• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권3호
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• pp.413-419
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• 2019

최근 화석연료기반에서 친환경 수소 기반의 청정에너지원으로 전환되는 세계적 흐름에 따라, 수소연료전지의 고성능 저가격 핵심 소재 기술 개발에 많은 관심이 이루어지고 있다. 그 가운데 연료전지의 전해질로 사용되는 강화복합막의 기술 도입은 과불소계 술폰산 이오노머(Perfluorosulfonic acid, PFSA) 양의 감소 및 막 두께 감소를 통한 가격 저감 및 셀 저항 감소, 치수 안정성 개선 그리고 계면 안정성에 대한 확보가 가능하여 최종적으로 연료전지 성능 향상과 가격절감이 동시에 가능하다. 본 연구에서는 연료전지용 불소계 전해질 강화복합막 코팅 공정에서 이오노머 분산용매에 따라 막 형성 및 물성 변화와 연료전지 성능에 미치는 영향에 대해 연구하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.306-313
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• 2014

나노다공성 $TiO_2$ 필름은 주로 염료감응형 태양전지의 작동전극으로 사용된다. 지금까지 염료감응형 태양전지의 광전환효율을 높이기 위해 $TiO_2$ 나노구조체에 대한 다양한 연구가 시도되어왔다. 본 연구에서는 수열합성법을 이용하여 FTO glass 위에 루타일 $TiO_2$ 나노로드를 수직적으로 성장시켰고 그 위에 아나타제 $TiO_2$ 필름을 재 합성하였다. 이 새로운 방법은 아나타제 $TiO_2$ 합성시 요구되는 시드층 합성단계를 피할 수 있었다. 밀집한 아나타제 $TiO_2$ 층은 전자생성층으로써 고안되었고 시드층 대신 합성된 루타일 $TiO_2$ 나노로드는 생성된 전자들이 FTO glass로 이동하는 통로역할을 하게 되었다. 전자이동률을 증진시키기 위해 루타일 나노로드에 $TiCl_4$ 수용액을 이용하여 표면 처리하였고 열처리 후 표면 위에 얇은 아나타제 $TiO_2$ 필름을 형성시켰다. 합성된 루타일-아나타제 $TiO_2$ 구조체의 두께는 $4.5-5.0{\mu}m$이고 셀 테스트 결과 3.94%의 광전환효율을 얻게 되었다. 이는 루타일 $TiO_2$ 나노로드 전극과 비교했을 때 광전환효율이 상당히 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 1999년도 The 7th Summer Workshop of the Membrane Society of Korea
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• pp.39-42
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• 1999

Perfluoropolymers represent the ultimate resistance to hostile chemical environments and high service temperature, attributed to the presence of fluorine in the polymer backbone, i.e. to the high bond energy of C-F and C-C bonds of fluorocarbons. Copolymers of Tetrafluoroethylene (TEE) and 2, 2, 4Trifluoro-5Trifluorometoxy- 1, 3Dioxole (TTD), commercially known as HYFLON AD, are amorphous perfluoropolymers with glass transition temperature (Tg)higher than room temperature, showing a thermal decomposition temperature exceeding 40$0^{\circ}C$. These polymer systems are highly soluble in fluorinated solvents, with low solution viscosities. This property allows the preparation of self-supported and composite membranes with desired membrane thickness. Symmetric and asymmetric perfluoropolymer membranes, made with HYFLON AD, have been prepared and evaluated. Porous and not porous symmetric membranes have been obtained by solvent evaporation with various processing conditions. Asymmetric membranes have been prepared by th wet phase inversion method. Measure of contact angle to distilled water have been carried out. Figure 1 compares experimental results with those of other commercial membranes. Contact angles of about 120$^{\circ}$for our amorphous perfluoropolymer membranes demonstrate that they posses a high hydrophobic character. Measure of contact angles to hexandecane have been also carried out to evaluate the organophobic character. Rsults are reported in Figure 2. The observed strong organophobicity leads to excellent fouling resistance and inertness. Porous membranes with pore size between 30 and 80 nanometers have shown no permeation to water at pressures as high as 10 bars. However high permeation to gases, such as O2, N2 and CO2, and no selectivities were observed. Considering the porous structure of the membrane, this behavior was expected. In consideration of the above properties, possible useful uses in th field of gas- liquid separations are envisaged for these membranes. A particularly promising application is in the field of membrane contactors, equipments in which membranes are used to improve mass transfer coefficients in respect to traditional extraction and absorption processes. Gas permeation properties have been evaluated for asymmetric membranes and composite symmetric ones. Experimental permselectivity values, obtained at different pressure differences, to various single gases are reported in Tab. 1, 2 and 3. Experimental data have been compared with literature data obtained with membranes made with different amorphous perfluoropolymer systems, such as copolymers of Perfluoro2, 2dimethyl dioxole (PDD) and Tetrafluorethylene, commercialized by the Du Pont Company with the trade name of Teflon AF. An interesting linear relationship between permeability and the glass transition temperature of the polymer constituting the membrane has been observed. Results are descussed in terms of polymer chain structure, which affects the presence of voids at molecular scale and their size distribution. Molecular Dyanmics studies are in progress in order to support the understanding of these results. A modified Theodoru- Suter method provided by the Amorphous Cell module of InsightII/Discover was used to determine the chain packing. A completely amorphous polymer box of about 3.5 nm was considered. Last but not least the use of amorphous perfluoropolymer membranes appears to be ideal when separation processes have to be performed in hostile environments, i.e. high temperatures and aggressive non-aqueous media, such as chemicals and solvents. In these cases Hyflon AD membranes can exploit the outstanding resistance of perfluoropolymers.

• 한국기후변화학회지
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• 제3권2호
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• pp.117-128
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• 2012

우리나라는 기후변화 대응과 경제성장의 선순환 구조를 정착하고, 온실가스 감축의무에 대한 국제사회의 요구와 압박에 효과적으로 대응하기 위해 많은 노력을 기울이고 있다. 특히 국제사회에 발표한 국가 온실가스 중기 감축목표(2020년 BAU 대비 30% 감축)의 이행을 위하여 부문별 업종별 온실가스 감축목표 설정 및 할당, 다(多)배출원에 대한 온실가스 에너지 목표관리제 적용 등 단계적인 온실가스 감축을 위한 정책을 추진 중에 있다. 이와 같은 제도의 성공적 정착과 시행을 위해서는 보다 정확하고 신뢰도 높은 부문별 온실가스 인벤토리가 필요하다. 특히 불소계 온실가스(HFCs, PFCs, $SF_6$)는 대표적 온실가스인 $CO_2$에 비교하여 GWP(global warming potentail)가 높아 지구온난화에 미치는 영향이 큼에도 불구하고, 우리나라에서는 아직까지 이에 대한 배출원 파악, 적용 가능한 활동자료 수집, 배출량 산정 등 체계적인 배출 통계 구축을 위한 연구가 부족한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 불소계 온실가스 배출원 중 냉매(HFCs)를 사용하는 냉동 및 냉방부문을 중심으로 온실가스 배출량 산정방법론의 적용 타당성을 검토하였으며, 검토된 방법론을 이용하여 이동형 에어컨, 고정형 에어컨, 가정용 냉동장치, 상업용 냉동장치에 대한 온실가스 배출량을 산정하였다. 우선 방법론 측면에서 살펴보면, 냉동 및 냉방부문의 온실가스 배출량 산정에 있어 국가고 유배출계수 개발이나 산업부문의 활동 자료 통계 DB의 구축이 미비한 실정이므로 2006 IPCC 가이드라인의 Tier 2a(배출계수 접근법)보다는 Tier 2b(물질수지 접근법)가 적절하다고 판단된다. 2009년도 냉동과 냉방부문의 냉매사용에 따른 온실가스 배출량($CO_2eq.$) 산정 결과, 이동형 에어컨은 1,974,646 ton/year, 고정형 에어컨은 1,011,754 ton/year, 가정용 냉동장치는 4,396 ton/year, 상업용 냉동장치는 1,263 ton/year으로 총 2,992,037톤으로 산정되었다.