• 방사선산업학회지
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• 제6권4호
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• pp.289-297
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• 2012

Since Nafion is very expensive and shows the decreased fuel cell performance over $80^{\circ}C$ operating temperature, much work has been carried out in the search for cheaper membrane with high fuel cell performance. Radiation is known to be very useful for the preparation of the polymer electrolyte membranes since it can be effectively used for the introduction of ion conducting functional groups into the commercial film with high mechanical and chemical properties. Here, we summarize the our recent progress in the development of fuel cell membranes by utilizing radiation.

• 대한기계학회논문집B
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• 제37권4호
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• pp.353-358
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• 2013

전류차단법은 연료전지의 저항을 측정하기 위한 효율적인 방법으로 고려된다. 본 연구에서는 서로 다른 종류의 분리판을 가지는 고분자전해질 연료지의 오믹 저항을 전류차단법을 통해 평가하였다. 그라파이트 판을 분리판으로 가지는 연료전지와 그라파이트 포일 기반의 조립형 분리판을 가지는 연료전지는 모두 전류밀도가 증가함에 따라 오믹 면적비저항이 감소하였다. 반면, 그라파이트 판을 분리판으로 가지는 연료전지의 오믹 면적비저항은 셀 온도가 증가함에 따라 멤브레인을 통한 수소 이온전달 저항이 낮아져 감소하는 경향을 보였고, 그라파이트 포일 기반의 조립형 분리판을 가지는 연료전지의 오믹 면적 비저항은 분리판 요소들의 열팽창 차이로 인해 증가하는 경향을 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제15권2호
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• pp.74-82
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• 2012

고분자전해질 연료전지의 성능은 매우 복잡한 물리 현상들에 의해 변화하게 된다. 반응면적이 25 $cm^2$인 5-pass, 4-turn 사행성 유동유로의 립 부분에 보조유동유로를 가지는 형상에 대하여 물관리 측면에서의 연료전지 성능을 수치해석을 통해 비교하였다. 보조유동유로를 추가함에 따라 촉매층 공급 대류의 유동 방향이 변경되어 유로 내부의 물 배출 특성을 향상시키는 결과를 나타내었다. 또한 입구에서의 공급기체를 보조유동유로로 분산시킴에 따라 입구에서의 전류 밀도는 낮아지며 보조유동유로로 이동하는 공급기체들은 주 유동유로의 내에서의 체류시간보다 길어져서 전체적인 전류밀도 분포가 균일해지는 것을 확인하였다.

• 한국재료학회지
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• 제28권11호
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• pp.646-652
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• 2018

During a long-term operation of polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs), the fuel cell performance may degrade due to severe agglomeration and dissolution of metal nanoparticles in the cathode. To enhance the electrochemical durability of metal catalysts and to prevent the particle agglomeration in PEMFC operation, this paper proposes a hybrid catalyst structure composed of PtCo alloy nanoparticles encapsulated by porous carbon layers. In the hybrid catalyst structure, the dissolution and migration of PtCo nanoparticles can be effectively prevented by protective carbon shells. In addition, $O_2$ can properly penetrate the porous carbon layers and react on the active Pt surface, which ensures high catalytic activity for the oxygen reduction reaction. Although the hybrid catalyst has a much smaller active surface area due to the carbon encapsulation compared to a commercial Pt catalyst without a carbon layer, it has a much higher specific activity and significantly improved durability than the Pt catalyst. Therefore, it is expected that the designed hybrid catalyst concept will provide an interesting strategy for development of high-performance fuel cell catalysts.

• Korean Membrane Journal
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• 제5권1호
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• pp.18-24
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• 2003

In order to improve the mechanical properties of the sulfonated polysulfone (SPSf) membranes previously synthesized in our laboratory, poly(vinyl alcohol) (PVA) was blended which is well known as the excellent physical and chemical properties. The resulting membranes blended with several molecular weight of PVA varying from 13,000 to 124,000 have been characterized to investigate the effect of PVA molecular weight in terms of ion conductivities, methanol permeabilities, water contents and ion exchange capacities for both heat treated and untreated membranes at 150$^{\circ}C$. The proton conductivity is decreased as the molecular weight of PVA increases. The plain SPSf-6.0 showed the proton conductivity of 0.078 S/cm whereas the blended membrane with M.W. 31,000 PVA indicated 0.04 S/cm. For methanol permeabilities, when PVA is added to SPAf-6.0, methanol crossover is increased because of the gain of the hydrophilicity from 3.4 to 6.5${\times}$10$\^$-6/ $\textrm{cm}^2$/s. For the annealed blended membranes (with M.W. 31,000 PVA), both the methanol corssover and proton conductivity showed very consistent values, about 2.3${\times}$10$\^$-6/ $\textrm{cm}^2$/s and 0.036 S/cm, respectively.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.144-149
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• 2005

Poly(ether ether ketone)을 설폰화시킨 후 poly(ether sulfone) (PES)과 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드 막을 제조하였고, 직접메탄올 연료전지(DMFC; Direct Methanol Fuel Cell)용 고분자 전해질 막으로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 조성의 변화에 따른 메탄올 투과도, 수소 이온 전도도, 이온 교환 용량, 그리고 함수율의 변화를 살펴보았다. Sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)의 경우 수소 이온 전도도는 비교적 우수하였으나 메탄올 투과도 역시 비교적 높았다. 그러나, PES의 양이 증가함에 따라 수소 이온 전도도보다 메탄올 투과도가 급격히 감소하여서 PES의 양이 40%일 때 가장 좋은 선택성을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제15권1호
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• pp.1-7
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• 2005

Sulfunated poly(ether ether ketone) (SPEEK) (60%)와 Poly(ether sulfone) (PES) (40%)의 블렌드에 다양한 종류의 polysilsesquioxane (PSQ)구를 첨가하여 전해질 막을 제조하였다. 이 때 PSQ구의 양은 10 wt%로 고정하였다. 제조된 막을 사용하여 PSQ 구의 종류에 따른 메탄올 투과도, 수소 이온 전도도, 그리고 이온 교환 용량의 변화를 측정한 결과 모든 경우에 있어서 수소 이온 전도도와 메탄올 투과도가 Nafion 117보다 낮았으며 PSQ 구를 함유하지 않은 SPEEK/PES(6:4) 블렌드보다는 높았다. 특히, MS64구와 VTMOS구를 포함한 전해질 막의 경우에는 수소 이온 전도도와 메탄올 투과도의 비로 나타내는 선택도가 25℃에서 Nafion 117보다 2배 이상 높았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.572-575
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• 2008

Flow-field design has much influence over the performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) because it affects the pressure magnitude and distribution of the reactant gases. To obtain the pressure magnitude and distribution of reactant gases in four kinds of flow-field designs without additional measurement equipment, computational fluid dynamics (CFD) analysis was performed. After the CFD analysis, the performance values of PEMFC according to the flow-field configurations were measured via a single cell test. As expected, the pressure differences due to different flow-field configurations were related to the PEMFC performance because the actual performance results showed the same tendency as the results of the CFD analysis. A large pressure drop resulted in high PEMFC performance. So, the single serpentine configuration gave the highest performance. On the other hand, the parallel flow-field configuration gave the lowest performance because the pressure difference between inlet and outlet was the lowest.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권5호
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• pp.3627-3632
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• 2015

고분자 전해질 막 연료전지의 분리판 용 흑연/폴리프로필렌(PP)/액정고분자 (LCP) 복합소재의 기계적, 유변학 특성 및 전기전도도에 관하여 연구하였다. 저분자량 PP를 바인더로 사용하는 경우 다른 열가소성 고분자와 비교하여 상당히 높은 전기 전도도를 보임을 확인하였는데 이는 점도가 낮은 PP에 의해 흑연 입자의 분산이 향상되어 나타난 결과임을 확인할 수 있었다. 또한 탄소나노튜브를 소량 첨가하면 복합재료의 전기전도도가 크게 증가하였고 산처리를 하여 산소 관능기를 포함한 탄소나노튜브를 첨가했을 때에는 전기전도도의 증가가 거의 없었다. 이로부터 탄소나노튜브는 비극성 고분자와 친화도가 높음을 알 수 있었다. 저분자량 PP를 바인더로 사용하였을 때는 복합재료의 점도가 사출성형이 가능할 정도로 낮은 것을 관찰할 수 있었다. 그러나 기계적인 강도는 다른 고분자에 비해 현저히 낮았다. 이를 보강하기 위하여 LCP를 혼합하여 복합재료를 제조한 결과 전반적인 물성 밸런스가 잘 맞는 복합재료를 얻을 수 있었다.

• 전력전자학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.222-230
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• 2004

본 논문에서는 능동 연료전지 시뮬레이터를 적용한 3㎾급 연료전지 발전시스템을 제안하였다 제안된 연료전지 시뮬레이터는 실제 고체고분자형 연료전지(PEMFC)의 출력 전압, 출력 전류특성을 만들어내며, 이러한 전체 시스템의 효율적인 동작과 동 특성을 실험하였다. 본 논문에서는 제안된 시뮬레이터의 전체적인 구성도와 동작원리를 나타내었고, 연료전지 시스템의 제작 및 설계에 대해서 자세히 다루었다. 또한 제안된 시스템은 시뮬레이션과 실험결과를 통하여 검증하였다.