• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.356-359
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• 2006

고분자전해질 연료전지의 MEA를 CCM (Catalyst Coated Membrane) CCS(Catalyst Coated Substrate) 형태로 각각 제조하고 백금담지 비율이 서로 다른 백금 담지촉매를 각각 적응하여 MEA를 CCM형태로 제조하여 단위전지 성능평가를 수행하였다 백금담지 비율이 다른 촉매를 적용한 CCM형태 MEA의 표면을 SEM (scanning electron microscopy)으로 분석하였으며, 단위전지 성능평가를 수행하는 동시에 EIS (Electrochemical Impedance Spectroscopy)를 통하여 MEA의 저항을 분석하였다. 고분자전해질 연료전지의 성능은 MEA의 제조방법과 백금담지 촉매의 백금담지비율에 따라 크게 변함을 확인 할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.332-339
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• 2021

최근 화석 연료 고갈과 지구 온난화를 가속화하는 온실 가스 배출에 대한 우려로 온실 가스를 배출하지 않는 청정 에너지원인 수소 에너지 기술의 중요성이 강조되고 있다. 그 중 물을 전기분해하여 수소를 얻는 수전해 기술은 그린 수소 기술로 궁극적인 청정 미래 에너지 자원으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 양이온 교환막 수전해(proton exchange membrane water electrolysis, PEMWE)의 셀 구성요소 중 하나인 확산층(porous transport layer, PTL)을 sandpaper를 이용한 표면 처리를 통하여 표면 특성을 제어하였으며, 이러한 표면 특성 개선을 통하여 과전압을 줄이고 성능과 안정성을 높이기 위한 연구를 진행하였다. Sandpaper 400, 180, 100방을 준비하여 PTL 표면을 sanding하여 처리하였으며, 처리 후 1000방의 고른 sandpaper로 표면을 매끄럽게 처리하였다. 준비된 확산층은 물접촉각을 측정하여 친수성 정도를 분석하였으며, SEM 분석을 통하여 표면 형태를 관찰하였다. 전기화학적 특성 분석을 위하여 I-V 성능곡선, 임피던스 측정을 진행하여 성능 개선 여부를 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.259-266
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• 2010

다공성 Poly(propylene) 분리막의 지지 하에 전해질 용액 (EC/DEC 1 : 1 혼합물 내의 $LiPF_6$ 1 M 용액) 내에서 DEGDMA [Di(ethylene glycol) dimethacrylate]의 $70^{\circ}C$ 열중합을 통하여 겔 고분자 전해질(GPE)막이 합성 되었다. 합성된 겔 고분자 전해질막의 이온전도도 및 전기화학적 안정성은 AC 임피던스법 및 CV (cyclic voltametry)법에 의하여 측정 평가하였다. 겔 고분자를 전해질로, 그리고 양극 및 음극으로는 각각 $LiMi_{0.8}Co_{0.2}O_2$ 및 graphite로 이용하여 리튬이온전지(LIB)도 제작하였다. 열중합을 통하여 리튬 이온전지에 적합한 이온전도도($10^{-3}\;S/cm$ 이상) 및 전기화학적 안정성을 보이면서 자체적인 성상을 유지하는 겔 고분자 전해질막을 얻을 수 있었다. 단량체 함량 5%의 전구체로 제작한 겔 고분자 전지는 단량체 함량이 7.0% 및 10.0%인 경우에 비하여 우수한 고율 및 충-방전 효율을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권5호
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• pp.540-544
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• 2013

고분자전해질연료전지(PEMFC)는 시동/정지과정에서 성능과 수명이 감소한다. 본 연구에서는 캐소드가스로 산소를 사용하는 데드엔드 형 PEMFC의 시동/정지 과정의 영향을 분극곡선, 임피던스(EIS), SEM과 TEM을 사용해 연구하였다. 시동/정지 과정에서 PEMFC 성능감소를 막기 위해서는 더미 로드를 사용해야 함을 보였다. 시동/정지 반복과정 중 50% 상대습도(RH)에서 캐소드 카본지지체의 부식에 의한 열화가 100% RH보다 심했다. 데드엔드 형 PEMFC의 정지과정에서 PEMFC에 물을 공급해줌으로써 50% RH에서 열화속도를 감소시켰다.

• 전력전자학회논문지
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• 제15권1호
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• pp.75-85
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• 2010

본 연구에서는 비선형 부하에서 발생되는 기본파 무효전력 및 고조파를 보상하기 위한 종전의 전압형 및 전류형 PWM 능동전력필터를 대체 할 수 있는 Z-소스 인버터 토폴로지의 하이브리드 능동전력필터에 대하여 고찰하였다. Z-소스 토폴로지의 능동전력필터의 보상 DC전원으로는 PEMFC가 사용되며, Z-소스 인버터의 shoot-through 듀티비의 조절에 의하여 낮은 연료전지의 전압을 높은 보상 전압으로 부스트 한다. 제안된 시스템은 병렬형 Z-소스 능동전력필터와 7차 고조파 (420Hz) 동조 필터로 구성되며, 이 구성에 의하여 Z-소스 능동전력필터의 스위치 디바이스의 전압 스트레스는 감소된다. 제안된 Z-소스 하이브리드 능동전력필터의 보상 알고리즘으로는 전류 동기 검출법이 사용되었다. 3상 220V/60Hz, 25A급 비선형 다이오드 부하 조건하에서 PSIM 시뮬레이션을 수행하였으며, 정상상태 및 과도상태에서의 제안된 시스템의 보상 성능을 파악하였다.

• Korean Journal of Acupuncture
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• 제31권2호
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• pp.66-78
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• 2014

목적 : 경혈의 임피던스를 측정하여 경혈의 특이성을 확보하고자 다수 연구가 진행되어왔다. 직류전압과 교류전압을 자극하여 단순히 경혈이 위치한 피부 임피던스를 측정하는 방식이 아닌 Multi-Frequency Body Impedance analysis(MF BIA) 기법을 이용하여 생체 구조 성분(세포 외액, 세포내액의 저항성분 그리고 세포막의 용량성분)을 추출하는 방법을 이용하여 경혈의 특이성을 확보하고자 한다. 인체 내 생체 이온 변화가 발생하였을 시, 경혈이 비경혈에 발생 전/후 높은 변화율이 관찰될 것이라는 가정을 하에, 생체 이온 변화를 유도하기 위하여 근피로를 유발하였으며, 유도 전/후의 생체 구조 성분을 비교 분석하였다. 방법: 대퇴직근에 근피로를 유도하기 위하여 건강한 대학생에게 Knee extension/flexion의 등속도 운동을 통하였다. 생체 이온 변화를 확인하기 위하여 젖산을 측정하였으며, 피험자마다 동일한 근피로를 유발하기 위하여 EMG(electromyogram) 분석을 통하여 peak torque와 median frequency를 분석하였다. 근피로 유발 24시간 이후까지 젖산과 peak torque와 median frequency을 측정하였으며, 각 단계마다 복토(ST32), 음시(ST33) 과 인접한 비경혈 2개에 대하여 생체 구조 성분 또한 측정하였다. 결과 : 젖산과 peak torque와 median frequency은 24시간 이후 근피로 유발 전으로 회복되었다. 세포외액 저항성분의 경우 비경혈에 비하여 복토(ST32)에서 생체 이온 변화에 따라 높은 변화율이 관찰되었으나, 음시(ST33) 에서는 비경혈에 비하여 낮은 변화율이 관찰되었다. 세포내액 저항성분은 경혈과 비경혈 사이 유의한 차이가 관찰되지 않았다. 복토(ST32)에서 세포막의 용량성분이 높은 변화율이 관찰되었지만, 음시(ST33)와 인접한 비경혈간의 뚜렷한 차이가 확인되지 않았다. 결론 : 생체 이온 변화에 따라 인접한 비경혈과 비교해보았을 시, 경혈에서의 상대적으로 높고 낮은 혹은 유사한 변화율이 관찰되었다. 따라서 경혈의 특이성을 확보하지 못하였으며, 생체 구조 성분 추출을 통하여 세포 이온 변화에 따른 경혈의 특이성을 확보하기에는 한계점을 가지고 있다고 결론을 내렸다.

• 공업화학
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• 제32권6호
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• pp.664-670
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• 2021

스테인리스강은 기계적 강도와 전기 전도성이 우수하고 가공이 용이하여 고분자전해질 연료전지의 분리판으로 적용되고 있다. 하지만 스테인리스강의 부식으로 인하여 접촉 저항이 증가하여 연료전지 성능이 저하하는 문제점이 있고, 귀금속 재료를 코팅하여 내식성을 높일 수 있으나 비용이 증가하는 단점이 있다. 금속 분리판의 내구성 확보와 경제성 개선을 위하여 고분자전해질 연료전지에서 스테인리스 강 분리판의 부식 거동과 부동태막에 의한 영향을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 반응 면적이 25 cm²인 SUS316L 분리판을 제작하였고, 수소극과 공기극에 대한 SUS316L 분리판의 부식 거동을 분석하였다. SUS316L 분리판 부식이 연료전지 성능에 미치는 영향을 분극 곡선과 임피던스, 접촉저항을 측정하여 평가하였다. 연료전지 구동 간에 배출 수를 포집하여 SUS316L 분리판에서 용출된 금속 이온의 농도를 분석하였다. SUS316L 분리판에 대하여 공기극에서보다 수소극에서 부식이 활발하게 발생하는 것을 확인하였다. 연료전지 반응에 따라 부동태막이 형성되어 접촉 저항이 증가하였고, 부동태막이 형성된 이후에도 지속적으로 금속 이온이 용출되었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.75.2-75.2
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• 2010

Polymer electrolyte fuel cells (PEFCs) have received a lot of attention as a power source for both stationary and mobile applications due to their attractive feature. In general, the performance of PEFCs is highly affected by the property of the electrodes. A PEFC electrode essentially consists of a gas diffusion layer and a catalyst layer. The gas difusion layer is highly porous and hydrophobicized with PTFE polymer. The catalyst layer usually contains electrocatalyst, proton conducting polymer, even PTFE as additive. Particularly, the proton conducting ionomer helps to increase the catalytic activity at three-phase boundary and catalyst utilization. Futhermore, it helps to retain moisture, resulting in preventing the electrodes from membrane dehydration. The most widely used proton conducting ionomer is perfluorinated sulfonic acid polymer, namely, Nafion from DuPont due to its high proton conductivity and good mechanical property. However, there are great demands for alternative ionomers based on non-fluorinated materials in terms of high temperature availability, environmental adaptability and production cost. In this study, the electrodes with the various content of the sulfonated poly(ether sulfone) ionomer in the catalyst layer were prepared. In addition, we evaluated electrochemical properties of the prepared electrodes containing the various amount of the ionomers by using the cyclic voltammetry and impedance spectroscopy to find an optimal ionomer composition in the catalyst layer.

• 전기화학회지
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• 제10권3호
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• pp.196-202
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 가습조건의 변화에 따른 정상상태 및 비정상상태 운전특성을 살펴보았다. 전압을 OCV에서 0.25 V까지 변화시키면서 PEFC 연료전지의 정상상태 성능을 정전압 모드에서 측정하여 전류-전압 곡선에 나타내어 고찰하였다. 또한, 일부 전압조건에서 연료전지의 비정상상태 성능변화를 측정하였다. 수소극 가습에 따른 성능을 평가하기 위하여 공기극은 건조공기를 공급한 상태에서 수소극에 공급되는 수소의 습도를 20%에서 100%로 변화시키면서 연료전지의 성능을 측정하였다. 일반적으로 고전압 영역에서는 높은 작동온도가 높은 성능을 나타내고 있으나, 저전압 영역에서는 낮은 작동온도가 높은 성능을 나타내었다. 임피던스 측정을 통하여 건조한 전해질막 조건에서 ohmic 손실이 커지며 외부가습과 자체가습량이 커지면 저주파수 영역에서 물질전달손실 효과가 나타나는 것을 확인하였다. 또한, 전압을 감소시킨 후 전류의 시간에 따른 변화를 고찰하여 연료전지 시스템의 동적특성을 고찰하였다. 전압을 감소시킨 경우, 작동온도의 상승에 따라서 정상상태에 도달하는 시간이 줄어들었으며, 저전압 영역을 제외하면 생성된 물에 의한 자체가습은 정상상태 도달시간을 지연시키는 효과를 가져왔다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제21권11호
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• pp.1125-1132
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• 2000

The pH effect of the precursor solution on the preparation of $LiCoO_2$ by a solution phase reaction containing malonic acid was carried out. Layered $LiCoO_2$ powders were obtained with the precursors prepared at the different pHs (4, 7, and 9) and heat-treated at $700^{\circ}C(LiCoO_2-700)$ or $850^{\circ}C(LiCoO_2-850)$ in air. pHs of the media for precursor synthesis affects the charge/discharge and electrochemical properties of the $LiCoO_2electrodes.$ Upon irrespective of pH of the precursor media, X-ray diffraction spectra recorded for $LiCoO_2-850$ powder showed higher peak intensity ratio of I(003)/I(104) than that of $LiCoO_2-700$, since the better crystallization of the former crystallized better. However, $LiCoO_2$ synthesized at pH 4 displayed an abnormal higher intensity ratio of I(003)/I(104) than those synthesized at pH 7 and 9. The surface morphology of the $LiCoO_2-850$ powders was rougher and more irregular than that of $LiCoO_2-700$ made from the precursor synthesized at pH 7 and 9. The $LiCoO_2electrodes$ prepared with the precursors synthesized at pH 7 and 9 showed a better electrochemical and charge/discharge characteristics. From the AC impedance spectroscopic experiments for the electrode made from the precursor prepared in pH 7, the chemical diffusivity of Li ions (DLi+) in $Li0.58CoO_2determined$ was 2.7 ${\times}$10-8 $cm^2s-1$. A cell composed of the $LiCoO_2-700$ cathode prepared in pH 7 with Lithium metal anode reveals an initial discharge specific capacity of 119.8 mAhg-1 at a current density of 10.0 mAg-1 between 3.5 V and 4.3 V. The full-cell composed with $LiCoO_2-700$ cathode prepared in pH 7 and the Mesocarbon Pitch-based Carbon Fiber (MPCF) anode separated by a Cellgard 2400 membrane showed a good cycleability. In addition, it was operated over 100 charge/discharge cycles and displayed an average reversible capacity of nearly 130 mAhg-1.