• Environmental Engineering Research
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• 제12권2호
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• pp.81-91
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• 2007

A membrane bioreactor (MBR) was used to investigate the aerobic degradation of foam active substance - non-ionic surfactant, APG 2000 UP. The surface aeration using the propeller loop reactor (PLR) guaranteed sufficient $O_2$ for substrate removal and bacteria growth and avoided foam development. Moreover, the cross-flow membrane filtration enabled the separation of the bacteria still loaded with surfactant in the collecting container. The biological degradation of the surfactant with varying hydraulic retention time (HRT) and influent concentration $c_{S0}$ showed high substrate removal of nearly 95% at high volumetric loading rates up to $7.4\;kgCOD\;m^{-3}d^{-1}$ and at sludge loading rates up to 1.8 kgCOD $(kgVSS\;d)^{-1}$ for biomass concentration $c_B\;{\approx}\;constant $. The increasing $c_B$ from 3.4 to $14.5\;gL^{-1}$ TSS respectively sludge retention time (SRT) from 5.1 to 442 d under complete biomass retention by the membrane filtration resulted in high removal of substrate ${\alpha}\;>\;90%$ with reducing excess sludge production.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권3호
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• pp.305-309
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• 2016

최근에 저가의 고분자 전해질 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel Cells, PEMFC)용 비불소계 전해질 막 연구개발이 활발히 진행되고 있다. 본 연구에서는 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK) MEA 내구성을 시험하기 위해 열화 가속화 기법을 이용하여 막과 전극이 동시에 열화되는 MEA 열화 실험을 진행하였다. 열화 전과 후에 I-V 분극곡선, 수소투과도, 전극 활성 면적, 막 저항과 부하 전달 저항을 측정하여 열화 전과 후를 비교하였다. sPEEK 막의 수소 투과도는 낮았지만, 저가습 OCV 조건에서 발생하는 라디칼에 Nafion과 같은 불소계막보다 sPEEK 막이 약했다. MEA 열화 실험 결과 144시간 후와 271시간 후 성능이 각각 15%와 65% 감소하였다. 144이후 급격한 성능감소의 주요인은 막에 발생한 핀홀의 Pt/C 입자에 의한 shorting 현상이라고 본다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.1-5
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• 2021

PEM(Proton Exchange Membrane) 수전해는 PEM 연료전지와 동일한 PEM 전해질 막을 사용하며, 동일한 반응이지만 방향이 반대인 반응에 의해 진행된다. PEM 연료전지는 전해질 막과 촉매의 열화와 내구성에 대해 많은 연구가 진행되어 개발된 열화분석 방법이 많다. 본 연구에서 PEM 수전해 내구성 평가에 PEM 연료전지 내구성 평가 방법 적용이 가능한지 검토하였다. PEM 수전해 열화과정에서 PEM 연료전지와 동일한 조건으로 LSV(Linear sweep voltammetry), CV(Cyclic voltammetry), Impedance, SEM(Scanning Electron Microscope), FT-IR(Fourier Transform Infrared spectroscopy) 등을 분석해 비교하였다. PEM 연료전지처럼 막을 통과한 수소가 Pt/C 전극에서 산화되어 수소투과전류밀도를 측정함으로써 PEM 수전해 고분자 막의 열화정도를 분석할 수 있었다. 수소/질소 유입 조건에서 CV에 의한 전극활성면적(ECSA)을 측정해 전극열화를 분석할 수 있었다. 수소와 공기를 Pt/C 전극과 IrO2 전극에 공급하면서 각 전극의 임피던스를 측정해 전극과 고분자 막의 내구성을 평가할 수 있었다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.86.2-86.2
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• 2010

In order to improve polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) durability, the durability of membrane electrode assemblies (MEA), in which the electrochemical reactions actually occur, is one of the vital issues. Many articles have dealt with catalyst layer degradation of the durability-related factors on MEAs in relation to loss of catalyst surface area caused by agglomeration, dissolution, migration, formation of metal complexes and oxides, and/or instability of the carbon support. Degradation of catalyst layer during long-term operation includes cracking or delamination of the layer which result either from change in the catalyst microstructure or loss of electronic or ionic contact with the active surface, can result in apparent activity loss in the catalyst layer. Membrane degradation of the durability-related factors on MEAs can be caused by mechanical or thermal stress resulting in formation of pinholes and tears and/or by chemical attack of hydrogen peroxide radicals formed during the electrochemical reactions. All of these effects, the mechanical damage of membrane and degradation of catalyst layers are more facilitated by uneven stress or improper MEA fabrication process. In order to improve the PEMFC durability, therefore, it is most important to minimize the uneven stress or improper MEA fabrication process in the course of the fabrication of MEA. We analyzed the effects of the MEA fabrication condition on the PEMFC durability with MEA produced using CCM (catalyst coated membrane) method. This paper also investigated the effects of MEA fabrication condition on the PEMFC durability by adding additional treatment process, hot pressing and pressing, on the MEA produced using CCM method.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권1호
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• pp.6-10
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• 2016

최근까지 고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 열화연구는 대부분 단위전지에서 연구되었다. 그런데 실제 PEMFC의 구동과 열화는 PEMFC 스택에서 이루어진다. 그래서 본 연구에서는 스택에서 열화가속 시험을 진행하여 단위전지의 결과와 비교하였다. 여러 종류의 열화 가속 시험 중에서 전기화학적 열화와 기계적 열화를 반복해 고분자전해질 막을 열화시키는 방법을 사용했다. 312시간 동안 전해질막을 열화시킨 후 0.6V에서 전류밀도는 스택과 단위전지에서 각각 28.4%, 27.8% 감소했다. 수소 투과 전류밀도는 스택은 16.8% 단위전지는 15.2% 증가했다. 스택과 단위전지에서의 열화 가속 시험 결과가 비슷해 단위전지의 가속 시험 방법을 스택에 적용해도 됨을 확인하였다.

• Journal of Periodontal and Implant Science
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• 제50권5호
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• pp.327-339
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• 2020

Purpose: The purpose of this study was to examine the local tissue reactions associated with 3 different poly(lactic-co-glycolic acid) (PLGA) prototype membranes and to compare them to the reactions associated with commercially available resorbable membranes in rats. Methods: Seven different membranes-3 synthetic PLGA prototypes (T1, T2, and T3) and 4 commercially available membranes (a PLGA membrane, a poly[lactic acid] membrane, a native collagen membrane, and a cross-linked collagen membrane)-were randomly inserted into 6 unconnected subcutaneous pouches in the backs of 42 rats. The animals were sacrificed at 4, 13, and 26 weeks. Descriptive histologic and histomorphometric assessments were performed to evaluate membrane degradation, visibility, tissue integration, tissue ingrowth, neovascularization, encapsulation, and inflammation. Means and standard deviations were calculated. Results: The histological analysis revealed complete integration and tissue ingrowth of PLGA prototype T1 at 26 weeks. In contrast, the T2 and T3 prototypes displayed slight to moderate integration and tissue ingrowth regardless of time point. The degradation patterns of the 3 synthetic prototypes were similar at 4 and 13 weeks, but differed at 26 weeks. T1 showed marked degradation at 26 weeks, whereas T2 and T3 displayed moderate degradation. Inflammatory cells were present in all 3 prototype membranes at all time points, and these membranes did not meaningfully differ from commercially available membranes with regard to the extent of inflammatory cell infiltration. Conclusions: The 3 PLGA prototypes, particularly T1, induced favorable tissue integration, exhibited a similar degradation rate to native collagen membranes, and elicited a similar inflammatory response to commercially available non-cross-linked resorbable membranes. The intensity of inflammation associated with degradable dental membranes appears to relate to their degradation kinetics, irrespective of their material composition.

• 멤브레인
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• 제28권3호
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• pp.143-156
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• 2018

본 총설은 다양한 저널 게재 논문으로부터 분리막 및 광촉매의 혼성 정수/하수 처리 공정을 요약하였다. 이 총설에는 (1) 분리막 광촉매 반응기(membrane photoreactor, MPR), (2) 분리막 결합 광촉매 공정에서 막오염 관리, (3) 유기 오염물의 분해를 위한 광촉매 분리막 반응기, (4) 정수처리용 막분리 공정과 광촉매 분해의 결합, (5) 휴믹산 분해를 위한 광촉매 및 세라믹 막여과의 혼성공정, (6) 활성슬러지 여과를 위한 한외여과의 막오염에 이산화티타늄 나노입자의 영향, (7) 정수처리용 광촉매 및 정밀여과의 혼성시스템, (8) 선박 평형수 처리용 한외여과 및 광촉매의 혼성공정 및 (9) 분리막 및 광촉매 코팅 프로필렌 구의 혼성수처리 공정이 포함되어 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권2호
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• pp.151-155
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• 2018

고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 고분자막 열화정도는 주로 수소투과전류밀도로 평가한다. 수소투과전류밀도는 선형주사전압전류측정법(Linear Sweep Voltammetry, LSV)으로 측정하는데 DOE프로토콜과 NEDO프로토콜이 분석방법에 차이가 있다. 본 연구에서는 PEMFC 구동 및 가속 열화 시험 과정에서 두 프로토콜을 적용해 수소투과 전류밀도를 비교하였다. DOE 방법에 의한 LSV 방법에서는 주사속도(scan rate) 변화가 수소투과 전류밀도에 영향을 주지만 NEDO 방법에서는 주사속도가 수소투과전류밀도에 영향을 주지 않았다. 고분자막 가습/건조 15,000사이클 평가과정에서 DOE 방법은 막의 열화를 민감하게 측정하였으나 NEDO방법은 DOE방법에 비해 막의 열화가 덜 민감하게 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제20권4호
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• pp.317-322
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• 2009

To investigate degradation mechanism of PEMFC operated with repetitive startup/shutdown cycling, i-V characteristics, impedance, cyclic voltamograms were measured. OCV decreased from 0.967 to 0.951 V while the cell voltage at 800mA/$cm^2$ from 0.657 to 0.563V, implying that the electrodes rather than membrane electrolyte was damaged during the cycling operation. Electrochemical analyses supported that the performance degradation could be mainly attributed to degradation of the electrodes such as a decrease in electrochemical active surface area rather than degradation of membrane.

• 상하수도학회지
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• 제19권3호
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• pp.312-317
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• 2005

The 15 month pilot study was performed to investigate the effect of pretreatment by monochloramine ($NH_2Cl$) on the performance of RO membranes made of cellulose acetate (CA) and polyamide (PA). Both RO membranes experienced severe biological fouling without any pretreatment during the treatment of highly organic surface water in Florida, USA. Feed monochloramination at 5 mg/L significantly minimized productivity loss by effective control of biofouling. The CA membrane did not show any structural damages by monochloramine, while the PA membrane suffered from a gradual loss of membrane integrity by chlorine oxidation, which was characterized as an increase in productivity and a decrease in selectivity. The degradation of PA membrane increased with increasing monochloramine dose.