• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.677-684
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• 2016

Various commercially available gas diffusion layers (GDLs) from different manufacturers were used to prepare an air electrode using $La_{0.8}Sr_{0.2}CoO_3$ perovskite (LSCP) as the catalyst for the oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) in an alkaline solution. Various GDLs have different physical properties, such as porosity, conductivity, hydrophobicity, etc. The ORR and OER of the resulting cathode were electrochemically evaluated in an alkaline solution. The electrochemical properties of the resulting cathodes were slightly different when compared to the physical properties of GDLs. Pore structure and conductivity of GDLs had a prominent effect and their hydrophobicities had a minor effect on the electrochemical performances of cathodes for ORR and OER.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권5호
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• pp.468-475
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• 2012

A proper stacking force and assembly are important to the performance of fuel cell. Improper assembly pressure may lead to leakage of fuels and high interfacial contact resistance, excessive assembly pressure may result in damage to the gas diffusion layer and other components. The pressure distribution of gas diffusion layer is important to make interfacial contact resistance less for stack performance. To analyze the influence of design parameter factors for pressure distribution, and to optimize stack design, DOE (Design of Experiment) was used for polymer electrolyte membrane fuel cell stack pressure test. As commonly known, the higher clamping force improves the fuel cell stack performance. However, non-uniformity of stress distribution is also increased. It shows that optimization between clamping force and stress distribution is needed for well designed structure of fuel cell stack. In this study, stack design optimization method is suggested by using FEM (Finite Element Methode) and DOE for light-weighted fuel cell stack.

• 한국융합학회논문지
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• 제12권2호
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• pp.193-200
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• 2021

화석 연료 사용으로 인한 각종 환경오염의 정도가 심화됨에 따라 많은 국가에서 대체 에너지 개발을 위한 투자를 계속해서 진행하고 있다. 대체 에너지 중 하나인 PEMFC는 양극판, 전해질, 가스 확산 층, 전극 네 가지의 주요 구성요소로 이루어져 있다. 이 중 양극판, 가스 확산 층, 전극은 보편적으로 카본 블랙, 탄소 섬유 등의 탄소 재료를 사용하여 제조한다. 탄소 재료들은 공정비용이 비싸거나 부식 등의 단점이 존재하는데 이를 개선하기 위해 많은 분야에서 연구가 진행되고 있다. 본 논문은 이 세 가지 구성요소들의 단점을 개선하기 위하여 시행된 여러 연구결과들을 취합하여 과거부터 현재까지의 PEMFC에 어떤 문제점이 있었고 어떻게 개선되어 왔는지를 파악하여 PEMFC 연구 흐름을 파악한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제33권1호
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• pp.38-46
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• 2022

Two different gas diffusion layers having noticeable differences in micro-porous layer's (MPL's) crack were studied as a substrate for the gas diffusion electrode (GDE) with different binder/carbon (B/C) ratios in high-temperature polymer electrolyte fuel cell (Ht-PEMFC). As a result, the performance defined as the voltage at 0.2 A/cm² and maximum power density from the single cells using GDEs from H23 C2 and SGL38 BC with different B/C ratios were compared. GDEs from H23 C2 showed a proportional increase of the voltage with the binder content on the other hand GDEs from SGL38 BC displayed a proportional decline of the voltage to the binder content. It was revealed that MPL crack influences the structure of catalyst layer in GDEs as well as affects the RC_athode which is in close connection with the Ht-PEMFC performance.

• Composites Research
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• 제37권1호
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• pp.40-45
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• 2024

본 연구에서는 고분자 전해질막 연료전지용 가스확산층의 투과도를 예측하기 위해 삼차원 합성곱 신경망 모델을 사용하는 방법론을 소개한다. 먼저, 기계학습 모델을 학습시키기 위해 X-선 단층 촬영을 통해 얻은 실제 가스확산층 이미지에서 형태학적 특성을 추출해 가스확산층의 대표 체적 요소로 이루어진 인공 데이터셋을 생성한다. 이러한 형태학적 특성은 다공성, 섬유 배향, 직경의 통계적 분포가 포함된다. 구축한 인공 데이터셋 대표 체적 요소들의 투과도를 평가하기 위해 격자 볼츠만 방법이 사용되었으며 각각의 대표 체적 요소들의 투과도를 도출하였다. 이러한 인공 데이터셋을 통해 삼차원 합성곱 신경망 모델을 학습시켰으며 인공 데이터셋을 학습한 삼차원 합성곱 신경망 모델이 실제 가스확산층의 대표 체적 요소 투과도 또한 잘 예측하는 것을 확인하였다.

• 한국과학교육학회지
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• 제31권6호
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• pp.1009-1024
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• 2011

선행연구에 의하면 많은 중 고등학교 학생들과 교사들이 용해와 확산, 확산과 분출을 잘 구분하지 못한다고 하므로 본 연구에서는 이 용어들의 정의로부터 각 개념들을 서로 구분하는 것이 가능한지 알아보고자 하였다. 이를 위해 현재 과학자들이 합의하고 있는 것으로 생각되는 용어의 정의를 IUPAC의 Gold Book과 대학 물리화학 교재로부터 조사하여 비교하였다. 그리고 현행 중 고등학교 교과서 및 대학 일반화학 교재에 서술된 정의를 조사하여 학생들과 교사들이 혼란을 느낄 수 있는 문제점을 파악하고 그 개선점을 알아보고자 하였다. 그 결과 용해는 두 상이 혼합되어 하나의 상이 되는 것임에 비해 확산은 농도 차를 없애는 방향으로 물질이 이동하는 것이므로 서로 구분 가능하다고 생각된다. 그러나 중.고등학교 교과서와 대학 일반화학 교재에서도 대부분 확산을 농도 차에 의한 것으로 명확하게 서술하지 않았는데 이 1022 박종윤를 강조해서 서술할 필요가 있다. 분출은 용기 벽면의 아주 작은 구멍을 통해 기체 입자가 충돌 없이 빠져나가는 것이므로 기체 확산과 분명히 구분되지만 고등학교 교과서에서 분출의 정의를 제시한 교과서는 거의 없었다.

• International Journal of Air-Conditioning and Refrigeration
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• 제6권
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• pp.56-66
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• 1998

The absorption process of water vapor in a liquid film is an important process in LiBr-Water absorption system. The composition of the gas phase, in which a non-absorbable gas is combined with the absorbate, influences the transport characteristics. In the present work, the absorption processes of water vapor into aqueous solutions of lithium bromide in the presence of non-absorbable gas are investigated. The continuity, momentum, energy and diffusion equations for the solution film and gas are formulated in integral forms and solved numerically. It is found that the mass transfer resistance in gas phase increases with the concentration of non-absorbable gas. However the primary resistance to mass transfer is in the liquid phase. As the concentration of non-absorbable gas in the absorbate increases, the interfacial temperature and concentration of absorbate in solution decrease, which results in the reduction of absorption rate. The reduction of mass transfer rate is found to be significant for the addition of a small amount of non-absorbable gas to the pure vapor, especially at the outlet of tube where the non-absorbable gas accumulates. At higher non-absorbable gas concentration, the decrease of absorption rate seems to be linear to the concentration of non-absorbable gas.

• 전기화학회지
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• 제11권4호
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• pp.273-283
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• 2008

고분자 전해질 연료전지의 구성요소인 기체 확산층(Gas Diffusion Layer)은 반응물을 채널에서 MEA로 전달하며 동시에 생성물을 MEA에서 채널로 전달하는 역할을 한다. 기체 확산층의 기체 투과도가 클수록 기체 확산층을 통과하는 반응기체의 양이 증가하여 고분자전해질 연료전지 성능이 향상되며 물질전달과 함께 열전달이 이루어지기 때문에 생성열에 의한 MEA의 온도상승을 억제해준다. 본 연구에서는 기체 확산층의 기체투과도를 달리하여 전기화학 반응과 열 생성을 고려한 3차원 수치해석 모델을 통해 동일 반응면적을 가지는 직선형 채널과 곡사형 채널에 대해 열전달 및 물질전달 특성을 분석하였다. 수치해석 결과 직선형 채널의 경우 곡사형 채널에 비해 기체 확산층의 기체투과도에 따른 성능 변화가 크지 않았다. 이러한 이유는 직선형 채널에서 주된 물질전달은 확산에 의해 이뤄지기 때문이다. 곡사형 채널의 경우 기체투과도가 높을수록 대류에 의한 물질전달로 원활한 물질전달이 이뤄졌기 때문에 연료전지 성능이 증가 되었으며 원활한 물질전달이 열전달을 촉진하여 MEA의 온도를 낮추었다. 또한 곡사형 채널에서는 기체투과도가 작아질수록 확산에 의한 물질 및 열전달 특성을 보여주었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권11호
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• pp.683-689
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• 2015

For the formation of $N^+$ doping, the antimony ions are mainly used for the fabrication of a BJT (bipolar junction transistor), CMOS (complementary metal oxide semiconductor), FET (field effect transistor) and BiCMOS (bipolar and complementary metal oxide semiconductor) process integration. Antimony is a heavy element and has relatively a low diffusion coefficient in silicon. Therefore, antimony is preferred as a candidate of ultra shallow junction for n type doping instead of arsenic implantation. Three-dimensional (3D) profiles of antimony are also compared one another from different tilt angles and incident energies under same dimensional conditions. The diffusion effect of antimony showed ORD (oxygen retarded diffusion) after thermal oxidation process. The interfacial effect of a $SiO_2/Si$ is influenced antimony diffusion and showed segregation effects during the oxidation process. The surface sputtering effect of antimony must be considered due to its heavy mass in the case of low energy and high dose conditions. The range of antimony implanted in amorphous and crystalline silicon are compared each other and its data and profiles also showed and explained after thermal annealing under inert $N_2$ gas and dry oxidation.

• Journal of Welding and Joining
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• 제22권1호
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• pp.77-82
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• 2004

The effect of bonding condition on tensile properties of joints diffusion bonded spheroidal graphite cast iron, FCD60 to Cr-Mo steel, SCM 440 was investigated. Diffusion bonding was performed with various temperatures, holding times, pressures and atmospheres. All tensile specimens were fractured at the bonding interface. The tensile strength and elongation was increased with increasing bonding temperature. Especially, tensile strength of joints bonded at 1123K was higher than that of a raw material, FCD60, and tensile strength of joints bonded at 1173K was equal to that of a raw material, SCM440, but elongation of all joints was lower than those of raw materials. There was little the effect of holding time on the tensile properties. In comparison with bonding atmosphere, the difference of tensile strength was not observed, but elongation of joint bonded at vacuum(6.7mPa and 67mPa) was higher than that of Ar gas. Higher the degee of vacuum, elongation increased. Tensile properties of diffusion bonds depended on microstructures of cast iron at the interface and void ratio. Microstructures of cast iron at interface changed with temperature, because decarburizing and interdiffusion at the interface occurs and transformation of austenite-1 ferrite + graphite occurs on the cooling process. The void ratio decreased with increasing temperature, especially, effected on the elongation.