• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2008년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.163-163
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• 2008

• 한국섬유공학회:학술대회논문집
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• 한국섬유공학회 2003년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.34-37
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• 2003

The development and improvement of advanced fuel cell systems is a major topic of current research, since fuel cells are considerably more efficient than other energy converters$^1$. In proton exchange membrane fuel cell and direct methanol fuel cell the polymer membrane represents a key component. The membrane materials fulfill complex requirements. It has to combine electrochemical stability, workability, high ionic conductivity, low permeation of the reactants (methanol etc.) (omitted)

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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• pp.51-55
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• 2003

Membranes made with perfluorinated polymers are of particular interest due to the unique features demonstrated by these materials. Both highly hydrophobic and hydrophilic membranes have been developed from appropriate perfluoropolymers, which were in turn obtained by copolymerization of TFE with special monomers available at the industrial scale. Highly hydrophobic membranes obtained from the glassy copolymers of TFE and 2,2,4 trifluoro-5 trifluoromethoxy-1,3 dioxole (Hyflo $n^{ }$ AD) show properties which make them particularly suited for use in the field of gas-liquid contactors and membrane distillation. Hydrophylic highly conductive proton exchange membranes obtained from the copolymer of TFE and a short-side-chain (SSC) perfluorosulfonylfluoridevinylether (Hyflo $n^{ }$ Ion) find interesting application in the field of fuel cells, especially in view of the current tendency to move to high temperature operation.n.

• Advances in Energy Research
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• 제8권4호
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• pp.253-264
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• 2022

This paper deals with the effects of design (active area, current density, membrane conductivity) and operating parameters (temperature, relative humidity) on the performance of hydrogen-fuelled proton exchange membrane (PEM) fuel cell. The design parameter of a PEM fuel cell with the active area of the single cell considered in this study is 25 cm² (5 × 5). The operating voltage and current density of the fuel cell were 0.7 V and 0.5 A/cm² respectively. The variations of activation voltage, ohmic voltage, and concentration voltage with respect to current density are analyzed in detail. The membrane conductivity with variable relative humidity is also analyzed. The results show that the maximum activation overpotential of the fuel cell was 0.4358 V at 0.21 A/cm² due to slow reaction kinetics. The calculated ohmic and concentrated overpotential in the fuel cell was 0.01395 V at 0.76 A/cm² and 0.027 V at 1.46 A/cm² respectively.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권4호
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• pp.512-518
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• 2019

고분자연료전지용 막전극접합체(Membrane Electrode Assembly, MEA)의 저가화 및 고성능화를 위하여 촉매층을 구성하는 촉매와 이오노머의 계면 특성에 대한 이해가 중요한 연구주제가 되고 있다. 본 연구에서는 이오노머의 구조 제어를 위하여 상용 이오노머의 용매로 사용되는 물 대신에 프로필렌글리콜(Propylene Glycol, PG)을 용매로 사용하여 단측쇄(Short Side Chain, SSC) 나피온 이오노머가 분산된 현탁액을 제조하고 이를 이용하여 공기극 촉매층을 제조하여 연료전지 성능 특성을 평가하였다. PG 기반 이오노머의 함량을 20~35 wt%로 증가시키면서 제조된 촉매층의 연료전지 성능은 상용 물 기반 이오노머와는 달리 이오노머 함량이 35 wt%까지 증가함에 따라 성능도 지속적으로 증가하였다. PG 기반 이오노머의 작은 입도와 느린 건조 속도는 균일 구조의 촉매층 형성을 유도하여 수소이온전달에는 효과적이었지만 PG 기반 이오노머 필름의 낮은 산소투과도는 MEA 성능을 저하시키는 주요 문제로서 개선이 필요하였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.19-25
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• 2012

The efficiency and life time of the Proton Exchange Membrane fuel cell (PEMFC) system is critically affected by incoming gas with humidity which should be maintained properly at normal operating conditions. Typically, incoming gas of automotive fuel cell is humidified by external humidifier but the characteristics of device is rarely reported. In this study, characteristics of water transfer in the membrane humidifiers have been experimentally investigated for flow rates of gas and for different flow arrangement under steady state condition. At first, capability of mass transfer through the membrane is examined at constant temperature. Then, the temperature distribution effect on the capability of mass transfer is tested over various inlet conditions. In summary, this research presents the mass transfer capability of hydrophilic membrane over various operating conditions.

• 대한기계학회논문집B
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• 제33권8호
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• pp.596-603
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• 2009

The performance of proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is seriously changed by the humidification condition which is intrinsic characteristics of the PEMFC. Typically, the humidification of fuel cell is carried out with internal or external humidifier. A membrane humidifier is applied to the external humidification of residential power generation fuel cell due to its convenience and high performance. In this study, a simple static model is constructed to understand the physical phenomena of the membrane humidifier in terms of geometric parameters and operating parameters. The model utilizes the concept of shell and tube heat exchanger but the model is also able to estimate the mass transport through the membrane. Model is constructed with FORTRAN under Matlab/$Simulink^{(R)}$ $\Box$environment to keep consistency with other components model which we already developed. Results shows that the humidity of wet gas and membrane thickness are critical parameters to improve the performance of the humidifier.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권3호
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• pp.227-236
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• 2019

In this work, preparation and characterizations of hybrid membranes containing sulfonated poly(arylene ether sulfone) (SPES) and sulfonated poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene) (SPVdF-co-HFP) (20, 30 or 40 wt%) were carried out. The structure of hybrid membranes was confirmed using X-ray diffraction (XRD) analysis and the Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy. The prepared SPAES/SPVdF-30 membrane exhibits higher ionic conductivity of 68.9 mS/cm at $90^{\circ}C$ and 100% RH. Besides, the other studies showed that the hybrid membrane has good oxidation stability, thermal stability, and mechanical stability. Thus, we believe that the prepared hybrid membrane is suitable for the development of membranes for fuel cell applications.

• 폴리머
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• 제35권4호
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• pp.296-301
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• 2011

본 연구는 고내구성을 가진 고분자 전해질막을 제조하는 것으로 연료전지에 적용하기 위하여 poly(vinyl alcohol)을 주사슬부로 하여 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-MA)를 다공성 polyethylene(PE) 막에 함침시켜 막을 제조하였다. 제조된 막을 함수율, 접촉각, FTIR, 이온교환용량, 이온전도도 메탄올 투과도 열 중량분석, 탄성계수 등의 측정을 통해 친수성 고분자가 함침된 막의 특성평가를 실시하였다. 접촉각 측정과 FTIR 분석을 통해 PE 막에 함침된 막에서의 친수성기의 존재를 확인하였다. PSSA-MA의 함량이 10 wt% 함침된 막의 경우, 이온교환 용량은 Nafion 115의 0.91보다 향상된 1.2 meq./g dry membrane을 얻었다. 또한 탄성계수의 경우 PE 막에 비하여 3~3.6 배 높은 강도를 나타내었으며, 함수율과 메탄올 투과 실험을 통해 PSSA-MA의 함량이 늘어남에 따라 높은 치수안정성과 낮은 메탄올 투과결과를 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제17권4호
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• pp.311-317
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• 2007

Poly(vinyl alcohol-co-ethylene) (PVA-co-PE)와 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-co-PMA)을 고분자 블렌딩 방법으로 50 : 50의 무게비율로써 수소이온 전도성 가교형 전해질막을 제조하였다. PSSA와 PMA이 3 : 1과 1 : 1의 몰 구성비로 되이 있는 두 가지 종류의 PSSA-co-PMA 고분자를 수소이온 전도성 고분자로 사용하였으며, PVA-co-PE 고분자는 에틸렌의 함량이 0, 27 그리고 44 mol%인 고분자를 사용하였다. 전해질 막은 PVA의 히드록실 그룹과 PMA의 카르복시릭 그룹 사이의 에스테르화 반응을 통한 열가교를 통해 제조하였고, FT-IR을 통하여 이를 확인하였다. PSSA-co-PMA의 몰비율이 3 : 1로 구성되어 제조된 전해질막은 몰비율 1 : 1로 구성되어 제조된 막보다 더 낮은 이온교환용량과 더 높은 함수율, 수소이온 전도도를 나타내었다. 또한, 전해질막에서 PE의 함량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온 전도도가 계속해서 감소하는 경향성을 보였다. 전해질막의 이러한 물성들은 술폰산기의 함량과 친수성, 막의 가교구조 사이의 경쟁적인 효과로써 설명하였다.