• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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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.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.391-398
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• 2007

The covalently cross-linked sulfonated polyetheretherketone (CL-SPEEK) membrane was prepared by four-step synthesis of sulfonation-sulfochlorination, partial reduction, lithiation, and cross-linking, and its electrochemical and mechanical properties were investigated for water electrolysis application. The prepared ion exchange membranes showed good electrochemical and mechanical properties; proton conductivity of 0.116 S/cm at $80^{\circ}C$, water uptake of 44.6%, ion exchange capacity of 1.75 meq/g-dry-memb., tensile strength of 64.25 MPa and elongation of 61.11%. The membrane electrode assembly (MEA) with homemade membranes were prepared by non-equilibrium impregnation-reduction (I-R) method. Especially, the electrochemical surface area (ESA) and roughness factor of CL-SPEEK electrolyte by cyclic voltammetry method were 23.46 $m^2/g$ and 307.3 $cm^2-Pt/cm^2$, respectively. The prepared MEA was used in the unit cell of water electrolysis and the cell voltage was 1.81 V at 1 A/$cm^2$ and $80^{\circ}C$, with platinum loadings of 1.31 mg/$cm^2$.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.95-103
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• 2009

In order to improve the electrochemical, mechanical and electrocatalytic characteristics, engineering plastic of polyether ether ketone (PEEK) as polymer matrix was sulfonated (SPEEK) and the organic-inorganic blend composite membranes has been prepared by loading heteropoly acids (HPAs), including tungstophosphoric acid (TPA), molybdophosphoric acid (MoPA), and tungstosilicic acid (TSiA). And then these were covalently cross-linked (CL-SPEEK/HPA) as the electrolyte and MEA of polymer electrolyte membrane electrolysis (PEME). As a result, the optimum reaction conditions of CL-SPEEK/HPA was established and the electrochemical characteristics such as ion conductivity ($\sigma$) were in the order of magnitude: CL-SPEEK /TPA30 (${\sigma}=0.128\;S/cm^{-1}$) < /MoPA40 (${\sigma}=0.14\;S/cm^{-1})$ < /TSiA30 (${\sigma}=0.22\;S/cm^{-1}$) at $80^{\circ}C$, and mechanical characteristics such as tensile strength: CL-SPEEK /TSiA30 $\fallingdotseq$ /MoPA40 < /TPA30. Consequently, in regards of above characterisitics and oxidation durability, the CL-SPEEK/TPA30 exhibited a better performance in PEME than the others, but CL-SPEEK/MoPA40 showed the best electrocatalytic activity of cell voltage 1.71 V among the composite membranes. The dual effect of higher proton conductivity and electrocatalytic activity with the addition of HPAs, causes a synergy effect.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권3호
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• pp.227-234
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• 2014

전기 자동차의 연료 소모량은 배터리 성능에 의존한다. 배터리의 성능은 작동온도에 민감하기 때문에, 배터리 온도 관리는 성능과 내구성을 보장한다. 특히, 배터리 팩에서의 모듈의 온도 분포는 냉각특성에 영향을 미친다. 이 연구는 모듈 사이의 온도 분포를 확인 할 수 있는 배터리 열적 모델링에 초점을 두었다. 본 연구의 배터리 모델은 NiMH 각형 모델이며, 10개의 모듈로 구성되어졌다. 배터리 열 모델은 열 발생, 채널을 통과하는 대류 열 전달 그리고 모듈 사이의 전도 열 전달로 구성되었다. 배터리 내에서 발생되는 열발생 모델은 충/방전 동안의 전기적인 저항열에 의해 계산되어 진다. 모델은 전 하이브리드 자동차의 운전 동안 적절한 열관리의 전략을 결정한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.463-466
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• 2006

직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<

• 대한전자공학회논문지SD
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• 제37권8호
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• pp.17-27
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• 2000

열선 CVD(Hot Wire CVD)를 이용해 유리기판에 미세결정 실리콘(${\mu}c$ -Si:H) 박막을 증착시키고, 증착 조건에 따른 막의 특성변화를 관찰하였다. 열선 CVD법에 의한 ${\mu}c$ -Si:H막의 증착률은 조건변화에 따라 0.2nm/sec에서 3.5nm/sec사이의 값을 가졌으며, 기존의 PECVD법에 비해 10배 이상 높은 값이었다. Raman 특성으로부터 ${\mu}c$ -Si:H막은 비정질과 결정질의 두상이 혼합된 상태임을 알 수 있었으며, 평균 결정 립의 크기는 6-10nm, 결정체적분율은 37~63%범위였다. 막의 전도대와 Fermi 준위의 차를 나타내는 전도 활성화에너지(conductivity activation energy)는 30mTorr에서 0.22eV로 나타났으며, 압력에 따라 증가하여 300mTorr에서는 0.68eV의 값을 가졌다. 막의 활성화 에너지 증가는 높은 압력에서 증착된 막의 특성이 진성(intrisic)에 가까움을 의미하며, 이는 압력증가에 따른 암 전도도의 감소특성으로부터 확인할 수 있었다. 또한 이차이온질량분석으로부터 열선온도 1800$^{\circ}C$에서 증착시킨 막의 텅스텐 함유량은 $6{\times}10^{16}atoms/cm^3$임을 알 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제26권2호
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• pp.146-151
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• 2016

술폰화 폴리아릴렌에테르술폰(SPAES) 랜덤 공중합체는 고분자 전해질 연료전지에 적용될 때 높은 수소이온전도도, 상대적으로 낮은 생산 단가 그리고 열화학적 저항성등과 같은 장점을 갖는다. 반면, SPAES 공중합체는 가혹한 구동 조건하에서 낮은 화학적 안정성과 치수 불안전성으로 인해 실제 연료전지 막에 직접적으로 적용하는데 어려움이 있다. 그에 타당한 해결책은 SPAES 공중합체를 상호 연결된 기공 구조와 높은 열화학적 강도를 가지는 지지체 필름(예 : 전기방사된 폴리이미드 지지체)에 함침시키는 것이다. 본 연구에서는 함침막 제조를 위한 이오노머로 빠른 이온 수송을 위해 높은 자유 체적을 유도하는 회전 그룹을 갖는 SPAES 공중합체를 선택하였다. 제작된 막의 실용가능성은 막 특성화를 통해 평가되었다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.292-296
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• 2012

폴리비닐알콜, 규소텅스텐산, 인산 및 수용액으로 구성된 $80{\mu}m$의 두께의 고분자겔 전해질 필름을 제조하여 활성탄소계 전기이중층 케페시터를 제조하였다. 제조한 고분자겔 전해질 필름은 상온에서 $10^{-2}S\;cm^{-1}$의 높은 이온전도도를 나타내었으며, 본 전해질 필름을 적용한 활성탄소계 전기이중층 케패시터는 100 mV/s에서 $58F\;g^{-1}$의 높은 캐패시턴스 특성과 우수한 수명특성을 나타내었다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.85-89
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• 2021

AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg^-과 H⁺로 분해되며, 2차 이온질량 분광법(SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N₂-열 처리 방법과 비교 평가하였다.

• 생태와환경
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• 제40권3호
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• pp.431-438
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• 2007

본 연구는 Top-down 어류조작 실험에 의한 조류제거 효과를 평가하는 것으로써, 실험대상 어종으로 국내 농업용 저수지에 우점하는 8종의 어류를 선정하였다. 대조군 수조 및 어류처리군 수조($3{\sim}6$개체)의 엽록소-${\alpha}$ (CHL-${\alpha}$) 초기 농도는 $100{\sim}120{\mu}g\;L^{-1}$로 고정하였으며 용존산소 $5.3{\sim}8.2\;mg\;L^{-1}$, 수소 이온농도는 pH $7.4{\sim}8.1$를 유지시켰다. 실험기간 동안 어류 처리군 수조의 용존산소량과 수소이온농도가 대조군에 비해 낮게 측정된 반면 전기전도도는 점진적으로 증가하는 수치를 보였다. 한편 대조군과 어류처리군의 CHL-${\alpha}$는 각각 13%, 6%로 증가하여 여전히 조류의 생장이 이루어지고 있음을 보였으나, 어류처리 군에서 CHL-${\alpha}$ 증가율은 대조군에서 보다 낮게 나타났다. 대조군과 어류처리군의 남조류는 각각 32%, 20% 감소를 보였으며, 남조류 생장률은 대조군보다 어류처리군에서 크게 나타났다. 이는 어류 배설물에 의한 영양염류의 증가로 인한 것으로 사료되었다. 따라서 본 연구결과 어류조작에 의한 조류제거 효과는 거의 없는 것으로 나타났다.