Polymer exchange membrane (PEM) fuel cells have multifunctional properties, and bipolar plates are one of the key components in these fuel cells. Generally, a bipolar plate has a gas flow path for hydrogen and oxygen liberated at the anode and cathode, respectively. In this study, the influence of iodine applied to a bipolar plate was investigated. Accordingly, we compared bipolar plates with and without iodine coating, and the performances of these plates were evaluated under operating conditions of $75^{\circ}C$ and 100% relative humidity. The membrane and platinum-carbon layer were affected by the iodine-coated bipolar plate. Bipolar plates coated with iodine and a membrane-electrode assembly (MEA) were investigated by electron probe microanalyzer (EPMA) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS) analysis. Polarization curves showed that the performance of a coated bipolar plate is approximately 19% higher than that of a plate without coating. Moreover, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis revealed that charge transfer resistance and membrane resistance decreased with the influence of the iodine charge transfer complex for fuel cells on the performance.
본 연구에서는 정전위 전해중합법으로 음이온 크기가 다른 도펀트를 사용하여 폴리피를 전극을 제조하였으며, CV 및 교류 임피던스법을 이용한 전기화학적 분석 및 형태학적 분석을 통해 제조된 폴리피롤 전극의 특성을 고찰하였다. 제조된 전극을 전기화학적으로 분석한 결과 $PPy/CLO_4$전극은 음이온의 도핑$\cdot$탈도핑이, PPy/PVS 전극은 양이온의 탈도핑$\cdot$도핑이 일어나고 있음을 알았다. 합성 전위가 증가할수록 $PPy/CLO_4$ 전극과 PPy/PVS 전극 모두 전하전달저항은 감소하였고, 이중층 용량은 $PPy/CLO_4$전극이 PPy/PVS 보다 큼을 알 수 있었다. 합성 전위 변화에 따른 PPy/PVS 전극 표면의 변화는 상대적으로 $PPy/CLO_4$ 보다 작음을 알 수 있었다
In this study, low temperature waste heat recovery heat exchanger was developed using a principle of self-excited oscillating heat pipe. The heat exchanger of serpentine type was composed of extruded flat aluminum tube with 6 channels (3 nm$\times$ 2.75nm) and louvered fin. The heat transfer area density of heat exchanger was $331.9 m^2/m^3$. Working fluid is R141b and charge ratio was 40% by volume. Heat transfer rate and the effectiveness of heat exchanger was primary concern of this study. As a result, the effectiveness of heat exchanger was about 0.4-0.67, and recovered waste heat rate was about 4.5 kW per one unit of heat exchanger.
The solid state dye-sensitized saolrc cells (DSSCs) employing polymer electrolytes show high overall energy conversion efficiency as high as 4.5% at 1 sun conditions. The improved efficiency may be primarily due to the enlarged interfacial contact area between the electrolyte and dyes in addition to the increased ionic conductivity, which were done by utilizing liquid oligomers, followed by in situ self-solidification, to form the solid DSSCs "Oligomer Approach". The effect of the charge transfer resistance at the counter electrode side on the effciency has also been investigated.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제2권2호
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pp.99-105
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2008
Southern exposure test specimens were used to evaluate corrosion performance of epoxy-coated reinforcing bars in chloride contaminated concrete by electrochemical impedance spectroscopy method. The test specimens with conventional bars, epoxy-coated bars and corrosion inhibitors were subjected 48 weekly cycles of ponding with sodium chloride solution and drying. The polarization resistance obtained from the Nyquist plot was the key parameter to characterize the degree of reinforcement corrosion. The impedance spectra of specimens with epoxy-coated bars are mainly governed by the arc of the interfacial film and the resistance against the charge transfer through the coating is an order of magnitude higher than that of the reference steel bars. Test results show good performance of epoxy-coated bars, although the coatings had holes simulating partial damage, and the effectiveness of corrosion-inhibiting additives. The corrosion rate obtained from the impedance spectroscopy method is equivalent to those determined by the linear polarization method for estimating the rate of corrosion of reinforcing steel in concrete structures.
In this study, we studied the enhancement of the energy densities of electrochemical capacitors by improving the working voltage range of the electrolyte. To prevent the decomposition of the electrolyte, stable SEI layers were formed by reductive degradation of additive materials such as fluoro-ethylene carbonate (FEC) and vinyl ethylene carbonate (VEC) before degradation of the base electrolyte. As a result, the solution resistance (Rs) of EC:DMC + SL 20 % + VEC 1 % electrolytes observed 1.47 Ω and the charge transfer resistance (Rct) was 2.64 Ω at the open circuit voltage. Additionally, a cycle retention of 94 % was observed for EC:DMC + SL 20 % + VEC 1 % after 500 cycles at 3.5 V.
In this study, we have manufactured the LHP(Loop Heat Pipe) with sintered metal wick and investigated the working characteristics of LHP experimentally.Water was used as a working fluid and fill charge rate was changed. LHP basically consist of the separated vapor/liquid channels, evaporator having sintered metal wick(effective pore diameter :$16{\sim}19{\mu}m$), and condenser cooled by water. The diameter of vapor/liquid line tube are 3.2mm/6.35mm, respectively. Heat transfer rate and thermal resistance was represented to study the basic characteristics of LHP at each conditions
Electropolishing is a surface finishing treatment that compensates for the disadvantages of the mechanical polishing process. It not only has a smooth surface, but also improves corrosion resistance. Therefore, the purpose of this investigation is to examine the corrosion resistance and electrochemical characteristics in seawater of UNS S31603 with electropolishing process time. The roughness improvement rate after electropolishing was improved by about 78% compared to before polishing, indicating that the electropolishing is effective. As a result of potential measuring of mechanical polishing and electropolishing, the potential of electropolishing was nobler than the mechanical polishing condition. As a result of calculating the corrosion current density after potentiodynamic polarization experiment with electropolishing conditions, the corrosion current density of mechanical polishing was about 6.4 times higher than that of electropolishing. After potentiodynamic polarization experiment with electropolishing conditions, the maximum damage depth of mechanical polishing was about 2.2 times higher than that of electropolishing(7 minutes). In addition, the charge transfer resistance of the specimen electropolished for 7 minutes was the highest, indicating improved corrosion resistance.
Transparent conducting oxides (TCOs) supported on glass are widely used as substrates in PEC studies for photovoltaic hydrogen generation applications However, high sheet resistane ($10{\sim}15{\Omega}/cm^2$) and fragileness of glass-supported TCO substrates are the obstacles to produce the large area PEC cells. Such internal sheet resistance is detrimental to efficient collection of photogenerated majority charge carriers at the photoactive material and electrolyte interface. Moreover, these TCO substrates are very expensive and consume about 40~60% cost of the devices. Hence, a low sheet resistance of the substrate is a key point in improving the performance of PEC devices. Metallic substrates coated with a photoactive material would be a good choice for efficient charge collection. Such metal substrates based photanodes are best candidate for large-scale phtoelectrochemical water splitting for hydrogen generation. In this study, we report the enhanced PEC performance of $WO_3$ film on metal(chemical etched, bare) substrate. It is proposed that interface between $WO_3$ and the metal substrate is responsible for efficient charge transfer and demonstrated significant improvement in the photoelectrochmical performance. X-ray diffration and FESEM suduies reveled that $WO_3$ films are monoclinic, porous, polycrystalline with average grain size of ~50nm. Photocurrent of $WO_3$ prepared on metal substrates was measured in 0.5M $H_2SO_4$ electroyte under simulated $100mW/cm^2$ illumination.
In lithium-sulfur (Li-S) batteries, encapsulation of sulfur in activated carbon (AC) materials is a promising strategy for preventing the dissolution of lithium polysulfide into electrolytes and enhancing cycle life, because instead of solid-liquid-solid reactions, quasi-solid-state (QSS) reactions occur in the AC micropores. While a high weight fraction of sulfur in S/AC composites is essential for achieving a high energy density of Li-S cells, the deterioration mechanisms under such conditions are still unclear. In this study, we report the deterioration mechanisms during charge-discharge cycling when the discharge products overflow from the AC. Analysis using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectrometry confirms that the sulfur in the S/AC composites migrates outside the AC as cycling progresses, and it is barely present in the AC after 20 cycles, which corresponds to the capacity decay of the cell. Impedance analysis clearly shows that the electrical resistance of the S/AC composite and the charge-transfer resistance of QSS reactions significantly increase as a result of sulfur migration. On the other hand, the charge-discharge cycling performance under limited-capacity conditions, where the discharge products are encapsulated inside the AC, is extremely stable. These results reveal the degradation mechanism of a Li-S cell with micro-porous carbon and provide crucial insights into the design of a S/AC composite cathode and its operating conditions needed to achieve stable cycling performance.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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