• 열처리공학회지
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• 제25권2호
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• pp.65-73
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• 2012

The Gas Diffusion Layer (GDL) of fuel cell, are required to provide both delivery of reactant gases to the catalyst layer and removal of water in either vapor or liquid form in typical PEMFCs. In this study, the fabrication of GDL containing Micro Porous Layer (MPL) made of the slurry of PVDF mixed with carbon black is investigated in detail. Physical properties of GDL containing MPL, such as electrical resistance, gas permeability and microstructure were examined, and the performance of the cell using developed GDL with MPL was evaluated. The results show that MPL with PVDF binder demonstrated uniformly distributed microstructure without large cracks and pores, which resulted in better electrical conductivity. The fuel cell performance test demonstrates that the developed GDL with MPL has a great potential due to enhanced mass transport property due to its porous structure and small pore size.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2001년도 학술대회 논문집 전문대학교육위원
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• pp.35-39
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• 2001

The purpose of this paper is improvement the piezoelectric of Polyvinylidene fluoride(PVDF) organic thin films is fabricated by vapor deposition method. The piezoelectric of PVDF organic thin films attributed to dipole orientation in crystalline region. Also, the piezoelectric characteristic reduced that dipole moments orientation in crystalline region interfered with impurity carriers. Therefore, PVDF organic thin films fabricated with high substrate temperature condition for crystallinity improvement. The crystallinity of PVDF organic thin films fabricated by this condition increase from 47 to 67.8%. The ion density of PVDF organic thin films fabricated by substrate temperature variation from $30^{\circ}C$ to $105^{\circ}C$ decreased from $1.62{\times}10^{16}cm^3$ to $6.75{\times}10^{11}cm^3$ when temperature and frequency were $100^{\circ}C$, 10Hz, respectively. The $d_{33}$ and piezo-voltage coefficient of PVDF organic thin films increased from 20pPC/N to 33pC/N and $162.9{\times}10^{-3}V{\cdot}m/N$ to $283.2{\times}10^{-3}V{\cdot}m/N$, respectively. For the sake of the applications of piezoelectric sensor, we analyzed the output voltage characteristic as a function of the distance between an oscillator of 28kHz and PVDF organic thin film transducer. From this, we found that the output voltage is inversely proportional to the distance. At this time, the period was about $35.798{\mu}s$ and equal the oscillator frequency.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.223-229
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• 2007

여과막 생물반응기를 이용하여 $60^{\circ}C$에서 혐기 세균 복합체가 포도당으로부터 수소를 생산할 수 있는 최적조건을 연구하였다. 여과막 생물반응기는 연속교반 탱크반응기와 외부에 장착된 PVDF (polyvinylidene fluoride) 중공사막 여과장치로 구성되었다. 접종슬러지는 하수처리장 소화 슬러지조에서 얻었고, 포자형성 수소생산 미생물을 얻기 위해 $90^{\circ}C$에서 20분 간 열처리하였다. 16S rRNA PCR-DGGE(polymer chain reaction-denaturing gradient gel electrophoresis) 분석을 통해 열처리 전후의 미생물상 변화를 조사하였다. 열처리 후 DGGE 밴드의 수는 감소하였고, 주요 밴드는 Clostridium perfringens와 유사한 염기서열을 나타내었다. 운전 기간 동안 바이오가스 내 수소함량은 60%(v/v)를 유지하였고, 메탄은 검출되지 않았다. 연속교반 탱크반응기를 여과막 없이 수력학적 체류 4시간에서 운전하였을 때 공급된 포도당의 95.0%가 제거되었고, 이때 균체농도 및 수소생산속도는 각각 1.35 g cell/L 및 7.4 L $H_2$/L/day이었다. 동일한 체류시간에서 PVDF중공사막 여과장치를 장착하여 연속교반 탱크반응기를 운전하였을 때, 균체농도는 1.62 g cel/L로 증가하였고 높은 포도당 제거율(99.5%) 및 수소생산속도(8.8 L $H_2$/L/day)가 관찰되었다. 40 nm 및 100 nm의 공극크기를 가진 여과막은 균체농도 및 수소생산 측면에서 유사한 성능을 나타내었다. 여과막 생물반응기는 여과막의 반복적인 세척을 통해 30일 이상 안정적으로 운전될 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제25권1호
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• pp.42-49
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• 2022

본 연구에서는 리튬금속 수지상의 형성을 효과적으로 억제하기 위해 리튬금속 표면에 물리적 보호막을 제공할 필름을 제조하였다. 필름은 기계적 강도가 우수하고 전기화학적 안정성이 높은 바인더인 유기물 polyvinylidene fluoride (PVDF)와 전기전도성이 우수한 무기물 입자인 카본블랙(Super-P)을 사용해 유무기 복합체 기반의 필름을 제조하고 리튬금속 음극의 표면에 적용하였다. 먼저 필름이 내부단락을 지연시키는 정도를 확인하기 위해 일정한 값의 전류를 계속 인가하며 내부단락의 발생을 측정하였다. 그 결과 보호필름에 사용된 카본블랙 함량이 증가함에 따라 내부단락 시점이 지연되었으며, 필름을 사용하지 않은 리튬금속 전극과 비교할 때 내부단락 시점이 크게 지연된 것을 확인하였다. 또한, 필름의 두께와 함량을 달리하여 전기화학적 성능을 평가한 경우, 필름의 두께가 두꺼운 것이 사이클 성능이 좋지 않았고 카본블랙 함량이 늘어날수록 사이클 성능이 개선됨을 확인하였다. 이처럼 카본블랙을 포함한 고분자 필름을 리튬금속 표면에 적용함으로써 내부단락 시점이 지연되고 사이클이 진행되는 동안 낮은 과전압을 나타내는 것이 확인되었지만, 추가적인 개선을 통해 더 안정한 사이클 성능이 확보되어야 할 것이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제21권10호
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• pp.881-884
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• 2008

In this study, polyvinylidene fluoride-trifluoroethylene (PVDF-TrFE) in the composition from 51/49, was deposited on platinum for a metal-ferroelectric-metal structure. From XRD patterns, the 70 nm- and 140 nm-thick PVDF-TrFE films showed the intensity peak of near $20^{\circ}$ connected to a ferroelectric phase. Moreover, the thicker film indicated the higher intensity than thinner one. The difference of the remanent polarization (2Pr) at 0 V is decreased gradually from 10.19 to $5.7{\mu}C/cm^2$ as the thickness decrease from 140 to 70 nm. However, when the thickness decreased to 50 nm, the 2Pr rapidly drop to $1.6{\mu}C/cm^2$ so the minimum critical thickness might be at least 70 nm for device. Both different thickness films, 70 and 140 nm, indicated that the characteristic of current density-voltage was measured for $10^{-6}{\sim}10^{-7}A/cm^2$ below 15 V and the thicker film maintained relatively lower current density than thinner one. From these results, we can expect that the electrical properties for the devices particularly ferroelectric thin film transistor using PVDF-TrFE copolymer were able to be on the trade-off relationship between the remanent polarization with the bias voltage and the leakage current.

• Composites Research
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• 제15권5호
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• pp.7-13
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• 2002

압전필름센서는 복합재 구조물의 저속충격응답을 관측하기에 우수한 특성을 지니고 있다. 본 연구에서는 Gr/Ep 복합재 적층판이 손상이 발생할 수 있을 정도의 충격에너지를 받았을 때 압전필름센서 신호를 이용하여 충격거동을 모니터링할 수 있는 가능성에 대하여 고찰하였다. 손상이 발생하지 않는 저에너지 충격조건부터 국부적인 손상을 유발할 수 있는 충격조건까지 압전필름센서가 부착된 Gr/Ep 복합재 적층판에 대하여 16가지의 저속충격시험을 수행하였다. 세 가지 조거의 충격시험에서 기지균열 및 층간분리 등의 국부적인 손상이 발생하였으나, 충격력과, 변위, 변형률, 압전센서 신호와의 관계를 이용한 선형해석 모델을 사용하여 충격하중에 의한 복합재 적층판의 응답을 예측하는 정방향 문제와 압전센서 신호로부터 충격력을 복원하는 역방향 문제에서 시험과 해석 결과는 비교적 잘 일치하는 경향을 보였다. 복원된 충격력으로부터 국부적인 손상이 발생할 정도의 충격까지는 압전필름센서 신호를 이용하여 충격력을 정확히 복원할 수 있음을 확인하였다.

• 센서학회지
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• 제31권5호
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• pp.307-311
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• 2022

With the development of Internet of Things (IoT) technologies, numerous people worldwide connect with various electronic devices via Human-Machine Interfaces (HMIs). Considering that HMIs are a new concept of dynamic interactions, wearable electronics have been highlighted owing to their lightweight, flexibility, stretchability, and attachability. In particular, wearable strain sensors have been applied to a multitude of practical applications (e.g., fitness and healthcare) by conformally attaching such devices to the human skin. However, the stretchable elastomer in a wearable sensor has an intrinsic stretching limitation; therefore, structural advances of wearable sensors are required to develop practical applications of wearable sensors. In this study, we demonstrated a 3-dimensional (3D), porous, and piezoelectric strain sensor for sensing body movements. More specifically, the device was fabricated by mixing polydimethylsiloxane (PDMS) and polyvinylidene fluoride nanoparticles (PVDF NPs) as the matrix and piezoelectric materials of the strain sensor. The porous structure of the strain sensor was formed by a sugar cube-based 3D template. Additionally, mixing methods of PVDF piezoelectric NPs were optimized to enhance the device sensitivity. Finally, it is verified that the developed strain sensor could be directly attached onto the finger joint to sense its movements.

• 한국음향학회지
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• 제25권4호
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• pp.164-171
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• 2006

임의의 등방성재료에 대한 종파, 횡파 및 누설표면파의 음속을 알면 해석적으로 그 재료의 탄성정수와 밀도를 산출할 수 있다. 종래, 그 음속들은 각각 다른 진동모드를 갖는 세 개의 초음파 트랜스듀서에 의해 측정되어져 왔다. 본 연구에서는 하나의 트랜스듀서에 의해 그 세 가지 파의 개략적인 음속을 동시에 측정하기위한 전극분할형 PVDF 직선집속 초음파 트랜스듀서를 새로이 제안하고, 설계, 제작하였다. 그리고 그것에 의한 각 파의 음속측정 방법을 확립한 후, 용융석영 등 몇몇 등방성재료에 적용하였다. 또한, 측정된 각 파의 음속을 이용하여 탄성 강성정수 및 밀도를 산출하고, 각 값들의 오차를 검토하였는데, 얻어진 값들은 문헌치와 비교적 잘 일치함을 알 수 있었다.

• Composites Research
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• 제27권4호
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• pp.152-157
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• 2014

Non-destructive testing methods of composite materials are very important for improving material reliability and safety. AE measurement is based on the detection of microscopic surface movements from stress waves in a material during the fracture process. The examination of AE is a useful tool for the sensitive detection and location of active damage in polymer and composite materials. FBG (Fiber Bragg Grating) sensors have attracted much interest owing to the important advantages of optical fiber sensing. Compared to conventional electronic sensors, fiber-optical sensors are known for their high resolution and high accuracy. Furthermore, they offer important advantages such as immunity to electromagnetic interference, and electrically passive operation. In this paper, the crack detection capability of AE (Acoustic Emission) measurement was compared with that of an FBG sensor under tensile testing and buckling test of composite materials. The AE signals of the PVDF sensor were measured and an AE signal analyzer, which had a low pass filter and a resonance filter, was designed and fabricated. Also, the wavelength variation of the FBG sensor was measured and its strain was calculated. Calculated strains were compared with those determined by finite element analysis.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제20권5호
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• pp.421-424
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• 2007

Thermal behavior of $Li_{1-x}CoO_2$ has been investigated employing DSC (Differential Scanning calorimetry) and TGA (Thermogravimetry Analyzer), and the crystal parameters were calculated from XRD (X-ray diffraction).for the commercial rectangular pouch cell(1000 mAh).The cathode materials coated over aluminium foil current collector is made up of a blend consisting of active material $LiCoO_2$(size $20\;{\mu}m$, 94 wt%), conducting material super p black (SPB, 3 wt%) and binder polyvinylidene fluoride (PVDF, 3 wt%). The anode is a mix consisting of carbon (92 wt%) and PVDF(8 wt%) coated over copper foil. The cells for the experiments were first preconditioned by cycling three times and stabilized at OCV=3.0, 3.5, 4.2, 4.35 and 4.5 V. The stabilized cathode material was used for thermal and crystal parameter investigations.