• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.3
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• pp.296-300
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• 2009

Generation of chlorine dioxide ($ClO_2$) was studied by the un-divided electrochemical cell system using $RuO_2$ anode material. Sodium chlorite ($NaClO_2$) was used as a precursor compound of chlorine dioxide. Effect of various operating parameters such as feed solution flow rate, initial solution pH, $NaClO_2$ and NaCl conc., and applied current density on the produced chlorine dioxide concentration and solution pH were investigated in un-divided electrochemical cell system. Produced chlorine dioxide concentration and solution pH were strongly depends on the initial solution pH and feed solution flow rate. Sodium chloride (NaCl) was not only good electrolyte, it was also used as a raw material of chlorine dioxide with $NaClO_2$. Observed optimum conditions were flow rate of feed solution (90 mL/min), initial pH (2.3), $NaClO_2$ concentration (4.7 mM), NaCl concentration (100 mM), and current density ($5A/dm^2$). Produced chlorine dioxide concentration was around 350 mg/L and solution pH was around 3.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.33 no.6
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• pp.803-807
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• 2022

In this study, the battery performance change according to the change of electrolyte flow rate. With increase of electrolyte flow rate the energy efficiency showed tendency of decrease. The electrochemical impedance spectroscopy results showed the increased resistance.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.10 no.4
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• pp.18-25
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• 2005

Characteristics of phenanthrene removal in an electrokinetic (EK)-Fenton process were investigated in a viewpoint of concentration and ionic strength of electrolytes. When three kinds of electrolytes (NaCl, $KH_2PO_4,\;and\;MgSO_4$) were used, the increase in electrolyte concentration caused the decrease of electrical potential gradient. The increase of electrical conductivity was due to the increase of ionic concentration in soil. The decrease of accumulated electroosmotic flow (EOF) with increase in electrolyte concentration was due to the decrease of zeta potential. The removal efficiency was in proportion to accumulated EOF which depended on ionic strength. Total energy expenditure without electrolyte was 10-30 times higher than its with 0.5 M electrolyte. The lower removal efficiency was caused by the lower energy expenditure with 0.5 M one. An effective EK-Fenton process was determined from considering the removal efficiency and the energy expenditure, simultaneously.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2009.11a
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• pp.345-345
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• 2009

전기화학적 환원 기술을 이용한 고온 용융염 전해환원의 결과 생산되는 금속전환체는 다공성 특성에 의해 전해환원의 매질인 용융염을 함유하게 된다. 전해환원과 후속 전기화학 공정인 전해정련의 전해질은 각각 LiCl과 LiCl-KCl 공융염으로 상이하기 때문에 이렇게 금속전환체에 포함된 LiCl 염이 동반되어 전해정련 공정에 도입될 경우 전해정련 공정의 공융염 조성을 어긋나게 한다. 이에 따라 금속전환체의 잔류염은 효과적으로 제거되어야 하며 공정으로 감압 증류에 의한 잔류염 제거 공정이 고려되고 있다. LiCl은 증기압이 비교적 낮기 때문에 감압의 고온 조건이 공정에 필요하다. 그러나 상평형도 분석 결과 전해환원 공정에서 산화물을 담아 음극으로 사용되어 환원된 금속전환체와 함께 도입되는 SUS 재질의 바스켓과 사용후핵연료 금속전환체의 주된 원소인 우라늄과는 공융할 수 있기 때문에 LiCl 증발 온도는 $720^{\circ}C$ 이하로 유지되어야 한다. 이와 같은 조건에서 LiCl 증발 속도를 높이기 위해서는 감압 조건이 필수적이다. 본 연구에서는 감압조건에서 LiCl 휘발 실험을 위해 폐쇄형 및 개방형 반응기를 제작하여 압력 조건 및 Ar 유량 등에 따른 LiCl 휘발율을 측정하였다. 증발된 LiCl은 일정 감압 조건에서 분말형으로 냉각부위에 회수 될 수 있었으나 완전 진공 조건에서는 결정형으로 냉각 부위에 응축되는 것으로 확인 되었으며 일정 진공 조건에서는 Ar 유량에 따라 증발량이 의존하지 않는 것으로 나타났다. 연구 결과 증발염의 취급 빛 이송을 위해 분말형 회수를 목표로 설정할 수 있었으며 공정조건으로 일정 수준의 감압 조건을 제시하였다. 이 후 후속 연구로 장치의 대형화 및 증발 속도 향상을 위한 추가적인 연구가 계획되어 있으며 연구 결과에 기초하여 공학규모 파이로 공정 시설인 PRIDE에 도입될 장치의 기초 설계 자료를 생산할 예정이다.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.1
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• pp.7-13
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• 2006

The effects of electrolytes were investigated on the removal efficiency when several different electrolytes were used to change the electrode reaction in an electrokinetic (EK)-Fenton process to remediate phenanthrene-contaminated soil. Electrical potential gradient decreased initially due to the ion entrance into soil and then increased due to the ion extraction from soil under the electric field. Accumulated electroosmotic flow was $NaCl>KH_2PO_4>MgSO_4$ at the same concentration because the ionic strength of $MgSO_4$ was the highest and $Mg(OH)_2$ formed near the cathode reservoir plugged up soil pore to inhibit water flow. When hydrogen peroxide was contained in electrolyte solution, removal efficiency increased by Fenton reaction. When NaCl was used as an electrolyte compound, chlorine ($Cl_2$) was generated at the anode and dissolved to form hypochlorous acid (HClO), which increased phenanthrene removal. Therefore, the electrode reaction of electrolyte in the anode reservoir as well as its transport into soil should be considered to improve removal efficiency of EK-Fenton process.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.06a
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• pp.656-659
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• 2009

직접메탄올형 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)는 휴대용으로 사용할 수 있는 소형 전원용으로 주로 개발되고 있으며, 다양한 용도로 사용이 가능하다. 하지만 직접메탄올연료전지에서 전해질로 많이 쓰이는 Nafion막은 이를 통한 메탄올 크로스오버(Crossover) 때문에 연료전지의 성능을 제한시키고 있다. 본 연구에서는 Nafion 117를 사용하여 전극 면적 100cm2 의 DFMC용 MEA를 제작하고, 공기 유량을 3ml/mim으로 고정하고, 메탄올 유량을 2,3 ml/min로 각각 공기극와 연료극에 공급하여 온도변화(50, 60, 70, $80^{\circ}C$)에 따른 성능을 확인하였다. DMFC의 적당 반응 온도는 $70^{\circ}C$로 생각되고, 유량은 메탄올 2ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시가 성능이 높게 나오는 결과를 얻으나 일정시간 지나면 성능이 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min유량 공급시 보다 성능이 떨어지는 현상이 일어나기 때문에 $70^{\circ}C$ 반응온도에 메탄올 3ml/min, 공기 3ml/min의 유량 공급이 본 논문에서 최적화된 성능을 내는 조건으로 사료된다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.4 no.1 s.9
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• pp.40-48
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• 2000

A fuel cell is an electrochemical device continuously converting the chemical energy in a fuel and an oxidant to electrical energy by going through an essentially invariant electrode-electrolyte system. Phosphoric acid fuel cell employs concentrated phosphoric acid as an electrolyte. The cell stack in the fuel cell, which is the most important part of the fuel cell system, is made up of anode where oxidation of the fuel occurs cathode where reduction of the oxidant occurs; and electrolyte, to separate the anode and cathode and to conduct the ions between them. Fuel cell performance is associated with many parameters such as operating and design parameters associated with the system configuration. In order to understand the design concepts of the phosphoric fuel cell and predict it's performance, we have here introduced the simulation of the fuel-cell stack which is core component and modeled in a 3-dimensional grid space. The concentration of reactants and products, and the temperature distributions according to the flow rates of an oxidant are computed by the help of a computational fluid dynamic code, i.e., FLUENT.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.1
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• pp.71-77
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• 2014

The performance of catalysts for the recombination of oxyhydrogen gas was measured and compared with the results obtained from theoretical model. The oxyhydrogen gas was generated by the electrolysis cell and recombined through the fixed bed catalytic reactor. The yield that is the ratio of water-amount produced to the water-amount consumed in the electrolysis cell was increased with the increase of KOH concentration in electrolysis cell and the applied current. The catalyst 1 showed the best performance and the yield was under 60 %. The faradic yield calculated by Faraday's law showed about 100% in maximum with catalyst 1. The production rate of water generated by the recombination was 5-40 g/day dependent on the flow rate of mixed gas. Considering the results calculated from the pseudo-homogeneous catalytic reactor model, the hot point inside the reactor was moved to the direction of outlet and the maximum temperatures were $440-480^{\circ}K$ when the gas flow rate increased. The production rate of water calculated from the theoretical model showed good agreement with experimental results below the flow rate of $0.5cm^3/sec$, but there were much differences above that flow rate.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.198-198
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• 2015

전기변색재료는 전압을 인가하였을 때 전계방향에 따라 가역적으로 색이 변화하는 재료를 말한다. 스마트윈도우용 전기 변색재료는 지속적으로 전기를 가해줄 필요 없이 한번 변색되면 색이 지속되는 특징을 가지므로 에너지 효율적으로 우수하여 태양열 차단 창호나 디스플레이 분야에 응용될 것으로 기대된다. 이러한 전기 변색재료에는 산화형 전기 변색 재료, 환원형 전기 변색 재료가 있는데 이중 가장 널리 연구되고 있는 재료는 환원형 전기변색재료이다. 대표적인 재료로 $WO_3$가 쓰이는 데 이는 전기 변색적 특성이 우수하고 또한 내구성이 다른 재료에 비해 우수하다는 장점 때문이다. 그러나, 상용화를 위해서는 내구성의 개선이 요구되고 있다. 한편, $TiO_2$는 안정성이 매우 뛰어나지만 전기변색적 특성이 $WO_3$에 비해 낮은 점이 지적되고 있다. 이러한 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 스퍼터링 또는 sol-gel법 등으로 제작되고 있는데, 일반적으로 스퍼터링의 경우 치밀한 박막이 형성되기 때문에 Porous 한 박막을 얻기 힘들다. 따라서 본 연구에서는 기판에 입사하는 스퍼터 입자들의 각도를 조절하여 shadowing 효과로 인해 박막의 구조가 porous해지는 Glancing angle deposition을 도입하였다. 이러한 증착법을 이용하여 $WO_3$와 $TiO_2$를 각도를 조절하여 증착하고 $TiO_2$와 $WO_3$ 박막의 특성을 비교하여 본다. 두께 300 nm를 가지는 $WO_3$ 및 $TiO_2$ 박막은 GLAD RF 마그네트론 스퍼터링법을 이용하여 Corning glass(corning E-2000)기판 위에 증착하였다. 기판 입사 각도는 $0^{\circ}$, $30^{\circ}$, $45^{\circ}$, $60^{\circ}$로 증착하였고 직경 3 in의 $TiO_2$, $WO_3$ 타겟을 사용하였다. 또한 스퍼터링 파워는 400 W, 작업압력 1.0 Pa, 그리고 스퍼터링 가스는 O2/Ar+O2 유량 10%에서 30%로 증착을 상온에서 진행하였다. 전기화학적 특성을 평가하기 위하여 $TiO_2$ 및 $WO_3$ 박막을 100 nm 두께의 ITO/glass 위에서 증착하였다. 박막의 미세구조는 XRD와 SEM을 통해 확인하였고, 전기화학적 특성은 Ar 분위기의 Glove box안에서 parstat 2273을 통해 측정하였다. 전해질은 1 M $LiPF_6/PC$로 진행하였고, 대향 전극는 Pt전극을, 참고 전극은 칼로멜 전극을 사용하였다. Potential 범위는 2 V에서 4 V로 진행하였고, scan rate는 50 mV/s로 측정하였다. 투과도는 UV/VIS spectrometer로 측정하였다. 전기변색 특성의 상관관계 및 에 대해서는 학회 당일 발표할 예정이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.50 no.3
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• pp.562-566
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• 2012

A novel design of tubular segmented-in-series(SIS) solid oxide fuel cell (SOFC) sub module was presented in this paper. The tubular ceramic support was fabricated by the extrusion technique. The NiO-YSZ anode and the yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte were deposited onto the ceramic support by dip coating method. After sintering at $1350^{\circ}C$ for 5 h, a dense and crack-free YSZ film was successfully fabricated. Also, the multi-layered cathode composed of LSM-YSZ composite, LSM and LSCF were coated onto the sintered ceramic support by dip coating method and sintered at $1150^{\circ}C$. The performance of the tubular SIS SOFC cell and sub module electrically connected by the Ag-glass interconnect was measured and analysed with different fuel flow and operating temperature.