• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.429-432
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• 2006

Characteristics of heat and water transfer in gas-to-gas membrane humidifiers have been experimentally investigated for various humidity rod flow rates of gas and for different thickness of Nafion membrane. The results emphasizes the importance of flow velocity for both water and heat transfer. Also, the effect of membrane thickness has been revealed to be significant to water transfer especially for unsaturated flows, while the significance of membrane thickness is minimal to heat transfer.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.810-815
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• 2011

역삼투막을 이용한 해수담수화 과정에서 발생하는 농축수 내에는 고농도의 $Na^+$ 이온이 포함되어 있으며, 이를 경제성 있는 NaOH 용액으로 회수하기 위해 전기분해를 적용하였다. 실험실 규모의 전기분해장치를 구성하여 실험조건의 변화에 따른 NaOH 용액의 합성농도를 비교하였다. 이온교환막의 종류(CIMS 막, Nafion 막), 이온교환막의 전처리 유무, 농축수의 유입 유속(73 mL/min ~ 200 mL/min), 모의 농축수의 농도(1.5 M ~ 5 M), 전류(1.5 A, 2 A) 등의 인자를 변화시켜 전기분해를 수행한 결과, CIMS 막은 Nafion 막에 비하여 NaOH 용액의 합성효율은 뛰어나지만, 장시간운전 이후에 염소가스에 대한 내구성이 떨어졌다. 또한, 모의 농축수의 $Na^+$ 이온농도와 전류가 높을수록 NaOH 용액의 합성효율은 증가하였으나, 모의 농축수의 유입 유속이 낮을수록 합성효율은 증가하였다.

• 전기화학회지
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• 제5권2호
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• pp.68-73
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• 2002

상용 고분자 전해질인 Nafion 115 및 Nafion 117막 위에 do magnetron sputtering방법으로 Pd박막을 다양한 두께로 증착한 다음, 개질된 고분자 전해질 막의 morphology, proton 전도도(conductivity), 메탄을 투과도(permeability)를 측정하였으며, membrane and electrode assemblies(MEA)를 구성하여 DMFC 단위전지 성능을 측정하였다. Pd 박막은 Nafion막이 지니고 있는 단점인 메탄을 crossover에 대한 barrier로서 작용하였지만, 동시에 Nafion막의 고유 특성인 proton전도도의 감소를 가져왔다. Pd박막에 의하여 개질된 Nafion막의 메탄올에 대한 투과도와 proton전도도는 Nafion 막 상에 증착된 Pd 박막의 두께가 증가할수록 직선적으로 감소하는 경향을 나타냈다 개질된 Nafon 막을 사용하여 제작한 direct methanol fuel cell(DMFC)단위전지의 성능은 전체적으로 약간 저하되었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2657-2662
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• 2013

Multiwalled carbon nanotube (MWCNT)-g-poly (aniline-co-2,5-diaminobenzenesulfonic acid) (DABSA) reinforced Nafion$^{(R)}$ nanocomposite membranes were prepared and characterized for direct methanol fuel cells (DMFCs). The nanocomposite membranes with approximately $90{\mu}m$ thickness were prepared by the water assisted solution casting method. To evaluate the properties of nanocomposite membranes for DMFC applications, the nanocomposite membranes were characterized by methanol and water uptake, thermal stability, and ion exchange capacity (IEC). Furthermore, oxidative stability measurements in terms of the hydrogen peroxide decomposition rate that represent the oxidative stability of the membranes were examined. The methanol uptake values of the nanocomposite membranes were dramatically decreased compared to the cast Nafion$^{(R)}$ membranes. The IEC values of the nanocomposite membranes were increased about 30% compared to the cast Nafion$^{(R)}$ membrane.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.149-149
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• 2009

Generally, Nafion ionomer is used in the polymer electrolyte fuel cell (PEFC) electrodes to achieve high power density. At the high temperature operation of PEFC, however, ionic conductivity of Nafion remarkably decreased due to the evaporation of water in Nafion polymer. Recently, many researchers have focused on using the Ionic Liquids(ILs) instead of water in Nafion polymer. ILs have intrinsic properties such as good electrochemical stability, high ionic conductivity, and non-flammability. Especially, ILs play a crucial role in proton conduction by the Grottuss mechanism and act as water in water-free Nafion polymer. However, it was found that the ILs was leached out of the polymer matrix easily. In this study, we prepared membrane electrode assemblies with various contents of ILs. The effect of ILs in the electrode of each designed was investigated by a cyclic voltammetry measurement and the cell performance obtained through a single cell test using H2/Air gases. Electrodes with different contents of ILs in catalyst layer were examined at high temperature and low humidified condition.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.510-514
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• 2013

The structural change of Nafion polymer electrolyte membrane (PEM) induced by hot-pressing, which is one of the representative procedures for preparing membrane-electrode-assembly for low temperature fuel cells, was investigated by $^2H$ nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The hydrophilic channels were asymmetrically flattened and more aligned in the membrane plane than along the hot-pressing direction. The average O-$^2H$ director of $^2H_2O$ in polymer electrolyte membrane was employed to extract the structural information from the $^2H$ NMR peak splitting data. The dependence of $^2H$ NMR data on water contents was systematically analyzed for the first time. The approach presented here can be used to understand the chemicals' behavior in nano-spaces, especially those reshaping and functioning interactively with the chemicals in the wet and/or mixed state.

• 멤브레인
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• 제30권4호
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• pp.213-227
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• 2020

재생 불가능한 에너지 자원이 수년에 걸쳐 고갈됨에 따라, 재생 에너지 생산을 위한 보다 효과적인 방법에 대한 연구가 증가되었다. 연로전지 개발의 한 분야인 미생물 연료전지(MFC)는 이중 성능의 잠재력 덕분에 발전하였다. MFC는 박테리아와 같은 전극 감소 생물에서 전력을 모아서 전기 에너지를 생산한다. MFC는 폐수를 연료로 사용하여 에너지를 생산하고 폐수를 정화한다. 양성자 교환막(PEM)은 양극과 음극 챔버의 분리막으로, 양성자만 효과적으로 통과할 수 있게 하는 중요한 역할을 한다. Nafion은 MFC에 상업적으로 사용되는 PEM이지만 비용, 생산 시간, 양성자 전도성 차원에서 보완할 점들이 많다. 본 리뷰 논문에는 Nafion을 대체할 수 있는 새로 개발된 PEM 몇 가지를 논의하였다. 또한, PEM, 혼합 PEM 및 복합 PEM에 기반한 MFC를 요약하고자 한다.

• 멤브레인
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• 제26권6호
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• pp.407-420
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• 2016

연료전지는 친환경적 에너지 발생원으로 미래의 에너지 부족 문제와 공해 문제를 한꺼번에 해결하기 위한 방법으로 최근 그 연구가 활발히 진행되고 있다. 연료전지는 별도의 발전 장치를 필요로 하지 않고, 수소와 산소의 반응에 의해 전기를 직접 생산하기 때문에 발전 효율이 높다. 연료전지 시스템에서의 핵심 기술은 고분자 분리막을 제조하는 것으로써 상용화된 나피온 전해질막은 제조 단가가 높고 고온에서 성능이 급감한다는 단점이 있다. 따라서 많은 학자들이 나피온 전해질 분리막을 대체하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 총설에서는 연료전지용 전해질 분리막의 특허 및 논문의 기술 경쟁력 평가를 통하여 국가별, 기관별, 기업별 발표 빈도수를 정리하였으며, 고분자 전해질 연료전지, 직접 메탄올 연료전지, 그리고 알칼리 연료전지에 대한 평가를 진행하였다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.1-5
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• 2008

A Pt-layer was deposited on the anode side of a Nafion membrane via a sputtering method in order to reduce methanol crossover in a direct methanol fuel cell (DMFC). The methanol permeation and the proton conductivity through the modified membranes were investigated. The performances of the direct methanol fuel cell were also tested using single cells with a Nafion membrane and the modified membranes. The Pt-layers on the membrane blocked both methanol crossover and proton transport through the membranes. Methanol permeability and proton conductivity decreased with an increase of the platinum layer thickness. At methanol concentration of 2 M, the DMFC employing the modified membrane with a platinum layer of 66 nm-thickness showed similar performance to that of a DMFC with a bare Nafion membrane in spite of the lower proton conductivity of the former. The maximum power density of the cell using the modified membrane with a platinum layer of 66 nm-thickness increased slightly while that of the cell with the bare membrane decreased abruptly when a methanol solution of 6M was supplied.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2008년도 추계학술대회논문집
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• pp.374-375
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• 2008

In this study, the nano-composite actuator based on Fullerene and Nafion was newly developed to improve the electro active polymer actuators. The tensile test was employed to define the mechanical stiffness and strength of the nano-composite membrane. Also, the bending displacement of the Fullerene-Nafion based nano-composite actuator was investigated under DC and AC excitations with various magnitudes and frequencies. As a result, the new nano-composite actuator based on Fullerene-Nafion shows much larger deformation than the pure Nafion based actuator and solves the straightening back Problem of the previous electro active polymer actuators.