• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.97.1-97.1
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• 2011

저온에서 양이온 고분자막을 사용하는 고분자 연료전지의 경우 뛰어난 성능과 다양한 응용분야로 인해 많은 연구와 실증이 이루어지고 있지만 공기극에서의 느린 산소 환원반응으로 인해 백금과 같은 귀금속의 사용이 불가피하고 백금의 제한된 매장량과 높은 가격으로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 그래서 많은 연구자들이 합금 촉매 또는 비귀금속 촉매를 이용한 전극 개발에 집중하고 있다. 알칼리 분위기에서 저가의 전이 금속들이 백금과 비슷한 활성을 보이고 고체 음이온 교환막이 개발됨에 따라 최근 알칼리 연료전지가 다시금 큰 주목을 받고 있다. 그러나 고분자 연료전지와는 달리 아직 촉매나 전해질막, 이오노머의 특성 및 메커니즘에 관해 별로 알려진 것이 없다. 본 연구에서는 직접 개발한 세공충진막 형태의 탄화수소계의 음이온 교환막과 비귀금속 공기극 촉매를 이용하여 막전극접합체(MEA)를 개발하였고 촉매 및 이오노머 함량과 같은 전극 조성, 막전극접합체의 제조 및 체결, 가습이나 가스조성 등의 단위전지 운전조건과 같은 다양한 변수에 대해에 최적 조건을 도출하고자 하였다. 공기극 촉매는 Cu-Fe/C를 이용한 상용 촉매를 이용하였고 이오노머의 경우는 탄화수소계의 상용 제품을 사용하였으며 음이온 교환막에 전극층을 형성하기 위해서는 스프레이 공정을 이용하였다. 단위전지를 통해 성능을 확인하였고 임피던스 및 CV를 통해 전기화학적인 특성을 규명하였다. 조건의 최적화를 통해 상당한 성능 향상을 이루었으나 추가적인 성능 향상 및 내구성 확보 등에 대해 계속적인 실험을 진행할 예정이다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.07a
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• pp.139-146
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• 2002

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)용 전극 슬러리 조성변화가 막전극접합체(MEA)의 전극 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 전극촉매의 구성 성분인 Nafion의 함량을 변화시켜 전극 성능의 최적 함량을 고찰하였고, 백금의 함침량의 변화에 따른 전극 성능을 고찰하였다.

• Clean Technology
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• v.19 no.1
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• pp.59-64
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• 2013

Pt/carbon Electrode catalysts for PEMFC were synthesized using colloidal method. PSA (platinum sulfite acid) was used as a Pt precursor and CPA (chloroplatinic acid) was also used to replace relatively expensive PSA. Electrode catalysts prepared using PSA showed Pt particle size less than 3.5 nm and Pt yield higher than 90% in 10~40 wt% Pt loading. Electrode catalysts prepared using CPA also showed Pt particle size less than 4.4 nm and Pt yield higher than 80% in 10~40 wt% Pt loading. The MEA (membrane electrode assembly) using 20 wt% Pt/VXC72 showed equivalent I-V curve comparing with commercial electrode catalyst in single cell test.

• Resources Recycling
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• v.20 no.4
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• pp.52-57
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• 2011

Present paper reports a new method to separate the electrolyte membranes and carbon paper without using ultrasonic waves and stirring. In this method, these were separated from fuel cell membrane-electrode assembly(MEA) using the distilled water, butanol and surfactant by dipping method without the dispersion of catalyst particles. Separated carbon paper catalysts and fuel cell Pt/C catalysts were heated in aqua regia at $80{\sim}85^{\circ}C$ and added to precipitant. After calcination, Pt metal was recovered which might be used in fabricating new fuel cells.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.28 no.4
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• pp.331-337
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• 2017

Proton Exchange Membrane Water Electrolysis (PEMWE) is one of the most popular and widely used methods for hydrogen production. PEMWE contributes to eco-friendly system via its energy storage system application, hence making it environmentally friendly to use. However, its main drawback is contamination of proton exchange membrane during water electrolysis. Existing cation such as magnesium, calcium and the likes are the cause for membrane contamination. As a result, the cation contamination give rise to degradation of performance of electrolysis and the reverse electrolysis is effective method to remove cation.

• Resources Recycling
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• v.21 no.3
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• pp.15-20
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• 2012

In this paper, we carried out separation of membrane and leaching of Pt and Ru using hydrochloric acid from MEA(membrane-electrode assembly) of fuel cell. In this method, these were separated from MEA of fuel cell using the distilled water, 10 vol.% butanol solution and 15 vol.% cationic surfactant(Koremul-LN-7) by dipping method without the dispersion of catalyst particles. And the leaching of Pt and Ru containing in the separated carbon paper catalysts has been studied by hydrochloric acid using $HNO_3$ or $H_2O_2$ as a oxidant. The leaching ratio of Pt and Ru were higher when $H_2O_2$ was used as a oxidant and the optimum conditions were obtained in 8M HCl, the amount of $H_2O_2$ 5M and 6 hours of leaching time at $90^{\circ}C$. In this condition, extraction of Pt and Ru were 98% and 71.5%, respectively.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.192-192
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• 2007

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.24 no.4
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• pp.106-112
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• 2021

Catalyst poisoning by ionomers in membrane electrode assemblies of alkaline membrane fuel cells has been reported recently. We tried to improve the membrane electrode assembly's performance by controlling the solvent's ratio during electrode manufacturing. 4 Different mixing ratios of N-Methyl-2-pyrrolidone (NMP) and ethylene glycol (EG) gave four different cathode electrodes with platinum and Fuma-Tech ionomers. The electrode with higher EG improved polarization performance by about 36% compared to the NMP-based commercial ionomer. The dependence of the ionomer's dispersibility on the solvent seems responsible for the difference, which means that the non-uniform distribution of ionomers improves the performance of the electrode. High-frequency resistance, internal resistance corrected polarization curve, Tafel slope, mass activity, and impedance spectroscopy characterized the electrode. We can find that the existence of poor solvent improves cathode electrode performance. It seems to be the result of reduced poisoning of the catalyst according to the particle size distribution of the ionomer.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.129-132
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• 2007

고분자 전해질 연료전지의 성능에 영향을 주는 많은 인자들 중에서도 촉매층의 조성과 구조의 최적화는 성능변화에 큰 요인으로 작용 된다. 촉매층내 반응 활성점인 삼상계면을 형성시키기 위해 함침하는 Nafion binder를 anode와 cathode의 두 전극에 이온당량(Equivalent weight, EW)이 동일하게 함침시켜 그 성능을 확인하였다. 그 결과를 토대로 anode와 cathode에 이온당량을 각기 다르게 하여 각각의 전극마다 이온당량이 미치는 영향에 대해서도 살펴보았다. Anode와 cathode의 이온당량을 동일하게 EW1100, EW1000, EW900으로 변화 시켜주었을 경우 이온당량의 물성치가 상대적으로 향상된 EW900의 단위 전지 성능이 가장 우수하였으며, 이온당량이 EW900이었을 때 최적의 Nafion binder 함침량은 EW1100의 Nafion binder 함침량과 동일하였다. Anode와 cathode에 함침하는 Nafion binder의 이온당량을 각각 EW1100과 EW900, EW900과 EW1100으로 MEA를 제조하여 전극에 따라 이용당량이 미치는 영향을 살펴보았다.