• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.148-154
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• 2009

대면적 ($150cm^2$) 막전극 접합체(MEA)를 사용하는 직접메탄올연료전지(DMFC)의 내구성과 관련하여, 장시간 운전에 따른 공기극의 열화 현상을 공기극면의 위치별로 고찰하였다. 500시간 동안 정전류 조건으로 운전한 대면적 MEA를 공기극 입구, 중간, 출구의 세 부분으로 분할 하여 각각의 MEA에 대한 성능을 관찰한 결과, 대면적 MEA 운전시 홍수 (flooding) 현상이 심했던 공기극 출구 쪽 MEA의 성능 저하가 두드러졌다. 이는 홍수 현상에 의한 촉매의 열화 및 GDL의 박리에 의한 것으로 판단된다. 이 중 특히 촉매의 열화 현상과 관련하여, 출구 방향으로 갈수록 촉매의 전기화학적 활성 면적의 감소가 관찰되나 이는 촉매 입자의 뭉침 (agglomeration) 현상에 의한 것이라기 보다는 촉매 입자의 용해 (dissolution)와 이동 (migration)으로 인한 촉매의 유실 때문인 것으로 판단된다. 전체적인 성능 감소 및 촉매의 열화 정도는 공기극의 홍수와 직접적인 비례관계가 있으며, 이를 해소하기 위한 물관리 기법 및 분리판 디자인의 개선이 요구된다.

• 폴리머
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• 제24권4호
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• pp.437-444
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• 2000

본 연구는 metallocene 계열 촉매인 rac-Et(Ind)$_2$ZrCl$_2$촉매와 현재 상업용 공정에서 사용하고 있는 제3세대 Ziegler-Natta 촉매를 이용하여 반 회분식 반응기내에서 프로필렌 중합을 실시하였다. 이로부터 각 촉매계의 최적 중합 변수와 생성된 중합체의 각종 물성을 파악하였다. 두 촉매계로부터 생성된 중합체의 입자 크기 및 분포 결과와 중합 반응의 활성 측정 실험을 통해 Ziegler-Natta 촉매는 4$0^{\circ}C$에서, rac-Et(Ind)$_2$ZrCl$_2$는 5$0^{\circ}C$에서 각각 최적의 반응성을 나타냄을 알 수 있었다. 중합 온도는 추적의 중합 반응 활성 결과를 결정하는 중요한 인자이지만 과잉의 온도 조건에서는 중합체의 뭉침 현상이 현저함을 찰 수 있었다. 조촉매 농도 변화에 따른 중합 결과로부터 각 촉매계에서 조촉매의 농도 상한선을 구할 수 있었으며, 과량의 조촉매 농도는 오히려 중합 속도나 수율을 감소시킴을 알 수 있었다. Metallocene 촉매계에서 조촉매로 사용하는 methylaluminoxane (MAO)이나 triethylaluminum (TEAl)은 중합 활성에만 영향을 줄 뿐 중합체의 물성에는 영향을 주지 못하는 반면, Ziegler-Natta촉매계의 경우 para-ethoxyethylbenzoate (PEEB)는 중합 활성뿐 아니라 중합체의 입체 규칙성을 결정하는 중요한 인자로 작용함을 알 수 있었다. 본 실험에서는 단량체로 사용된 propylene의 분압과 중합체 수율간에는 1차의 선형관계가 성립됨을 발견할 수 있었다.