• Advances in Energy Research
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• 제1권1호
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• pp.35-52
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• 2013

A model for DMFC anode performance is developed. The model takes into account potential--independent methanol adsorption on the catalyst surface, finite rate of proton transport through the anode catalyst layer (ACL), and a potential loss due to methanol transport in the anode backing layer. An approximate analytical half--cell polarization curve is derived and equations for the anode limiting current density are obtained. The polarization curve is fitted to the curves measured by Nordlund and Lindbergh and parameters resulted from the fitting are discussed.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.71.2-71.2
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• 2012

There are rising demands for developing more efficient energy materials to stem the depletion of fossil fuels, which have prompted significant research efforts on proton exchange fuel cells (PEFCs) and lithium ion batteries (LIBs). To date, both PEFCs and LIBs are being widely developed to power small electronics, however, their utilization to medium-large sized electric power resources such as vehicle and stationary energy storage systems still appears distant. These technologies increasingly rely upon polymer electrolyte membranes (PEMs) that transport ions from the anode to the cathode to balance the flow of electrons in an external circuit, and therefore play a central role in determining the efficiency of the devices; as ion transport is a kinetic bottleneck compared to electrical conductivity, enormous efforts have been devoted to improving the transport properties of PEMs. In present study, we carried out an in-depth analysis of the morphology effects on transport properties of PEMs. How parameters such as self-assembled nanostructures, domain sizes, and domain orientations affect conductivities of PEMs will be presented.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.174.2-174.2
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• 2013

사이클로트론에서 가속된 70 MeV 양성자 빔은 stripper에서 인출된 후 ISOL 표적에 조사하게 된다. 이 때 희귀동위원소를 생산하기 위한 ISOL 표적의 온도는 평균 $2,000^{\circ}C$ 5%로 유지하여야 한다. 사용하고자 하는 원판형태의 우라늄 표적은 직경이 45 mm 이므로 50 mm 이상의 균일한 양성자 빔이 필요하다. 본 연구에서는 stripper에서부터 ISOL 표적 까지 빔전송에 필요한 최적 조건을 연구하였다. 총 길이는 15 m 이며 두 개의 dipole을 사용하여 빔을 90도 전환시키며 3개의 4중극전자석을 사용하였다. ISOL 표적에 균일한 빔을 조사하기 위해 wobbling 방법을 활용하여 직경 50 mm 의 균일빔을 발생하고자 한다. 빔 전송 프로그램 TRANSPORT을 이용하여 stripper에서 wobbler 전까지의 빔 광학을 계산한 결과를 보고자 하고 TRANSPORT의 결과를 TURTLE 프로그램에 적용시켜 ISOL 표적에서의 균일도를 5% 미만으로 유지하는 최적조건을 발표한다.

• 방사선산업학회지
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• 제8권1호
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• pp.59-63
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• 2014

Proton Induced X-ray Emission (PIXE) is a MeV ion beam analysis method for use with particle accelerators. PIXE uses low-energy charged particles as an excitation mechanism to generate characteristic x-ray emission from each element in a target. In PIXE analysis, the beam current used is from a few nA to several tens of nA. Chosun University (Cyclotron Research Center) designed a $50{\mu}A$ beam line from the 13 MeV cyclotron for use with a PIXE analysis system, as well as performing beam transport line optimization research. In this study, the beam line operation conditions for the optimization process of beam transport and beam characteristics are shown.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.338-343
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• 2019

고분자전해질 연료전지에서 전해질막의 물이동과 함수율은 고분자막의 성능에 많은 영향을 미친다. 본 연구에서는 간단한 방법에 의해 물이동에 관한 고분자막의 물성(전기삼투계수, 물 확산계수)을 측정하고 이들을 이용해 막을 통한 물의 이동량과 이온전도도를 모델식에 의해 모사한 후 실험값과 비교하였다. 물이동의 구동력은 전기삼투와 확산만이 라고 본 1차원 정상상태 지배방정식을 매트랩으로 수치해석하였다. $144{\mu}m$ 두께의 고분자막의 전기삼투계수를 수소펌핑셀에서 구한 결과 1.11을 얻었다. 물확산계수를 상대습도의 함수로 나타냈고 물확산에 대한 활성화에너지는 $2,889kJ/mol{\cdot}K$였다. 이들 계수를 적용해 모사한 물이동량과 이온전도도 결과는 실험값과 잘 일치함을 보였다.

• Journal of Photoscience
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• 제9권2호
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• pp.102-105
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• 2002

Phoborhodopsin (pR or sensory rhodopsin II, sRII; the absorption maximum of ∼ 500 nm) is a retinoid protein and works as a photoreceptor of the negative phototaxis of Halobacterium salinarum. pharaonis phoborhodopsin (ppR or pharaonis sensory rhodopsin II, psRII) is a corresponding protein of Natronobacterium pharaonis. These sensory proteins form a complex with a cognate transducer protein in the membrane, and this complex transmits the light-signal to the cytoplasm to evoke avoidance reaction from blue-green light. Recently, the functional expression in Escherichia coli membrane of ppR was achieved, which can afford a large amount of the protein and enables mutant studies to clarify the role of various amino acid residues. A truncated transducer which can bind to ppR is also expressed in Escherichia. coli membrane. In this article, we will review properties of ppR mainly using observations of our laboratory; which contains photochemistry (photocycle), light-driven proton uptake, release and transport, F -helix titling during photocycle and association of the transducer.

• Korean Membrane Journal
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• 제4권1호
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• pp.36-40
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• 2002

The diffusion coefficients of ions in the reverse transport system using the carrier mediated membrane were estimated from the diffusional membrane permeabilities and the ion activity in membrane system. In the aqueous alkali metal ions-membrane system diffusional flux of alkali metal ions driven by coupled proton was analyzed. The aqueous phase I contained NaOH solution and the aqueous phase II also contained NaCl and HCl mixed solution. The concentration of Na ions of both phases were $10^{0},\;10^{-1},\;10^{-2},\;5{\times}10^{-1}\;and\;5{\times}10^{-2}\;mol{\cdot}dm^{-3}$ and the concentration of HCI in aqueous phase II was always kept at $1{\times}10^{-1}\;mol{\cdot}dm^{-3}$. Moreover, the carrier concentration in liquid membrane was $10^{-2}\;mol{\cdot}dm^{-3}$. The results indicated that the diffusion coefficients depend strongly on the concentration of both phases electrolyte solution equilibriated with the membrane. The points were interpreted in terms of the energy barrier theory. Furthermore, eliminating the potential terms from the membrane equation was derived.

• 대한기계학회논문집B
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• 제32권5호
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• pp.359-366
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• 2008

A two-dimensional thermal model of proton exchange membrane fuel cell with large active area is developed to investigate the performance of fuel cell with large active area over various thermal management conditions. The core sub-models of the two-dimensional thermal model are one-dimensional agglomerate structure electrochemical reaction model, one-dimensional water transport model, and a two-dimensional heat transfer model. Prior to carrying out the simulation, this study is contributed to set up the operating temperature of the fuel cell with large active area which is a maximum temperature inside the fuel cell considering durability of membrane electrolyte. The simulation results show that the operating temperature of the fuel cell and temperature distribution inside the fuel cell can affect significantly the total net power at extreme conditions. Results also show that the parasitic losses of balance of plant component should be precisely controlled to produce the maximum system power with minimum parasitic loss of thermal management system.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.183.1-183.1
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• 2013

70 MeV 사이클로트론의 인젝션 빔 라인은 Multi-CUSP 이온원에서 인출된 H- 빔을 펄스 또는 번칭하여 인플렉터를 통해 사이클로트론의 가속영역인 Dee로 전송하는 역할을 한다. 이 때, 빔을 번칭 시킴으로써 가속효율을 높이고, 손실을 줄여 높은 전류의 빔을 공급할 수 있도록 해야한다. 인젝션 시스템은 einzel lens, chopper, buncher, solenoid 등으로 구성된다. Einzel lens는 빔을 buncher의 중심으로 집속시켜 buncher의 번칭 효율을 높이고, buncher는 전기장을 이용하여 빔을 진행방향으로 집속시키는 기능을 갖는다. Chopper는 번칭된 빔을 일정 주기로 편향을 시켜 펄스 빔의 형태로 전송하는 역할을 한다. 솔레노이드는 적절한 자기장을 이용하여 빔을 집속시켜 인플렉터로 전송한다. 본 연구에서는 사이클로트론의 고전류 인젝션 시스템을 구축하고 각각의 구성요소에서 빔 envelope를 계산하고 비교하였다. SIMION code는 user가 지정한 특성을 가진 개별 입자의 궤도를 추적하는 프로그램으로 인젝션 시스템을 구성하는 각각의 컴포넌트에서의 입자의 진행모습과 buncher를 이용하여 빔의 전송 밀도가 향상됨을 확인하였다. 아울러 TRANSPORT 및 TURTLE 프로그램을 이용하여 SIMION을 통해 계산된 빔의 envelope과 비교하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제39권5호
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• pp.397-403
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• 2015

본 연구는 고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)의 성능에 매우 중요한 영향을 미치는 물의 분포를 실험적으로 측정하였다. 내부에서 일어나는 활발한 화학반응과 물질전달 특성 때문에 PEMFC 내부에서 수분의 분포가 불균일하며 그 분포를 실험적으로 측정하기가 용이하지 않아 그 동안 간접적인 측정이 많이 이루어졌다. 본 연구에서는 초소형 온습도 센서를 연료전지의 채널에 직접 삽입하고 채널을 따라 흐르는 반응가스의 습도를 측정하였다. 수소극과 공기극 중 한곳만 가습하며, 가습하지 않은 곳에서 습도를 측정하여 멤브레인을 통한 물의 이동을 연구하였다. 가습기의 온도가 증가할수록 양극의 물농도 구배가 커져서 확산이 증가하나 높은 전류밀도에서는 전기삼투항력의 영향이 더욱 커졌다.