• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.310-317
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• 2016

리튬이온 이차전지는 리튬이온이 이동하면서 전기화학적 충방전사이클을 완성하는 에너지변환장치를 의미한다. 리튬이온 이차전지는 높은 에너지밀도와 낮은 자가방전률, 상대적으로 긴 수명주기 등 다양한 장점을 갖는다. 최근 전기차 수요증가는 고용량 리튬이온 이차전지 개발을 촉진하고 있으나 음극에서의 dendrite 형성으로 인한 전기적 단락 현상과 전지 폭발 문제와 같은 심각한 안전문제를 야기한다. 또한, 리튬이온 이차전지 구동시 상승된 온도에서 폴리올레핀계열(예 : 폴리에틸렌과 폴리프로필렌) 격리막의 열수축 문제가 발생한다. 이와 같이 낮은 열 안정성은 리튬이온 이차전지의 성능과 수명의 감소로 이어진다. 본 연구에서는 폴리올레핀계열 함침격리막 제조를 위한 중요한 소재로서 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 랜덤 공중합체를 사용하였으며, 제조된 격리막을 이용하여 dendrite 형성과 관련된 금속이온 흡착 능력과 리튬이온전도성, 열적 내구성이 평가되었다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.16-21
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• 2008

직접메탄올 연료전지 (DMFC)의 핵심 구성 요소 중에서 하나는 고분자 전해질막과 촉매층 (연료극과 공기극)으로 구성된 전해질/전극 접합체 (MEA)이다. 그중에서 촉매층은 브러싱법, 전시법, 스프레이 코팅법, 스크린 프린팅법과 같은 다양한 방법을 사용하여 carbon paper나 carbon cloth등과 같은 전극 지지체 위에 코팅한다. 그러나 이러한 촉매 코팅방법들은 전극 지지체 위에 촉매를 균일한 두께로 코팅하기 어렵고, 촉매의 손실이 많으며, 또한 코팅 시간이 많이 필요하다는 단점들이 있다. 본 연구에서는 DMFC용 MEA의 전극층을 바코팅 방법 (bar-coating method)을 사용하여 한 번에 원하는 양의 촉매가 코팅되도록 제조하였다. 이렇게 제조한 전극 촉매층 표면과 단면의 형태를 SEM을 사용하여 관찰하였다. 제조한 MEA의 성능과 저항은 단위전지와 임피던스 분석기를 사용하여 측정하였다.

• 멤브레인
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• 제25권3호
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• pp.287-294
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• 2015

태양전지는 태양복사에너지를 반도체의 광전효과를 통해 전기에너지로 변환시키는 친환경 에너지변환장치를 의미한다. 수분을 포함하는 다양한 화학물질들에 대한 높은 차단성을 갖는 다층형 필름인 백시트는 태양전지의 중요한 요소이다. 대표적인 백시트는 polyvinyl fluoride (PVF)와 poly(ethylene terephthalate) (PET)의 다층필름으로 구성된다. PVF는 높은 내후성을 가지는 반면, 가격이 상대적으로 비싼 단점을 보인다. 따라서, 백시트의 제조가격을 낮출 수 있으면서, 동시에 실제 태양전지모듈에 적용할만한 수명특성을 만족시킬 수 있는 대체소재의 개발이 필수적이다. 본 연구에서는 일정수준의 결정성을 갖는 PET 필름을 PVF 필름 대신 사용하였다. 그러나, PET 소재는 다양한 pH 조건에서 trans-esterification 및 가수분해에 의해 분해될 수 있기 때문에, 태양전지의 구동조건에서 PET의 분해거동을 이해할 필요가 있다. 단시간 내 화학적 분해거동을 평가하기 위해서, 가속화된 PET 분해실험 프로토콜이 개발되었다. 마지막으로, 제안 개념의 효용성은 태양전지모듈의 장기운전성능 평가를 통해 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제27권1호
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• pp.92-103
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• 2017

본 연구에서는 리튬이온전지용 친수화된 세퍼레이터의 전기화학적 성능에 대한 연구를 진행하였다. 리튬이온전지용 분리막으로 사용되는 폴리올레핀 소재는 소수성이고, 카보네이트 계열의 유기용매를 사용하는 전해액은 친수성을 가진다. 따라서 리튬이온전지는 수계전해액을 사용하기 때문에 폴리올레핀계 분리막에 다양한 친수성 고분자를 도입하여 친수화 처리하였다. 코팅된 세퍼레이터의 변화를 평가하기 위해, 표면 관찰, 코팅시간에 따른 친수화도, 다공성, 젖음성에 대한 특성평가를 수행하였다. 최종적으로 리튬이온이 코팅된 세퍼레이터의 저항과., 이온전도도를 측정하여 리튬이온전지 성능평가를 진행하였다. PMVE로 코팅한 세퍼레이터의 친수화 정도가 우수하며, 세퍼레이터의 기공이 잘 유지되어 우수한 이온전도도를 나타냄으로써 이차전지 배터리에 적용을 위한 잠재성을 가짐을 확인하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제34권10호
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• pp.885-891
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• 2010

고분자 전해질 연료전지(PEMFC)의 열관리는 성능 향상과 내구성 측면에서 중요한 문제이다. 일반적으로 냉각수 순환 유로를 가진 냉각판이 여러 개의 단전지 사이에 삽입되어 PEMFC 내부에서 발생하는 반응열을 외부로 배출한다. 본 연구에서는 개선된 병렬 사형유로(MPSFF)를 향상된 냉각성능을 가진 냉각판 유로형상으로 제안하고, 이를 전산유체역학(CFD) 해석을 통하여 평가하였다. 비교를 위하여 냉각수 유로로 일반적으로 사용되는 사형유로 및 병렬형유로의 냉각성능에 대한 계산도 수행하였다. CFD 결과는 개선된 병렬 사형유로가 냉각판 표면에서의 온도의 비균일도를 상당히 감소시키고, 따라서 PEMFC의 내구성과 성능을 향상시킬 수 있음을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.56-60
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• 2018

미세입자가 미치는 부정적인 영향으로 인해 관심이 증가하여 공기 중 미세입자를 제거할 수 있는 멤브레인 필터의 성능향상을 위해 다양한 방법을 도입하여 왔다. 필터 섬유 제조 기술 중 전기 방사 기술이 최근에 가장 주목을 받고 있으며, 수 백 nm에서 수 십 ${\mu}m$ 까지의 균일한 직경의 섬유를 제조 할 수 있는 장점을 가진다. 전기 방사 기술로 생성한 섬유는 초극세 섬유로서 섬유의 생성과 동시에 3차원의 네트워크로 적층된 형태의 다공성 웹은 초박막, 초경량이며 기존 섬유에 비해 부피 대비 표면적비가 높고, 높은 기공도를 가지는 멤브레인을 제조 할 수 있으므로, 전기 방사 멤브레인의 여과 필터 성능이 크게 향상 될 것으로 예상이 된다. 본 연구에서는 polystyrene, cellulose acetate 멤브레인 필터를 이용하여 섬유 두께, 탄소나노튜브의 조성비에 따른 필터로서의 여과성능을 살펴보았으며, 필터소재의 성능 비교실험 결과 적정량의 CNT 소재의 첨가로 인해 필터의 여과 성능이 향상되는 것을 알 수 있다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권2호
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• pp.253-260
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• 2024

Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is an efficient method for utilizing renewable energy sources such as wind and solar powers to produce green hydrogen. For PEMWE powered by renewable energy sources, its durability is a crucial factor in its performance since irregular and fluctuating characteristics of renewable energy sources, especially for wind power, can deteriorate the stability of PEMWE. Triangular voltage cycle is well able to simulate fluctuating wind power, but its effect on the durability has not been investigated extensively. In this study, the performance degradation of the PEMWE cell operated with the triangular voltage cycling was investigated at different ramping rates. The measured current responses during the cycling gradually decreased for both ramping rates, and I-V curve measurements before and after the cycling confirmed the degradation of the performances of PEMWE. For both measurements, the degradation rate was larger for 300 mV s^-1 than 30 mV s^-1, and they were determined as 0.36 and 1.26 mV h^-1 (at the current density of 2 A cm^-2) at the ramping rates of 30 and 300 mV s^-1, respectively. The comparison with other studies on triangular voltage cycling also indicate that an increase in the ramping rate accelerates the deterioration of the PEMWE performance. X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy results showed that the Ir catalyst was oxidized and did not dissolve during the voltage cycling. This study suggests that the ramping rate of the triangular voltage cycling is an important factor for the evaluation of the durability of PEMWE cells.

• 멤브레인
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• 제27권6호
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• pp.487-498
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• 2017

본 연구에서는 (주)파인텍에서 제조한 제올라이트 4A 분리막을 이용하여 물/메탄올, 물/부탄올 혼합물의 투과증발실험을 수행하였다. 분리막을 투과한 기체분자들은 액체질소트랩을 이용하여 포집하였으며, 기체크로마토그래피(TCD)를 이용하여 혼합물의 조성을 분석하였다. 실험을 통해 물과 메탄올(분리계수 최대 250 이상), 물과 부탄올(분리계수 최대 1,500 이상)의 혼합물에서 선택적으로 물을 분리하는 것을 확인하였다. GMS (generalized Maxwell Stefan) 이론을 적용하여 2성분계의 투과증발 거동을 모사하였으며, 상수추정을 통하여 제올라이트 비지지체의 흡착상수 및 확산상수를 구하였다. 제올라이트 4A 분리막의 경우 기공의 크기가 물보다는 크고, 메탄올, 부탄올 보다는 작기 때문에, 알코올로부터 물을 분리시키는 공정에 적용시킬 수 있다. 바이오 에탄올 분리, 부탄올 분리, 막반응기, 하이브리드 반응-탈수 공정 등에 적용할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2002년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.367-372
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• 2002

The waterproofing systems of concrete bridge deck are installed under the complex circumstances, such as traffic loading, weather, and the condition of the deck concrete. For assuring the effectiveness of waterproofing system, the materials and the construction method and timing ought to be suitably selected with the procedures of waterproofing and the system has to ensure the economical performances. First of all, we discussed whether the quality and performance criteria for highway bridge deck are resonable or not through the investigation of domestic and foreign criteria. The basic properties of waterproofing membranes on market and the performance of waterproofing systems of concrete bridge deck have also been investigated in the view of the damages frequently reported from job site. In this way, the causes and measures of damages, the guidelines of design, construction, quality control, and maintenance, the test methods and criteria of membranes and waterproofing system, are proposed.

• Membrane and Water Treatment
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• 제7권2호
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• pp.115-126
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• 2016

In this study, computational fluid dynamics (CFD) analysis was conducted to investigate the flow pattern and to find the occurrence of dead zones in an existing capacitive deionization (CDI) cell. Newly designed cells-specifically designed to avoid dead zones-were analyzed by CFD in accordance with the flow rates of 15, 25 and 35 ml/min. Next, the separation performances between the existing and newly designed cell were compared by conducting CDI experiments in terms of salt removal efficiency at the same flow rates. Then, the computational and experimental results were compared to each other. The salt removal efficiencies of the hexagon flow channel 1 (HFC1) and hexagon flow channel 2 (HFC2) were increased 88-124% at 15 ml/min and 49-50% at 25 ml/min, respectively. There was no difference between the existing cell and the foursquare flow cell (FFC) at 35 ml/min.