration)에의 응용성을 규명하기 위하여 막의 재질 및 제조조건에 따른 polyethylene glycol (PEG) 수용액의 분획분자량 변화를 측정하였다. 합성 세라믹 복합막의 분획분자량 측정 결과 $SiO_2$의 경우 2,000 정도로 매우 우수하였으며 $\gamma-Al_2O_3, TiO_2$, 그리고 aluminosilcate 막들은 6,000 ~ 10,000 범위 값을 갖고 있었다. 또한 막의 기공크기 및 분획분자량을 제어하기 위한 방법으로서 $TiO_2$ 복합막을 300 ~ 700$\circ$C 에서 열처리하였으며 이들에 대한 분획분자량 변화를 비교 분석하였다.