• Applied Chemistry for Engineering
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• v.32 no.6
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• pp.664-670
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• 2021

Stainless steel was applied as bipolar plate (BP) of polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) due to high mechanical strength, electrical conductivity, and good machinability. However, stainless steel was corroded and increased contact resistance resulting PEMFC performance decrease. Although the corrosion resistance could be improved by surface treatment such as noble metal coating, there is a disadvantage of cost increase. The stainless steel corrosion behavior and passive layer influence on PEMFC performance should be studied to improve durability and economics of metal bipolar plate. In this study, SUS316L bipolar plate of 25 cm² active area was manufactured, and experiments were conducted for corrosion behavior at an anode and cathode. The influence of SUS316L BP corrosion on fuel cell performance was measured using the polarization curve, impedance, and contact resistance. The metal ion concentration in drained water was analyzed during fuel cell operation with SUS316L BP. It was confirmed that the corrosion occurs more severely at the anode than at the cathode for SUS316L BP. The contact resistance was increased due to the passivation of SUS316L during fuel cell operation, and metal ions continuously dissolved even after the passive layer formation.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2005.06a
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• pp.205-208
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• 2005

최근 열선 화학 기상 증착법(HWCVD)은 낮은 온도에서 TFT용 Poly Si 중착을 할 수 있다는 점과 실리콘 박막을 빠른 속도로 증착할 수 있다는 점에서 각광을 받고 있다. 본 연구에서는 HWCVD를 이용하여 태양전지를 제조하고 그 특성을 평가하였다. 조건에 따른 실리콘 박막의 특성 변화를 알기 위해 corning glass 및 실리콘 wafer에 다양한 조건에서 단위 박막(intrinsic layer)을 증착하였고 이 결과를 바탕으로 p/i/n 구조의 태양전지를 제조하였다. Ta 열선 온도는 1700-2000도였고 가스 원료인 $SiH_4$와 수소의 비율을 조절하면서 그 영향을 관찰하였다. 태양전지의 경우 p충과 n충은 PECVD로 증착하였으며 단위박막 및 태양전지 i충 증착시 기판과 열선간의 거리는 7cm, 기판 온도는 $200^{\circ}C$와 $250^{\circ}C$로 고정하였고 작업압력은 30mTorr였다. 단위 박막 특성 평가를 위해 암/광 전도도, SEM, Raman Scattering, FT-IR등을 사용하였으며 태양전지 특성 평가를 위해 I-V 및 Spectral response를 측정하였다. 열선 온도가 증가함에 따라 증착속도 및 결정화 분율은 증가하였다. 특히 비정질에서 결정질로 전이되는 구간은 매우 좁았으며 여러 분석 방법에서 일치되는 결과를 보였다. $SiH_4$ 유량이 늘어날수록 비정질이 결정질로 바뀌는 열선 온도가 증가하였으며 기판 온도가 낮을 경우 또한 결정으로 바뀌는 열선 온도가 증가하였다. 태양전지의 경우 열선 온도가 증가함에 따라 $V_{oc}$ 및 W가 낮아졌으며 $J_{sc}$, 는 증가하는 경향을 보였으며 결정질 비율이 증가하는 것을 관찰할 수 있었다. 이러한 경향은 quantum efficiency 결과에서도 확인할 수 있었다.용을 반복하면서 석재 내부와 외부의 암석 및 결정에 균열과 미세열극 등이 생성되어 석재 자체의 구조적 안정성에 영향을 주고 있다. 따라서 감은사지 석탑은 지리적 환경 차이로 인해 일반적인 환경의 석조물들과는 다른 형태의 풍화양상을 보이고 있어서 풍화양상 및 풍화형태에 대한 정확한 연구와 이해를 바탕으로 보존대책이 마련되어야 한다.되었다. 이런 모든 시편들을 각 탈염방법에 따라 탈염처리한 후 XRD와 SEM-EDS으로 분석한 결과 인철광과 침철광은 어떠한 변화도 보이지 않았고, 다만 적금광으로 동정된 시편만이 잔존하지 않았다. 철기 제작별 $Cl^-$ 이온 추출량과 탈염효과에 대한 비교 실험은 이온 크로마토그래피 분석 결과와 마찬가지로 단조 철제유물이 주조 철제보다 $Cl^-$ 이온을 많이 가지고 있었으며, 탈염 처리 후에는 $Cl^-$ 이온은 전혀 발견되지 않았다. 이상의 결과 $K_2CO_3$와 Sodium 용액은 탈염처리에서 가장 적합한 탈염처리 용액으로 알수가 있었으며 특히 어떠한 탈염 용액으로 유물을 처리한다 해도 철제유물에 생성된 부식물은 제거되지 않는다는 것을 알게 되었다. 따라서 보존처리자는 유물 표면의 부식 상태만을 보고 처리하기 보다는 철기제작물로 고려하여 처리하는 것이 필요하다. 또한 금속에 부식을 야기시키는 $Cl^-$ 이온과 부식물을 완전하게 제거하여 탈염처리를 하는 것이 유물 부식을 최대한 지연시킬 수 있는 것이라 생각된다.TEX>$88\%$)였다.(P=0.063). 결론: 본 연구에서는 MTHFR C/T & T/T 유전자 다형성이 위암의 발생과 그 위치에 대해 관련이 있는 것으로 여겨지고, 흡연력, 음주력과는 관련이 없는 것으로 여겨진다.험이 커지는 경향을 보였으나, 나이 및 병기, 종양의 크기, MD-BED $Gy_{10}$ 등의 예후 인자를 보정한 다변

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.6
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• pp.625-632
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• 2012

The objective of this paper is to demonstrate the cathode channel flooding effects at different stoichiometries in proton exchange membrane (PEM) fuel cells by using visualization techniques. The phenomena of liquid water formation and removal caused by current variations were also examined experimentally. Tests were conducted at cathode stoichiometries of 1.5 and 2.0, and the anode stoichiometry was fixed at 1.5. It is found that at an air-side stoichiometry of 2.0, liquid water begins to form and the flooding occurs faster than at an air-side stoichiometry of 1.5. Also, when the air-side stoichiometry of 1.5 is maintained, the dry-out phenomena is observed in the dry-out area 7.8 A following the field of flooding. Thus, a stoichiometry of 1.5 produced better performance in terms of membrane electrode assembly (MEA) durability and hydrogen ion conductivity than did a stoichiometry of 2.0, in which dry-out occurs beyond 8A.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.51 no.5
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• pp.556-560
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• 2013

Recently, there are many efforts focused on development of more economical non-fluorinated membranes for use in PEMFCs (Proton Exchange Membrane Fuel Cells). In this study, characteristics of poly(arylene ether sulfone)(PAES) were compared with fluorinated membrane at PEMFC operation condition. I-V polarization curve, hydrogen crossover, electrochemical surface area, membrane resistance and charge transfer resistance were measured. PAES membrane showed similar performance compared with fluorinated membrane at 100% relative humidity, but the performance of PAES membrane decreased largely due to low ionic conductivity at low relative humidity.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.82.1-82.1
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• 2010

수소화된 비정질 실리콘 박막을 이용한 반도체는 현재 태양전지, 트랜지스터, 매트릭스 배열 및 이미지 센서 등의 분야에서 이용되고 있다. 자세히 이야기 하면, 여러 가지의 광전효과 물질에 대한 특성이 있으며, 가시광선영역에 대하여 > $10^5cm^{-1}$이상의 매우 높은 광흡수계수와 낮은 온도를 갖는 증착공정 등이 있다. 박막의 밴드갭은 약 1.6~1.8eV로서 태양전지의 흡수층과 passivation층으로 적절하다. 여러 가지 종류의 태양전지 중 비정질 실리콘 박막/결정질 실리콘 기판의 구조로 이루어진 이종접합 태양전지는 저온에서 공정이 가능한 대표적인 것으로서 HIT(Heterojunction with Intrinsic Thin layer)구조로 산요사에 의해 제안된 것이다. 이것은 결정질 실리콘 기판과 도핑된 비정질 실리콘 박막사이에 얇은 진성층 비정질실리콘 박막을 삽입함으로서, 캐리어 전송을 좋게하여 실리콘 기판 표면의 passivation효과를 증대시키는 결과를 가지고 온다. 실험실 규모에서는 약 20%이상의 효율을 보이고 있으며, 모듈에서는 19.5%의 높은 효율을 보이고 있어 실리콘 기판을 이용한 고효율 태양전지로서 각광을 받고 있다. 이러한 이종접합 태양전지의 대부분은 단결정 실리콘을 사용하고 있는데, 점차적으로 다결정 실리콘 기판으로 추세가 바뀌고 있어, 여기에 맞는 표면 passivation 공정 및 분석이 필요하다. 본 발표에서는 다결정 실리콘 기판위에 진성층 비정질 실리콘 박막을 유도결합 플라즈마 화학기상 증착법(ICP-CVD)을 이용하여 제조하여 passivation 효과를 분석한다. 일반적으로 ICP는 CCP(coupled charged plasma)에 비해 약 100배 이상 높은 플라즈마 밀도를 가지고 있으며, 이온 충돌같은 표면으로 작용하는 것들이 기존 방식에 비해서 작다라는 장점이 있다. 먼저, 유리기판을 사용하여 ICP-CVD 챔버내에 이송 한 후 플라즈마 파워, 온도 및 가스비(SiH4/H2)에 따른 진성층 비정질 실리콘 박막을 증착 한 후, 밴드갭, 전도도 및 결합구조 등에 대한 결과를 분석한 후, 최적의 값을 가지고 250um의 두께를 갖는 다결정 실리콘을 기판위에 증착을 한다. 두께(1~20nm)에 따라 표면의 passivation이 되는 정도를 QSSPCD(Quasi steady state Photoconductive Decay)법에 의하여 소수캐리어의 이동거리, 재결합율 및 수명 등에 대한 측정 및 분석을 통하여 다결정 실리콘 기판의 passivation effect를 확인한다. 제시된 데이터를 바탕으로 향후 다결정 HIT셀 제조를 통해 태양전지 효율에 대한 특성을 비교하고자 한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.133.2-133.2
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• 2010

현재 융융탄산염 연료전지의 공기극으로 다공성의 lithiated NiO를 사용하고 있는데 이 재료의 경우 크게 두 가지의 문제점을 안고 있다. 첫 번째는 Ni이 전해질 내로 용해하는 것이고, 두 번째는 낮은 활성으로 인한 높은 공기극의 분극이다. Ni이 전해질로 용해되는 문제는 Co나 Fe를 코팅하여 공기극 표면에 $Li_x(Ni_yCo_{1-y})1-xO_2$나 $Li_x(Ni_yFe_{1-y})_{1-x}O_2$를 형성시켜 NiO의 전해질 내로 용해되는 것을 억제하는 방법이나 ZnO, MgO, $La_2O_3$ 등의 산화물을 NiO 표면에 코팅하여 전해질과 접촉을 막는 방식으로 해결하는 등 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 연료극의 비해 상당히 높은 공기극의 분극으로 인해 큰 전압손실이 일어나 용융탄산염 연료전지 성능이 낮아지는 문제의 경우 이를 해결하고자 하는 연구는 상대적으로 많이 진행되지 못한 상태이다. 특히 현재 용융탄산염 연료전지의 장기수명화를 위해 기존의 작동온도인 $650^{\circ}C$ 보다 다소 낮은 온도인 $600{\sim}620^{\circ}C$에서 작동하려는 움직임이 있다. 작동 온도가 내려가면 전해질이 휘발되는 속도가 낮아져 전해질 부족에 따른 운전시간이 줄어드는 문제를 해결할 수 있어 장기 수명화를 위해서는 작동온도를 낮추는 것이 매우 유리하다. 하지만 작동 온도가 내려가면서 양 전극에서 일어나는 전기화학 반응 속도가 느려지기 때문에 각 전극에서의 활성화 분극으로 인한 전압손실은 더욱 커질 수밖에 없다. 특히 연료극의 수소산화반응 속도는 공기극의 산소환원반응에 비해 매우 빠르기 때문에 작동 온도가 내려감에 따라 연료극의 분극이 커지는 것에 비해 공기극의 분극이 급격히 커지게 된다. 따라서 운전온도가 낮아지는 상황에서는 낮은 작동온도에서도 성능감소가 적게 일어나 0.8V 이상 운전(150mA/$cm^2$, 단위전지 기준)이 가능한 공기극의 개발이 매우 필요한 실정이다. 이를 해결하고자 본 연구에서는 고체 산화물 연료전지의 공기극의 재료로 많이 연구되고 있는 혼합전도성 물질의 페로브스카이트 구조의 물질을 기존 NiO 전극에 코팅하여 새로운 공기극을 개발하였다. 페로브스카이트 구조의 물질로 대표적인 LSCF 물질을 사용하였으며 LSCF를 코팅한 공기극을 이용한 단위전지에서 150mA/$cm^2$의 전류를 흘려주었을 때 0.84V의 성능을 1000hr 유지하였다. 이는 기존의 NiO 전극을 사용했을 때보다 15~20mV 높은 값이다. 낮은 작동온도에서도 좋은 성능을 보였는데, 기존의 NiO 전극의 경우 $630^{\circ}C$에서 0.79V의 성능을 보인 반면 LSCF가 코팅된 공기극의 경우 $620^{\circ}C$에서 0.811V의 매우 좋은 성능을 보였다. 이는 LSCF의 산소이온전도성 및 전기전도성이 공기극에서의 분극을 낮추어 성능을 증가시키는 것으로 보인다.

• Journal of Energy Engineering
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• v.25 no.3
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• pp.66-72
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• 2016

In this study, a sulfonated poly(arylene ether ketone) block copolymer was prepared from hydrophilic oligomer and hydrophobic oligomer. The structure of the prepared membrane was characterized by $^1H$-NMR, FT-IR and GPC. The $M_w$(weight-average molecular weights) of the polymer was $209,700g\;mol^{-1}$ and the molecular weight distribution($M_w/M_n$) of 1.25 was obtained. The prepared membrane showed excellent thermal stability with gradual weight loss up to $200^{\circ}C$. The proton conductivity of SPAEK block copolymer reached the maximum of $9.0mS\;cm^{-1}$ at $90^{\circ}C$ under 100% relative humidity (RH). From the observed results, it is necessary to do more aggressive attempt to study the possibility of application as an ion-conductive composite electrolyte.

• The Journal of Engineering Geology
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• v.10 no.1
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• pp.51-62
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• 2000

The $CO_2$-richrich water pumps or springs out at two sites (Sinchon and Kohran) consisting of Cretaceous sedimentary rocks in Kyungpook area. The water has been long known as its soda pop-liketaste and therapeutic effect against calcium deficit, stomach and skin troubles, etc. The water arecharacterized by a high $CO_2$ concentration $(P_{CO2}=0.29~l.01 atm)$ and electrical conductance (1,093~2,810$\mu$S/cm). The $CO_2$-rich water belongs to Ca(Na)-$HCO_3$ type in chemical classification. The contents of Ca, Mg, Na, HCO$_3$ and Fe of $CO_2$-rich water show much higher values than those of general groundwater Environmental isotopic data $(^2H/^1H, ^{18}O/^{16}O and ^3H/^1H)$ indicate that the water is ofmeteoric origin recharged after 1950s. The $CO_2$ in the springs seems to be originated from deep-seatedsource related to acidic porphyry and granite nearby sedimentary rocks. Carbonate minerals and albiteare likely to be the major source minerals of the dissoved inorganic constituents in the $CO_2$-rich water.The equilibrium state between major minerals and $CO_2$-rich water was calculated by a thermodynamicprogram.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.25 no.4
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• pp.174-183
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• 2022

Polymer electrolyte fuel cells and water electrolysis are attracting attention in terms of high energy density and high purity hydrogen production. The catalyst layer for the polymer electrolyte fuel cell and water electrolysis is a porous electrode composed of a precious metal-based electrocatalyst and an ionomer binder. Among them, the ionomer binder plays an important role in the formation of a three-dimensional network for ion conduction in the catalyst layer and the formation of pores for the movement of materials required or generated for the electrode reaction. In terms of the use of commercial perfluorinated ionomers, the content of the ionomer, the physical properties of the ionomer, and the type of the dispersing solvent system greatly determine the performance and durability of the catalyst layer. Until now, many studies have been reported on the method of using an ionomer for the catalyst layer for polymer electrolyte fuel cells. This review summarizes the research results on the use of ionomer binders in the fuel cell aspect reported so far, and aims to provide useful information for the research on the ionomer binder for the catalyst layer, which is one of the key elements of polymer electrolyte water electrolysis to accelerate the hydrogen economy era.

• Journal of the Korean GEO-environmental Society
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• v.11 no.3
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• pp.5-16
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• 2010

Groundwater quality monitoring wells, which is over 2,000 in South Korea, were managed to observe groundwater quality since the early 1990s. Groundwater was sampled and analyzed biannually from 781 monitoring wells located in the areas with a high possibility of pollution. The average concentrations of cyanide, mercury, phenols, hexavalent chromium, trichloroethylene, tetrachloroethylen, and 1.1.1-trichloroethane for 12 years' data of detected cases were above the groundwater quality standard, but the average concentrations of the general quality items such as pH, electric conductivity, nitrate-nitrogen, and chloride, are below the standard. To compare a quality trend for each land-use type of the monitoring site, Sen's method is used for four quality items; chloride, nitrate-nitrogen, pH, and electric conductivity. The upward trend for these items is remarkable in urbideareas and industrial complexes and this trend continues still strongly after 2001. The deviation in a trend slopes of monitoring wells becomes bigger in the mid-2000s. In conclusion, trend analysis using existing monitoring data cidebe effective to forecast the future water quality condition and the solid action to protect groundwater quality should be done in advance using a result of trend analysis.