• 제목/요약/키워드: Degradation durability test

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고분자전해질 연료전지(PEMFC)에서 촉매 지지체 가속 열화 조건 변화의 영향 (Effects of Changes in Accelerated Degradation Conditions for Catalyst Supports in Polymer Electrolyte Fuel Cell)

  • 오소형;한유한;유동근;김명환;박지용;최영진;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제62권1호
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    • pp.7-12
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    • 2024
  • 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 내구성에 촉매 지지체 내구성이 미치는 영향이 크다. 촉매 지지체의 가속 내구 평가는 높은 전압(1.0~1.5 V)에서 진행되어 촉매층의 촉매와 이오노머 바인더도 같이 열화되어 지지체 내구성 평가에 방해가 된다. 내구성 평가대상인 지지체가 더 열화되는 조건을 찾고자 기존의 프로토콜 (DOE 프로토콜)을 개선하였다. 상대습도를 35% 낮추고 전압변화 횟수를 감소시킨 프로토콜 (MDOE)을 개발하였다. 1.0 ↔ 1.5 V 전압변화 사이클 반복 후에 촉매 비활성도 (MA)와 전기화학적 활성면적 (ECSA), 전기이중층 용량 (DLC), Pt 용해와 입자 성장 등을 분석하였다. 비활성도 감소 40% 도달하는데 MDOE 프로토콜은 500 사이클 밖에 안되어 DOE방법보다 전압변화 횟수를 감소시키면서 카본 지지체 열화를 DOE 프로토콜보다 50% 증가시킬 수 있었다.

동결융해 반복을 받는 콘크리트 포장용 GFRP 다웰바의 장기성능저하 메커니즘 (Long-Term Degradation Mechanism of GFRP Dowel Bar for Jointed Concrete Pavement under Repeated Freezing-Thawing)

  • 원종필;장창일;박찬기;이상우
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3D호
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    • pp.325-330
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    • 2008
  • GFRP 다웰바의 장기 내구성능 저하 메커니즘을 규명하기 위하여 실제 콘크리트 포장에서 발생할 수 있는 수분환경과 동결융해반복 환경하의 촉진 내구성능 평가를 실시하였으며 그에 따른 미세구조 분석을 통해 성능저하 열화 진행 메커니즘을 분석하였다. GFRP 다웰바의 내구특성 평가는 촉진환경에 노출 후 전단시험을 실시하여 분석하였으며 미세구조 분석을 위하여 SEM 사진과 가스흡착에 의한 공극측정을 실시하였다. 실험결과 수분환경 및 동결 융해반복 환경에 노출된 GFRP 다웰바는 내구특성 저하가 거의 나타나지 않았다. 이와 같은 결과는 미세구조분석에서 명확히 관찰 할 수 있었다.

고분자 전해질 연료전지에서 sPEEK 막을 이용한 전극과 막 합체(MEA)의 열화에 관한 연구 (Study on the Degradation of MEA Using Sulfonated Poly(ether ether ketone) Membrane in Proton Exchange Membrane Fuel Cells)

  • 이혜리;이세훈;황병찬;나일채;이정훈;오성준;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권3호
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    • pp.305-309
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    • 2016
  • 최근에 저가의 고분자 전해질 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC)용 비불소계 전해질 막 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK) MEA 내구성을 시험하기 위해 열화 가속화 기법을 이용하여 막과 전극이 동시에 열화되는 MEA 열화 실험을 진행하였다. 열화 전과 후에 I-V 분극곡선, 수소투과도, 전극 활성 면적, 막 저항과 부하 전달 저항을 측정하여 열화 전과 후를 비교하였다. sPEEK 막의 수소 투과도는 낮았지만, 저가습 OCV 조건에서 발생하는 라디칼에 Nafion과 같은 불소계막보다 sPEEK 막이 약했다. MEA 열화 실험 결과 144시간 후와 271시간 후 성능이 각각 15%와 65% 감소하였다. 144이후 급격한 성능감소의 주요인은 막에 발생한 핀홀의 Pt/C 입자에 의한 shorting 현상이라고 본다.

복합환경인자에 의한 FRP 보강근의 성능저하 특성 (A Degradation Characteristic of FRP Rebars Attacked by Combined Environmental Factors)

  • 오홍섭;문도영
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.1-10
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    • 2012
  • FRP 재료는 높은 부식저항성과 강도에도 불구하고 지난 20여년 동안 심각한 환경적 노출에 의한 재료의 성능저하에 대한 문제가 제기되어 왔다. 본 연구에서는 섬유와 수지로 구성된 이질재료인 FRP보강근이 온도와 화학적 노출을 복합적으로 받는 경우에 대하여 실험적으로 분석하였다. 각기 다른 형상으로 제작된 탄소, 유리 및 하이브리드 FRP 보강근 5종류에 대하여 중량변화, 계면전단강도(ILSS), SEM 및 FT-IR분석을 수행하였으며, 모든 FRP 실험편은 최대 150일까지 알칼리 용액과 증류수에 침지시킨 다음 60, 100, 150 및 300도의 온도에서 30분동안 노출하였다. 실험결과, 또한 FRP 보강근의 성능저하는 섬유의 종류뿐 아니라 수지의 종류와 제조과정에 따라 영향을 받는 것으로 관찰되었다. 침지 초기에는 ILSS 강도가 약간 증가한 후 시간경과에 따라 강도가 감소하는 것으로 나타났다. 알칼리 용액과 증류수 용액에 의해 손상을 받은 ILSS의 차이는 무시할 수 있는 수준인 것으로 관찰되었다.

오토클래이브양생에 의한 시멘트 혼화용 폴리머의 내구성 (Durability of Polymers for Cement Modifier in Autoclave Cure)

  • 주명기;이윤수
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제15권6호
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    • pp.888-893
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    • 2003
  • 본 연구는 폴리머 시멘트 모르타르 및 콘크리트에 오토클래이브양생을 적용하면 이들의 제성질은 폴리머의 종류에 크게 의존된다. 따라서 본 연구에서는 시멘트 혼화용 폴리머 디스퍼전으로 제작된 폴리머 필름의 오토클래이브양생을 실시하여 그 내구성을 기초물성 및 적외 흡수 스펙트럼의 변화로부터 검토하였다. 그 결과 오토클래이브양생에 의해서 SBR 필름은 성능이 저하되지 않았지만, EVA 및 PAE 필름은 상당히 성능이 저하되었으므로 오토크래이브 양생을 적용하는 경우, SBR 혼입 폴리머 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 성능이 저하되지 않았지만, EVA 및 PAE 혼입 폴리머 시멘트 모르타르 및 콘크리트는 폴리머의 비누화에 의해서 뚜렷하게 성능이 저하된다고 판단된다.

방청제를 함유한 콘크리트의 염소 이온 확산 특성 (Chloride Diffusion Properties of Concrete with Corrosion Inhibitor)

  • 구현본;이광명;정영수
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 2000년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.694-699
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    • 2000
  • Recently, the degradation of reinforced concrete structures due to physical and chemical attack has been a major issue in construction engineering. One of the main causes of degradation of concrete structures can be ascribed to chloride-induced corrosion, i.e., the rapid penetration of chloride ions into concrete. To estimate durability of reinforced concrete structures exposed to marine environment, many different kinds of accelerated tests to evaluate the concrete diffusivity were proposed. In this study, present test methods are reviewed and a proper test method for concrete is selected. The diffusion coefficients of concrete with corrosion inhibitor are measured using the proposed method, and then, measured values are compared to those of concrete without corrosion inhibitor. It is found from experimental results that diffusion coefficient re decreased with curing ages.

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리튬이온이 첨가된 프루시안 블루의 전기변색 특성 연구 (Electrochromic Properties of Li+-Modified Prussian Blue)

  • 유성종;임주완;박선하;원호연;성영은
    • 전기화학회지
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    • 제10권2호
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    • pp.126-131
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    • 2007
  • [ $Li_+$ ]를 기반으로 하는 비수용액 전해질에서 Prussian blue가 degradation이 없이 구동할 수 있도록 소재를 design하고 제조하여 전기화학적 변색특성을 연구하였다. Prussian blue는 ITO가 코팅되어 있는 유리판위에 일정전류-전착법으로 코팅을 했고, 이 때 사용된 코팅 용액은 $FeCl_3,\;K_3Fe(CN)_6$을 deionized water에 녹이고, HCl, KCl, LiCl을 각각 넣었다. 전기화학적 변색특성을 비교하기 위해 continuous와 pulse potential cycle 하는 동안 transmittance 변화를 in-situ He-Ne laser를 이용하여 측정하였고, electroactive layer thickness를 통해 degradation된 정도를 실험하였다.

저진공 펌프의 운전 특성 (Operating Characteristics of Low Vacuum Pumps)

  • 임종연;심우건;정광화
    • 한국진공학회지
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    • 제12권2호
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    • pp.93-104
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    • 2003
  • 저진공펌프의 내구성평가와 관련하여 펌프의 성능이나 상태의 저하에 관한 기술적 근거를 확보함으로써 펌프의 운전상태를 진단할 수 있는 기초기술을 확보할 수 있으며, 이는 진공펌프의 기계적 결함 및 성능평가 장치의 동적 응답과 신뢰도 구축에 중점을 두고 신호 분석을 통하여 실험적으로 기계적인 동적 특성을 확인하는 과정을 통하여 수행할 수 있다. 저진공펌프의 압축일에 소요되는 전력을 이론적으로 규명하고 펌프의 압축일을 계산하였으며, 소비전력에 대한 진공펌프의 에너지 효율을 예측하여 펌프 노화에 따르는 소비전력의 증가 원인을 규명하는 자료로 활용할 수 있다. 또한 저진공펌프의 가동 중에 측정한 진동, 압력신호, 배기속도 및 소비전력을 측정하고 분석하여 펌프 운전상태를 감시하는데 매우 유용한 인자가 무엇인지 확인하였으며 추후 연구의 방향과 내구성평가의 기초기술을 확보하였다.

후코이단에 의한 PEMFC 고분자막의 열화 감소 (Decrease of Membrane Degradation in PEMFC by Fucoidan)

  • 오소형;곽아현;오성준;이대웅;나일채;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권1호
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    • pp.59-63
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    • 2020
  • PEMFC 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 Radical 제거제가 사용되고 있다. 본 연구에서는 라디칼 제거제로서 해조류에서 추출한 후코이단이 고분자막의 전기화학적 열화를 방지하는지 Fenton 실험과 가속내구 평가방법(OCV Holding) 실험을 통해 검토하였다. 후코이단은 항산화 효과가 있어 과산화수소와 산소 라디칼로부터 고분자막을 보호해 열화속도를 1/10로 감소시켰다. 후코이단이 라디칼 제거제로 사용되는 MnO2보다 효과적임을 보였다. PEMFC셀에서 OCV Holding 실험한 결과, 후코이단이 고분자막의 수소투과도를 12% 감소시켰고, 성능은 라디칼 제거제가 없을 때 보다 29.1% 감소시켜 PEMFC 셀에서도 라디칼 제거제의 역할을 함을 확인하였다. 그리고 후코이단을 Anode쪽보다 Cathode 쪽 전극 이오노머에 넣은 것이 더 효과적임을 확인하였다.

Immobilization of Keratinase from Aspergillus flavus K-03 for Degradation of Feather Keratin

  • Kim, Jeong-Dong
    • Mycobiology
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    • 제33권2호
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    • pp.121-123
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    • 2005
  • Extracellular keratinase isolated from Aspergillus flavus K-03 was immobilized on calcium alginate. The properties and reaction activities of free and immobilized keratinase with calcium alginate were characterized. The immobilized keratinase showed proteolytic activity against soluble azo-casein and azo-keratin, and insoluble feather keratin. Heat stability and pH tolerance of keratinase were greatly enhanced by immobilization. It also displayed a higher level of heat stability and an increased tolerance toward alkaline pHs compared with free keratinase. During the durability test at $40^{\circ}C$, 48% of the original enzyme activity of the immobilized keratinase was remained after 7 days of incubation. The immobilized keratinase exhibited better stability, thus increasing its potential for use in industrial application.