• Proceeding of EDISON Challenge
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• 2016.03a
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• pp.80-85
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• 2016

본 연구에서는 Grand-Canonical Monte Carlo 시뮬레이션(GCMC)을 이용하여 서로 반대의 전하를 띤 고분자 전해질의 정전기적 특징을 이해하고, 고분자 전해질 다이오드의 메커니즘을 연구하였다. 고분자 전해질과 서로 반대의 전하를 띤 이온들의 모델은 전하를 띤 free-jointed hard chain과 hard sphere을 이용하였다. 본 연구진은 위와 같은 시뮬레이션을 통해, 평형 상태일 때의 고분자 전해질과 이온의 분포를 연구하였으며, 이 시스템에 전압을 걸어줌에 따라 이온의 이동 모습을 관찰하였다. 또한 전압의 효과와 더불어 고분자 전해질의 농도와 이온들의 크기 변화에 대해서도 연구를 진행하였다.

• Proceedings of the KAIS Fall Conference
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• 2007.11a
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• pp.353-355
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• 2007

본 논문에서는 리튬금속을 음극으로 하는 반전지에 여러 농도의 전해질을 사용하여 그에 따른 충/방전 효율과, 음극 표면을 관찰하는 것에 의해 전해질 농도가 음극/전해질 계면반응에 어떠한 영향을 끼치는지 알아보았다. 또한 X-ray Photoelectron Spectroscopy(XPS)를 사용하여 표면에 생성되는 물질의 조성과 구조를 해석하였다.

• Proceedings of the Korean Society of Soil and Groundwater Environment Conference
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• 2003.04a
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• pp.463-465
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• 2003

전기분해에 의한 부상현상을 이용하여 유류로 오염된 토양 세정 후 발생되는 유출수 중 유분 등을 분리하기 위한 적정 운전조건을 찾고자 하였다. 전기분해 반응조(200 $\times$ 10 $\times$15cm)에 혼합 계면활성제 (POE5 : POE14, 1:1) 1% 용액에 디젤을 1,000mg/L 농도로 용해시켜 실험하였다. 양극에는 티나늄 코팅전극, 음극으로는 스테인레스 스틸전극을 이용하였다. 반응시간은 62분( 반응: 60분, 부상시간: 2분) 이었으며 전압은 6V였다. 전해질 첨가에 의한 영향을 알아보기 위하여 실험한 결과, 전해질을 첨가하였을 경우 첨가하지 않았을 때보다 40% 정도의 효율이 증가하였다. 적정 전해질, 주입농도 및 반응시간을 알아보기 위하여 1N NaCl과 NaOH의 농도를 변화시켜 가면서 실험하였다. NaCl의 경우 더 좋은 효율을 나타내었다. 전해질의 농도는 0.2 - 1.0% 의 농도 범위에서 NaCl와 NaOH 모두 농도에 따라 순차적으로 효율이 증가하였다. 두 전해질 모두 0.4 - 1.0% 농도 범위에서 평형에 도달하는 시간은 20분으로 나타났다.

• Journal of Convergence for Information Technology
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• v.11 no.2
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• pp.117-123
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• 2021

The effects of electrolyte concentration on the electrochemical properties of Fe4[Fe(CN6)]3(FeHCF) as a novel active material for the electrode of aqueous zinc-ion batteries was investigated. The electrochemical reactions and structural stability of the FeHCF electrode were significantly affected by the electrolyte concentration. In the electrolyte solutions of 1.0-7.0 mol dm-3, the charge-discharge capacities increased with increasing electrolyte concentration, however gradually decreased as the cycle progressed. On the other hand, in the 9.0 mol dm-3 electrolyte solution, the initial capacity was relatively small, however showed good cyclability. Additionally, the FeHCF electrode after five cycles in the former electrolyte solutions, had a change in crystal structure, whereas there was no change in the latter electrolyte solution. This suggests that the performance of the FeHCF electrode is greatly influenced by the hydration structure of zinc ions present in electrolyte solutions.

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.39 no.5
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• pp.400-407
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• 2011

The stress distribution and stress amplitude of a membrane are major factors to decide the mechanical fatigue life of PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell). In this paper, mechanical stresses under operating hygro-thermal condition of the membrane are numerically modelled. Contact analysis between gas diffusion layer (GDL) and the membrane is performed under various temperature-humidity conditions. The structural model has nonlinear material properties depending on temperature and relative humidity. Several geometric conditions are applied to the model. The numerical analysis results indicate that deformations of the membrane are strongly related with assembly conditions of the fuel cell. The fatigue life is predicted for practical operating condition through experimental data.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.88.2-88.2
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• 2011

본 연구는 아연/공기전지 설계기술 개발을 위한 기초 연구로서 전산해석을 이용하여 전해질 유동에 따른 아연/공기전지의 성능 예측에 관한 것이다. 전산해석모델은 전기화학 방정식과 유체유동 방정식으로 구성하였으며, 화학종 반응에 관한 지배방정식으로는 Nernst-Planck식을 이용하였고 전극표면의 전기화학반응은 Butler-Volmer식을 이용하였다. 또한 유체유동 방정식은 Navier-Stoke식을 적용하여 전해질 유동에 따른 전기화학적 성능 변화를 모사하였다. 아연/공기전지 성능 평가 실험으로부터 얻은 I-V 곡선과 전산해석결과와의 비교/분석을 통하여 전기화학모델의 타당성을 검증하였으며, 유체 유동 방정식과의 연동해석을 적용하여 전해질 유입 위치 및 유입 속도에 따른 아연/공기전지의 성능 변화를 조사하였다. 아연/공기전지의 성능은 전해질 유입 위치가 아연극에 가까울수록, 유입 속도가 빠를수록 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.06a
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• pp.166-168
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• 2007

고분자 전해질 연료전지는 다수의 단위 cell을 적층하여 stack을 형성하게 되며, 각 단위 cell 은 분리판과 MEA 사이에 gasket을 장착하게 된다. 이때 장착된 gasket은 분리판과 MEA사이의 일정한 gap을 유지하여 가스를 균일하게 분배되도록 할 뿐만 아니라, 가스 유출을 막는 sealing 재(材)로서의 역할을 한다. 따라서 고분자 전해질 연료전지의 성능확보를 위해서는 내구성 및 가스 기밀성이 우수한 gasket 개발이 무엇보다 중요하다. 본 연구에서는 이러한 gasket 물성을 만족시킬 수 있는 고분자 전해질 연료전지용 gasket을 개발하고자 하였으며, 이를 검증하기 위하여 가혹 조건에서 실험을 수행하였다. 그 결과 종래의 gasket 보다 열적, 화학적 및 가스기밀성 변에서 우수한 고분자 전해질 연료전지용 gasket을 얻을 수 있었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.19 no.2
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• pp.45-49
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• 2016

In order to mitigate oxidative degradation of polymer membrane during fuel cell operation, an organic radical quencher was introduced. Rutin was selected as a radical quencher and mixed with sulfonated poly(arylene ether sulfone) to prepare composite membrane. Physicochemical properties of the composite membranes such as water uptake and proton conductivity were characterized. Hydrogen peroxide exposure experiment, which can mimic accelerated oxidative stability test during fuel cell operation, was adopted to evaluate the oxidative stability of the membranes. The composite membranes containing Rutin showed similar proton conductivity and enhanced oxidative stability compared to pristine ones.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2007.07a
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• pp.1520-1521
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• 2007

고분자 전해질 연료전지(PEMFC, polymer electrolyte membrane fuel cell)는 수소이온특성을 갖는 고분자막을 전해질로 사용하는 연료전지로서 무공해 차량의 동력원, 가정용 발전, 우주선용 전원, 군사용 전원 등 매우 다양한 부분에서 사용되어질 것으로 사료된다. 하지만 현재 높은 가격과 짧은 수명 등의 문제로 상용화에 이르지 못하고 있다. 고분자전해질 연료전지의 스택 가격을 부품별로 조사하여 보면 분리판이 전체 스택가격의 60% 정도가 가장 높은 비중을 차지하며 기체 확산층으로 사용되는 탄소재료가 12%,전해질이 10%, 촉매가 8% 정도를 차지한다. 촉매 또한 저가의 비귀금속 촉매를 개발하거나 백금 촉매의 성능을 향상시켜 촉매 사용량을 낮춤으로써 가격을 낮추기 위한 연구가 진행되어지고 있으며 전해질로 사용하는 고분자막도 가격이 매우 높은 Nafion 대신 저가 고분자를 개발하거나, 또는 가능한 얇은 전해질을 사용하기 위한 노력이 이루어지고 있다. 하지만 아직까지는 뚜렷한 진척성과가 없는 것으로 알려져 있다. 그래서 본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 고분자 Membrane의 특성을 향상시키고 또한 박막의 배양성과 특성에 대해서 고찰해 보고자한다.

• Membrane Journal
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• v.30 no.6
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• pp.395-408
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• 2020

Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) have gained much attention as eco-friendly energy conversion devices without emission of environmental pollutant. Polymer electrolyte membrane (PEM) that can transfer proton from anode to cathode and also prevent fuel cross-over has been regarded as a key component of PEMFCs. Although perfluorinated polymer membranes such as Nafion® were already commercialized in PEMFCs, their high cost and toxic byproduct generated by degradation have still limited the wide spread of PEMFCs. To overcome these issues, development of hydrocarbon based PEMs have been studied. Incorporation of cross-linked structure into the hydrocarbon based PEM system has been reported to fabricate the PEMs showing both high proton conductivity and outstanding physicochemical stability. This study focused on the various cross-linking strategies to the preparation of cross-linked PEMs based on hydrocarbon polymers with ion conducting groups for application in PEMFCs.