• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.73-76
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• 2008

Bipolar Plates for PEMFC have been a key component of fuel cells with MEA, thus in this research they have been fabricated by a compression molding technique after mixing graphite powder with phenol resin. The results have shown the prominent properties compared with those by foreign advanced company with respect to the electrical conductivity and flexural strength. In addition, it has been carried out that the Voltage-Current characteristics comparison according to the unit cell experiments of bipolar plates. As a result, we have obtained good performances and we are going to research the molding feasibility of bipolar plate's flow channel.

• 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.

• 멤브레인
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• 제15권2호
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• pp.141-146
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• 2005

본 연구에서는 흑연, 열경화성 수지, 그리고 카본 블랙을 사용하여 조성과 제조 조건을 달리하여서 탄소 복합체를 제조하였다. 제조된 탄소 복합체의 고분자 전해질 연료전지용 bipolar plate로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 연속 흐름 기체 투과 장치를 사용하여서 산소의 투과도를 측정하였다 실험 결과 카본 블랙의 양이 증가할수록 산소 투과도가 증가하였으며, 탄소 복합체의 성형 시간이 증가할수록 투과도가 감소하였다 반면에 성형 압력은 산소 투과도에 큰 영향을 미치지 않음을 알 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.172-175
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• 2009

A bipolar plate is an important component in a fuel cell in the sense of cost and weight. This study aimed at developing highly conductive, lightweight, and low cost bipolar plates. Hybrid carbons filled poly(phenylene sulfide)(PPS) composite bipolar plates were prepared by using the compression molding technique. Various types and amounts of conducting carbon fillers such as graphite, carbon black, carbon fibers, and carbon nanotubes (CNTs) were adopted for the composites. Electrical conductivity and mechanical properties of the composites were measured in order to investigate effects of each components of fillers. When the graphite is only used as a conducting filler, the electrical conductivity of the composites increases with increasing the content, but the flexural strength decreases dramatically. However, for CNTs and carbon fibers, the flexural strength initially increases and then decreases with increasing the amount of the conducting fillers. The amount of graphite corresponding to the peak of flexural strength was moved to lower content with increasing the amount of CNTs or carbon fiber. When hybrid conducting fillers such as fibrous and particulate fillers were used, the synergy effect in mechanical and electrical properties was observed.

• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.10-16
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)용 복합소재 분리판의 제작을 위해, 예비성형과 스탬핑 공정으로 이루어지는 2단계 제조공법을 개발하고 예비성형 조건이 소재의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 예비성형체는 팽창흑연, 흑연분말, 페놀수지를 이용하여 제조되었으며, 예비성형 공정은 전기 전도도, 굽힘 강도와 미세 구조의 분석을 통해 최적화되었다. 예비성형은 페놀수지의 지나친 경화를 막기 위해 페놀 분말의 녹는점인 $90^{\circ}C$보다 약간 높은 $100^{\circ}C$에서 이루어졌다. 본 연구에서 개발된 예비성형체는 팽창흑연의 서로 잘 얽히는 성질로 인해 0.07-0.28MPa의 낮은 압력에서도 쉽게 제조되었다. 부족하거나 과도한 예비경화는 복합소재 분리판의 강도 저하를 야기하기 때문에, 예비성형체를 안정적으로 제조하기 위한 예비성형 시간은 5분으로 결정되었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권4호
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• pp.1999-2004
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• 2011

본 논문은 매트릭스 수지로 LCP(Liquid crystal polymer)를 사용하였으며, 기계적 특성 및 화학적 특성을 증대시키기 위해 주 첨가제로 synthetic graphite, expanded graphite와 보조 첨가제로는 carbon black을 사용하여, 함량 별로 복합소재를 제조하였다. 사출성형 전 CAE 프로그램으로 해석을 하였으며, 유동성과 섬유 배향을 예측 했다. 복합 소재는 전동식 사출기를 이용하여 ASTM 복합 시편으로 사출성형 하였으며, 시편을 four point probe 장치를 사용하여 전기전도도를 측정/비교 하였으며, 기계적 강도는 굴곡강도, 굴곡탄성률, 충격강도를 측정하였다. 첨가제가 증가할 수록 전기전도도는 증가하나 첨가제의 brittle한 특성으로 인해 기계적 강도는 감소하는 것을 확인 할 수 있었다.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2010년도 춘계학술 발표회
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• pp.191-191
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• 2010

• 한국표면공학회지
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• 제45권4호
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• pp.162-167
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• 2012

Ni-P/C multi-layer was synthesized by electroless plating and paste coating for better corrosion and surface conductance as a metallic bipolar plate. The Ni-P layer could be synthesized with the range of 2.6~22.4 at.% P contents and it's surface morphology and corrosion resistance depend on content of P. Corrosion resistance of the Ni-P layer in sulfuric acid by electrochemical test is similar with pure Ni. Surface resistance of pure Ni after corrosion was increased about 8% compared to pure Ni. On the other hand, that of the Ni-P/C composite with 20% carbon content was increased only 1%.

• Carbon letters
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• 제6권3호
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• pp.181-187
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• 2005

Bipolar plates require some specific properties such as electrical conductivity, mechanical strength, chemical stability, and low permeability for the fuel cell application. This study investigated the effects of carbon nanotube (CNT) contents and process conditions of hot press molding on the electrical and physical properties using CNT 3~7 wt% added graphite nano-composites in the curing temperatures range of 140~$200^{\circ}C$ and pressure of 200~300 kg/$cm^2$. Bulk density, hardness and flexural strength increased with increasing CNT contents, curing pressure and temperature. With the 7 wt% CNT added noncomposite, the electrical resistance improved by 30% and the flexural strength increased by 25% as compared to that without CNT at the temperature of $160^{\circ}C$ and pressure of 300 kg/$cm^2$. These properties were close to the DOE reference criteria as bulk resistance of 13 $m{\Omega}cm$ and tensile strength of 515 kg/$cm^2$.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2003년도 추계학술발표대회 논문집
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• pp.175-178
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• 2003

Mechanical behavior of a fuel stack was studied by the orthotropic material model. The fuel stack is mainly composed of bipolar plate (BP), gasket, end plate, membrane electrolyte assembly (MEA), and gas diffusion layer (GDL). Each component is fastened with a suitable pressure. It is very important to maintain a suitable contact pressure of BP, because it affects the efficiency of the fuel cell. This study compared mechanical behavior of various fastening types of the fuel cell stack. Bar, band, and modified band fastening type are used. The band fastening type showed that it reduces total volume of the cell, but it does not improve the contact pressure distribution of each BP. The modified band fastening type was designed by considering the deformations of band fastening type, and it showed a good enhancement of contact pressure distribution.