• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권4호
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• pp.406-414
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• 2021

Electrochemical devices are constructed for continuous syngas (CO + H₂) production with controlled selectivity between CO₂ and proton reduction reactions. The ratio of CO to H₂, or the faradaic efficiency toward CO generation, was mechanically manipulated by adjusting the space volume between the cathode and the polymer gas separator in the device. In particular, the area added between the cathode and the ion-conducting polymer using 0.5 M KHCO₃ catholyte regulated the solution acidity and proton reduction kinetics in the flow cell. The faradaic efficiency of CO production was controlled as a function of the distance between the polymer separator and cathode in addition to that manipulated by the electrode potential. Further, the electrochemical CO₂ reduction device using Au NPs presented a stable operation for more than 23 h at different H₂:CO production levels, demonstrating the functional stability of the flow cell utilizing the mechanical variable as an important operational factor.

• 제어로봇시스템학회:학술대회논문집
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• 제어로봇시스템학회 2001년도 ICCAS
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• pp.46.5-46
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• 2001

Electrostrictive polymer is deformed by electric force generated by electric field built by high voltage. When high voltage is applied to the electrostrictive polymer film in which the electrodes such as conductive grease or carbon powder are installed, it expands in the direction of area. Because electrostrictive polymer is incompressible and electric force is applied to it in the direction of thickness. Electrostrictive polymer film in which electrodes are installed, functions as a parallel-plate capacitor. Therefore anode and cathode charges are piled up or both electrodes and there exists attractive force that functions as pressure in the direction of thickness. So the thickness of electrostrictive polymer becomes thicker ...

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.110-116
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• 2011

Ru black을 고분자 전해질 연료전지용 cathode 촉매로 사용했을 때 초기에는 연료전지 성능이 낮게 나타났으나, 일련의 실험을 거치는 동안 연료전지 성능이 점차 증가되는 것이 관찰되었다. 이는 Ru black의 전기화학적 환원으로 인한 것으로 판단되는대, Ru black 촉매에 외부에서 가해지는 전압과 그 전압을 가하는 시간을 변화시켜 본 결과 0.1V를 30분 이상 가하게 되면 Ru black의 성능 향상이 극대화 되었다. 성능 향상 원인을 확인해 보기 위해 수소 분위기 하에서 환원된 Ru black과 XRD patterns을 비교한 결과, Ru black 촉매가 전기화학적 환원처리를 통해 완전히 metallic Ru으로 전환되었다고 판단하기는 어려웠다. 또한 Ru black을 이용해 전기화학적 환원 처리 전후의 CO stripping voltammetry를 비교해 본 결과, Ru black 중에 일부는 metallic Ru으로 환원되었지만, 일부의 Ru이 반대편 전극으로 제거됨을 확인할 수 있었다. 이 과정 중에 제거된 Ru이 연료전지 성능에 나쁜 영향을 미칠 수 있을 것이라 생각된다. 따라서, 본 연구에서 제시된 Ru black의 전기화학적 처리 과정을 통해서 일부의 Ru은 반대쪽 전극으로 제거되고, 산화된 상태로 존재하는 일부의 Ru이 metallic Ru으로 변화됨으로서 연료전지 성능이 향상된 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.333-338
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• 2021

대형 상용차용 PEMFC 스택 내구성은 승용차용보다 5배 이상 되어야 한다. 승용차용 PEMFC 고분자막의 화학적 가속 내구성 평가(AST)를 대형 상용차용에 그대로 적용하면 AST 시간이 2,500시간 이상이 되는 문제점이 있다. DOE(Department of Energy)의 AST 시간을 단축시키기 위해 Cathode 가스로 공기대신 산소를 사용하여 고분자막의 화학적 내구성을 평가하였다. 본 연구에서는 Nafion XL을 고분자막으로 사용해 OCV, 90 ℃, RH 30%, H₂ (Anode), 공기 또는 산소조건으로 가속 내구성을 평가하였다. DOE 내구 목표 기준 중 Short 저항 감소가 제일 빨리 나타났다. 공기대신 산소를 사용함으로써 전극 열화의 영향을 적게 받으면서, 고분자막의 열화 속도를 가속화시켜 고분자막 내구성 평가시간을 절반 이하로 단축시켰다.

• 한국분말재료학회지
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• 제27권1호
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• pp.63-71
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• 2020

It is necessary to fabricate uniformly dispersed nanoscale catalyst materials with high activity and long-term stability for polymer electrolyte membrane fuel cells with excellent electrochemical characteristics of the oxygen reduction reaction and hydrogen oxidation reaction. Platinum is known as the best noble metal catalyst for polymer electrolyte membrane fuel cells because of its excellent catalytic activity. However, given that Pt is expensive, considerable efforts have been made to reduce the amount of Pt loading for both anode and cathode catalysts. Meanwhile, the atomic layer deposition (ALD) method shows excellent uniformity and precise particle size controllability over the three-dimensional structure. The research progress on noble metal ALD, such as Pt, Ru, Pd, and various metal alloys, is presented in this review. ALD technology enables the development of polymer electrolyte membrane fuel cells with excellent reactivity and durability.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제11권10호
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• pp.768-772
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• 1998

The new type polymer electrolyte composed of polymethyl methacrylate(PMMA) - polyethy leneoxide(PEO) contain $LiClO_4$ -EC/PC was developed for the weightless and long or life time of lithium polymer batery system with using polyaniline electrode. the gel type electrolytes were prepared by PMMA with PEO at different lithium salts in the glove box. The minimum thickness of PMMA-PEO gel electrolyte for the slim type is about(400~450$\mu\textrm{m}$. These gel electrolyte showed good compatibility with lithium electrode. The test cell Li/polymer electrolyte/polyaniline solid state cell which was prepared by different lithium salt was researched by electrochemical technique.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1996년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.273-276
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• 1996

Polyphenylenediamine(PPD) film was prepared with dimethylsulfoxide after the synthesis of PPD by chemical polymerization. The molecular structure of conductive polymer synthesized were discussed by using SEM, FT-IR, NMR. The electrical conductivity measurements were carried out at room temperature. The electrical conductivity which was obtained from electrical instrument was 1.98${\times}$10$\^$-2/ S/cm at ambient temperature.

• 전기화학회지
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• 제2권1호
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• pp.1-4
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• 1999

리튬이차전지는 충방전의 반복 동안의 액체전해질과 리튬음극과의 반응으로 수지상결정의 성장으로 리튬이 차전지에 있어서 안전성의 문제를 일으킨다. 고분자 전해질은 수지상 결정 형성을 억제하며 전해질에 성능을 향상시키는 연구가 활발히 진행중이다. 본 연구에서는 겔 전해질에 $Al_2O_3$를 첨가하여 전해질의 표면구조와 임피던스 특성을 조사하였다. 리튬이온의 수율은 $10wt\%\;PAN-Al_2O_3$ 전해질에 5mV의 전압을 인가했을 때 0.29였고 전해질의 이온전도도는 상온에서$2.3\times10^{-4} S/cm$였다. 무기 충진제가 고분자 전해질에 첨가되었을 때 이온전도도 및 이온수율은 무기 충진제가 첨가되지 않은 것보다 높게 나타났다.

• 멤브레인
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• 제32권6호
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• pp.427-441
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• 2022

고분자 전해질 막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cell, PEMFC)의 핵심 구성요소 중 하나인 고분자 전해질 막(polymer electrolyte membrane, PEM)은 수소이온을 애노드(anode)에서 캐소드(cathode)로 이동시키는 전해질의 역할 및 연료의 투과를 막는 분리막으로서의 역할을 수행하며 PEMFC의 성능 및 효율을 결정짓는 핵심 소재이다. 현재 나피온 (Nafion^®)으로 대표되는 과불소화계 전해질 막이 높은 수소이온 전도도 및 화학적 안정성으로 인해 상용화 되었지만, 높은 생산비용과 구동 시 환경오염 물질이 배출된다는 문제점을 갖고 있다. 이를 대체할 PEM 소재로써 고분자의 구조 조절 및 개질 과정이 용이한 다양한 종류의 탄화수소계 고분자가 제시되고 있지만, 실제 PEMFC에 적용되기 위해서는 성능 및 내구 특성을 개선해야 하는 과제가 남아있다. 이에 본 총설은 탄화수소계 PEM의 성능 및 내구 특성을 향상시키기 위해 1) 가교 구조를 도입한 가교 막 개발, 2) 무기 첨가제 도입을 통한 유⋅무기 복합 막 개발 및 3) 다공성 지지체를 활용한 강화 복합막을 개발하는 연구에 대해 살펴보고자 한다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.604-612
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• 2009

Water management has been recognized as a crucial factor for achieving better performance and stability in polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). Proper water management should provide favorable water conditions, including the local humidity, membrane water content, and liquid water saturation in PEMFCs, thereby leading to more uniform electrochemical reaction and current generation. In this study, computational fluid dynamics (CFD) simulation was conducted to investigate the effects of the cathode relative humidity (RH) on the performance of a 3 by $3\;cm^2$ PEMFC with serpentine flow fields. The CFD results showed that the best performance of the PEMFC was obtained for the cathode RH of 80%, but the performance variation was small for the cathode RH range of $60{\sim}100%$. However, the loss of the PEMFC performance was significant when the cathode RH was reduced below 40%. The reason for such performance variation was investigated through the detailed inspection of ohmic loss, activation and concentration overpotential, and water and current distributions.