• 제목/요약/키워드: hydrogen permeability

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고분자 전해질 연료전지에서 탄소복합 기체확산층의 제조와 특성분석 (Preparation and Characterization for Carbon Composite Gas Diffusion Layer on Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells)

  • 심중표;한춘수;선호정;박경세;이지정;이홍기
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권1호
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    • pp.34-42
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    • 2012
  • Gas diffusion layers (GDLs) of carbon composite type in polymer electrolyte fuel cells were prepared by simple and cheap manufacturing process. To obtain the carbon composite GDLs, carbon black with polymer binder was mixed in solvent, rolled to make sheet, and finally heat-treated at $340^{\circ}C$. The performance of fuel cell using composite GDLs was changed by PTFE content. The physical properties of composite GDLs for pore, conductivity and air permeability were analyzed to compare with the variation of fuel cell performance. The conductivity of composite GDLs was very similar to carbon paper as commercial GDL but pore properties and air flux were considerably different. The porosity, PTFE content and conductivity for composite GDLs did not have an influence on the cell performance much. The increase of pore diameter and air flux led to enhance cell performance.

후코이단에 의한 PEMFC 고분자막의 열화 감소 (Decrease of Membrane Degradation in PEMFC by Fucoidan)

  • 오소형;곽아현;오성준;이대웅;나일채;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권1호
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    • pp.59-63
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    • 2020
  • PEMFC 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 Radical 제거제가 사용되고 있다. 본 연구에서는 라디칼 제거제로서 해조류에서 추출한 후코이단이 고분자막의 전기화학적 열화를 방지하는지 Fenton 실험과 가속내구 평가방법(OCV Holding) 실험을 통해 검토하였다. 후코이단은 항산화 효과가 있어 과산화수소와 산소 라디칼로부터 고분자막을 보호해 열화속도를 1/10로 감소시켰다. 후코이단이 라디칼 제거제로 사용되는 MnO2보다 효과적임을 보였다. PEMFC셀에서 OCV Holding 실험한 결과, 후코이단이 고분자막의 수소투과도를 12% 감소시켰고, 성능은 라디칼 제거제가 없을 때 보다 29.1% 감소시켜 PEMFC 셀에서도 라디칼 제거제의 역할을 함을 확인하였다. 그리고 후코이단을 Anode쪽보다 Cathode 쪽 전극 이오노머에 넣은 것이 더 효과적임을 확인하였다.

자기공명검층: 기본 이론 및 자료 측정 (A Review on nuclear magnetic resonance logging: fundamental theory and measurements)

  • 장재화;남명진
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제15권4호
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    • pp.235-244
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    • 2012
  • 석유탐사에서 자기공명검층은 저류층 내 유체의 양과 특성을 측정 및 평가 할 수 있는 물리검층 방법 중 하나로 평가되고 있다. 자기공명검층은 수소 원자의 자기모멘트와 외부 자기장을 이용하여 이 둘의 반응 즉, 분극과 이완을 측정, 분석하는 물리검층 방법이다. 측정된 자료는 저류층 내 유체의 수소밀도에 대한 정보와 감쇠 속도에 대한 정보를 포함 하고 있으며, 이를 바탕으로 적절한 자료 처리 과정을 거치면, 유체의 특성 및 유체의 양과 같은 저류층의 생산성과 관련된 중요한 정보를 취득할 수 있다. 뿐만 아니라 자기공명검층 결과를 이용한 투수성, 습윤성와 같은 생산공학적 측면의 해석방법에 대한 연구 또한 활발하게 진행되고 있다. 이 논문에서는 자기공명반응의 기본적인 이론과 자기공명검층의 역사 그리고 자기공명검층 장비를 통한 자료의 측정 원리에 대해 순서대로 알아보도록 하겠다. 또한 랜덤워크를 이용한 자기공명반응의 시뮬레이션에 대해서도 간략하게 소개하고자 한다.

소형 고분자 연료전지 스택의 체결압력에 따른 성능 특성 (The Effect of Stack Clamping Pressure on the Performance of a Miniature PEMFC Stack)

  • 김병주;임성대;손영준;김창수;양태현;김영채
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제20권6호
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    • pp.499-504
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    • 2009
  • The effect of gas diffusion layer (GDL) compression caused by different stack clamping pressures on fuel cell performance was experimentally studied in a miniature 5-cell proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) stack. Three stacks with different GDL compressions, 15%, 35% and 50%, were prepared using SGL 10BC carbon fiber felt GDL and Gore 57 series MEA. The PEMFC stack performance and the stack stability were enhanced with increasing stack clamping pressure resulting in the best performance and stability for the stack with higher GDL compressions up to 50%. The excellent performance of the stack with high GDL compression was mainly due to the reduced contact resistance between GDL and bipolar plate in the stack, while reduced gas permeability of the excessively compressed GDL in the stack hardly affected the stack performance. The high stack clamping pressure also resulted in excessive GDL compression under the rib areas of bipolar plate and large GDL intrusion into the channels of the plate, which reduced the by-pass flow in the channels and increase gas pressure drop in the stack. It seems that these phenomena in the highly compressed stack enhance the water management in the stack and lead to the high stack stability.

진공 슬러리 담금 코팅 공정에 의한 고체 산화물 연료전지용 박막 전해질막 제조에 관한 연구 (Fabrication Of Thin Electrolyte Layer For Solid Oxide Fuel Cell by Vacuum Slurry Dip-coating Process)

  • 손희정;임탁형;이승복;신동열;송락현;김성현
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제17권2호
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    • pp.204-211
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    • 2006
  • The electrolyte in the solid oxide fuel cell must be dense enough to avoid gas leakage and thin enough to reduce the ohmic resistance. In order to manufacture the thin and dense electrolyte layer, 8 mol% $Y_2O_3$ stabilized-$ZrO_2$ (8YSZ) electrolyte layers were coated on the porous tubular substrate by the novel vacuum slurry dip-coating process. The effects of the slurry concentration, presintering temperature, and vacuum pressure on the thickness and the gas permeability of the coated electrolyte layers have been examined in the vacuum slurry coating process. The vacuum-coated electrolyte layers showed very low gas permeabilities and had thin thicknesses. The single cell with the vacuum-coated electrolyte layer indicated a good performance of $495\;mW/cm^2$, 0.7 V at $700^{\circ}C$. The experimental results show that the vacuum dip-coating process is an effective method to fabricate dense thin film on the porous tubular substrate.

새로운 노화 방지 성분으로서 글루쿠로닉 애씨드의 기능과 화장품 응용 (Application of Glucuronic Acid with New Cosmetic Active Ingredient)

  • 이근수;김진화;이천일;표형배;이공주
    • 대한화장품학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.471-477
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    • 2004
  • 피부 세포는 외부의 유해 요소 즉, 스트레스 환경에 노출되었을 때 세포 자신을 보호하기 위하여 다양한 방어 및 복구 체계를 가지고 있는데 그 중 하나가 보호단백질인 열충격단백질 70 kDa의 발현이다 Glucuronic acid를 피부세포에 다양한 농도로 전처리한 다음 유해자극(열, 활성산소)을 주었을 경우, western blottting을 통해 $0.12\%$ 농도에서 세포 내 열충격단백질이 발현됨을 알 수 있었다 그리고 confocal microscopy 및 세포생존율 실험을 이용하여 열 및 활성 산소에 대한 우수한 세포보호 효과를 확인하였다. 또한 마우스 피부를 이용하여 glucuronic acid 및 수중유(O/W)형 에멀젼에 적용하였을 때 경피 흡수 양상을 비교한 결과, glucuronic acid는 빠른 경피흡수거동을 보였다(투과속도 $0.83114 mg/cm^2/h,$ 지연시간 1.2 h, 분배계수 0.114). 에멀젼에서는 투과속도는 $0.04153{\;}{\mu}g/cm^{2}/h,$ 누적투과량은 $1456.25{\;}{\mu}g/cm^{2}$로 감소하였지만 지연시간은 2.48 h으로 증가하였고 지속적인 경피흡수(서방성)를 보였다.

액정폴리알릴술폰의 합성 및 기체 선택투과 특성 (Synthesis and Selective Gas Permeability of Liquid Crystalline Poly(allyl sulfone) Networks)

  • 조병욱;최재곤;김준섭;최수경
    • Elastomers and Composites
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    • 제40권2호
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    • pp.136-142
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    • 2005
  • 주사슬에 $SO_2$를 포함하고 곁사슬에는 메소겐기을 유연격자에 연결시킨 액정 poly (allylsulfone) network를 합성하여 이들의 기체 투과도 및 선택투과 특성을 조사하였다. 곁사슬에 메톡시를 갖는 단량체I은 한 개의 알릴단위를 갖고, 단량체II는 양쪽 말단에 두개의 알릴 단위를 가져 network 형성을 제어할 수 있도록 구성되었다 가교밀도의 증가는 고분자 network 내의 분자운동을 제한시키며 단량체 II 함량이 5% 이하인 경우는 segment의 운동이 충분히 펼쳐질 수 있어 등방상으로의 상전이가 일어날수 있다. Poly(II-5 $01/I-OCH_3$ 99)의 기체 투과도는 산소($O_2$)의 경우 2.58 barrel 인데 비하여, 수소($H_2$)의 경우는 18.4 barrer로서, 선택 투과도 ${\alpha}(H_2/O_2)$가 7에 가까우며, 또 선택 투과도 ${\alpha}(H_2/N_2)$는 23.9로서 가장 높은 값을 가짐을 관찰하였다. 가교도가 10%로 증가된 Poly(II-5 $10/I-OCH_3$ 90)의 경우 선택 투과도 ${\alpha}(H_2/N_2)$는 36.8로서 가교도 증가에 따르는 선택투과도의 증가를 보여주었다.

지렁이 분변토를 이용한 생물담체가 충전된 바이오필터에 의한 황화수소 제거 (Application of Earthworm Casting-derived Biofilter Media for Hydrogen Sulfide Removal)

  • 유선경;이은영
    • 대한환경공학회지
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    • 제29권7호
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    • pp.820-825
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    • 2007
  • 지렁이 분변토는 낙엽이나 땅 속의 썩은 뿌리 등을 먹고 장 내의 효소에 의해 부숙화시켜 섭취한 먹이의 80% 이상을 그대로 배설한 질소, 인산, 칼륨 등의 함량이 매우 높고 미생물량도 $10^8$ CFU 이상이 되는 천연비료이다. 또한, 분변토의 단립 구조는 통기성 및 투수성이 매우 우수하며, 비표면적이 크고 양이온 교환용량(2.30-4.60 mg/g-soil)이 높아 탈취 능력이 있는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구에서는 분변토의 특성을 유지하고 내구성을 향상시켜주기 위해 폐 polyurethane form을 binder로 하여 담체를 제조한 후, 이를 충전한 바이오필터를 대상으로 악취가스 중 황화수소의 제거 성능을 평가하였다. 본 담체는 별도의 배지를 사용하지 않고 분변토 자체에 포함된 유기, 무기물질을 이용하고, 분변토 자체에 있는 미생물을 이용하여 황화수소를 제거할 수 있었다. 황화수소 주입직후부터 lag phase없이 100%의 제거효율을 보였다. 공간속도 50 $h^{-1}$인 경우 입구농도 450 ppmv까지 출구에서 황화수소가 검출되지 않았으며, 악취가스의 입구 농도가 증가함에 따라 바이오필터의 제거효율이 감소하여 출구의 황화수소 농도가 증가하였다. 이 후 950 ppmv까지 약 93% 이상의 우수한 제거효율은 보였고, 약 61.2 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$의 최대제거용량을 얻을 수 있었다. 90% 이상의 제거효율을 갖는 황화수소의 최대제거용량은 SV 50 $h^{-1}$에서 300 $h^{-1}$로 증가함에 따라, 61.2, 65.9, 84.7, 89.4 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 증가하다가 SV 400 $h^{-1}$ 에서는 약 59.3 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 감소하였다. 공간속도의 증가에 따른 최대제거속도$(V_m)$와 포화상수$(K_s)$를 Michaelia-Menten식으로부터 구한 결과, 각각 66.04, 88.96, 117.35, 224.15, 227.54 g $S{\cdot}m^{-3}{\cdot}h^{-1}$로 비례적으로 증가하였으며, 반면 포화상수는 79.97, 64.95, 65.37, 127.72, 157.43 ppmv으로 감소한 후 다시 증가하는 경향을 보였다.

Zoysiagrass 종자 발아에 미치는 Sodiym Hypochlorite의 종피처리 효과 (The Effect of Seed Coat Scarification with Sodium Hypochiorite on Germination of Zoysiagrass Seed)

  • 구자형;김태일;원동찬
    • 아시안잔디학회지
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    • 제3권2호
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    • pp.89-94
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    • 1989
  • Research was conducted to obtain t he optimum treatment Of sodium hypochlorite(NaOC I) at various temperatures in t he seed scarification for stimulating germination of zoysiagrass (Zocysia Japonica Steud ) seed. Morphological changes of seed coat were also examined by scanning electron micros cop(SEM). l. Differences in temperature of scarification with 2 .4% NaOCI showed little influence on promoting germination of seeds but seeds treated with 1% solution at l5˚C germinated less than that of higher temperatures. The promotion effect of 4% solution on germination was diminished when seeds were treated for 8 hours of more. The most favorable seed scarification unaffected hy temperature for enhancing germination was 4-6hours treatment at 4% solution in fresh seeds. 2. $GA_3$, treatment did not enhance germination of water-pretreated control seeds hut germination of seeds pretreated with NaOCI l was increased additional 10% or more hy$ GA_3$, Water pretreated control seeds treated with 50 mM hydrogen peroxide(H'O )germinated about 44%. In NaOCI treated seeds. $H_2$$O_2$ treatment increased germination additional l 0% or more. 3. NaOCI l and KOH treatment softened the seed coat and formed the pores hy removing the scab-like thikenings attached to the seed surface. These results suggest that the modes of action of NaOCl in the promotion of seed germination reside in it increase of the permeability of the seed coat, and in the provision of additional oxygen to the seed.

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The Characteristic of Titanium Composites Including of Nano-sized TiNx for Stack Separator

  • Park, Sung-Bum;Ban, Tae-Ho;Woo, Heung-Sik;Kim, Sung-Jin
    • 한국분말재료학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.123-129
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    • 2010
  • The fabrication of interconnect from titanium powders and $TiN_x$ powders is investigated. Corrosion-resistant titanium and $TiN_x$ are used as reinforcement in order to reveal high heat and corrosion resistance at the elevated temperature. We fabricated the plates for interconnect reinforced with $TiN_x$ by mixing titanium powders with 10 wt.% of nano-sized $TiN_x$. Spark Plasma Sintering (SPS) was chosen for the sintering of these composites. The plate made of titanium powders and $TiN_x$ powders demonstrates higher corrosion resistance than that of the plate of titanium powders alone. The physical properties of specimens were analyzed by performing hardness test and biaxial strength test. The electrochemical properties, such as corrosion resistance and hydrogen permeability at high temperature, were also investigated. The microstructures of the specimens were investigated by FESEM and profiles of chemical compositions were analyzed by EDX.