• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.70.2-70.2
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• 2012

고체산화물연료전지의 전기적 성능은 직류를 인가하면서 평형 전위로 부터 과전압(Overpotential) 만큼 멀어지는 셀의 전극 전위를 측정하는 방법으로 분석할 수 있다. 하지만 이러한 직류 상태에서는 측정 시스템에 대해서 얻을 수 있는 정보가 매우 제한 적이다. 따라서 활성화 과전압 (Activation overpotential), 농도 과전압(Concentration overpotential), 저항 과전압 (Ohmic overpotential)등의 전류에 따른 변화가 전기화학의 법칙을 충실히 따른다는 가정하에 측정결과를 수식에 맞추어 역으로 추정하는 회귀 분석 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 고성능의 셀이 될 수록 활성화 분극이나 농도 분극이 전류-전압 선상에서 뚜렷하게 나타나지 않는 경우가 많고, 이러한 상태에서의 회귀 분석은 해는 무한히 많으나 하나의 해 만을 선택하게 되는 경우가 있는 것이 사실이다. 이러한 문제점은 연료전지에 직류와 교류를 동시에 인가하면서 과전압과 임피던스를 상호 비교 분석하면서 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 직류 인가 상태에서 각 과전압을 간단한 수식을 이용한 회귀 분석으로 추정하고, 이를 다시 임피던스 측정 시 교류 주파수에 따라 나뉜 저항 요소들과 다시 비교하면서 회귀 분석의 신뢰성을 높이는 시도를 하였다. 이러한 과정을 통해 제시된 직류 고전압 모델을 검증하는데 임피던스의 이용이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.32 no.5
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• pp.331-339
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• 2021

This study presents a novel way to enhance uniformity of the gas flow inside the solid oxide fuel cell (SOFC), which is critically important to fuel cell performance, by using dimples. A pattern of dimple, which works as a flow distributor/collector, is designed at the inlet and outlet section of a straight channel gas separator. Size of the dimples and the gap between them were changed to optimize the flow uniformity, and any change in size or gap is considered as one design. The results show that some dimple patterns significantly enhance the uniformity compared to baseline, about 4%, while the others slightly reduce it, about 1%. Besides, the dimple pattern also affects to the pressure drop in the flow channel, however the pressure drop in all cases are negligible (less than 26.4 Pa).

• Journal of the Microelectronics and Packaging Society
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• v.29 no.1
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• pp.61-66
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• 2022

This study is to increase the surface area and maximize the effect of the catalyst by coating a nanometersized metal catalyst material on the anode layer using atomic layer deposition (ALD) technology. ALD process is known to produce uniform films with well-controlled thickness at the atomic level on substrates. We measured the performance by coating metals (Ni) on Ni/YSZ, which is the most widely known anode material for solid oxide fuel cells. ALD coatings began to show a decrease in cell performance over 3 nm coatings.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.32 no.1
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• pp.11-40
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• 2021

Solid oxide fuel cell (SOFC) has received significant attention recently because of its potential for the clean and efficient power generation. The current manufacturing processes for the SOFC components are somehow complex and expensive, therefore, new and innovative techniques are necessary to provide a great deal of cell performance and fabricability. Three-dimensional (3D) printing processes have the potential to provide a solution to all these problems. This study reviews the literature for manufacturing the SOFC components using 3D printing processes. The technical aspects for fabrication of SOFC components, 3D printing processes optimization and material characterizations are discussed. Comparison of the SOFC components fabricated by 3D printing to those manufactured by conventional ceramic processes is highlighted. Further advancements in the 3D printing of the SOFC components can be a step closer to the cost reduction and commercialization of this technology.

• Proceedings of the Korea Society for Energy Engineering kosee Conference
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• 2002.05a
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• pp.121-124
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• 2002

고효율, 무공해 등의 뚜렷한 장점을 갖고 있는 차세대 연료전지 기술은 지구의 온난화, 환경오염 문제에 대처하기 위한 기후변화 협약과, 경제발전에 따른 전력수요의 증대 및 에너지 가격상승 등 에너지 문제에 대응하고 지속적인 경제발전을 위해서는 대체에너지원으로써의 연료전지 발전기술의 개발이 필연적이라 할 수 있다.(중략)

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.29 no.3
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• pp.274-279
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• 2018

Sc-substituted $La_{0.6}Sr_{0.4}FeO_{3-{\delta}}$(LSFSc) has synthesized for ceramic interconnector of tubular solid oxide cells (SOCs). For improving the redox stability and electric conductivity of LSFSc, the compositions of Sc, pH value of mixed precursors, calcination temperature and times were optimizing. The electrochemical performances of $La_{0.6}Sr_{0.4}Fe_{1-x}Sc_xO_{3-{\delta}}$ powders were measured as depending on Sc composition. The electric conductivity and redox stability of $La_{0.6}Sr_{0.4}Fe_{1-x}Sc_xO_{3-{\delta}}$ was determined by Sc concentration. $La_{0.6}Sr_{0.4}Fe_{0.9}Sc_{0.1}O_{3-{\delta}}$ powders can be one of the stable composition for ceramic interconnector of tubular-SOCs.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.83.2-83.2
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• 2010

평판형 고체산화물 연료전지(planar SOFC : Solid oxide Fuelcell)는 높은 전류 효율 및 출력밀도를 가지는 중,대형 발전용 전기소자이다. SOFC 스택을 600~800도에서 작동할 경우, 금속 분리판에서 휘발된 크롬에 의한 열화현상과 금속의 산화에 의한 표면 저항의 증가가 큰 문제점으로 알려져 있으며, 이를 개선하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 금속 분리판의 열화를 억제하기 위한 여러 보호코팅의 특성을 밝히고, 특성차이의 원인을 분석하고자 하였다. 모재는 상용 STS444합금 (Nisshin steel 생산) 2.0mmt 박판을 사용하였으며, 표면 상태를 균일하게 하기 위하여 표면은 동일한 #1200 번 사포로 연마후 코팅하였다. 적용한 코팅은 전기도금 Ni 코팅, (MnCo)3O4 wet powder spray 코팅, (MnCo)3O4 ADM코팅 3종이었으며, 코팅층의 두께는 최적 공정조건에 따라 달리 하였다. 산화후 형성되는 표면 산화물의 전기적 특성을 평가하기 위하여 시험편의 비면적 저항 (ASR : area specific resistance)을 장시간 측정하였다. 측정편의 크기는 가로 4cm ${\times}$ 세로 4cm였으며, 100시간 공기중 산화후 측정하였다. 표면 접촉을 높이기 위하여 Pt paste를 40~50um도포하였으며, 1~0.1A인가된 전류에 대한 저항을 4전극법 (4-probe)으로 측정하였다. 표면 코팅층이 크롬 휘발을 억제하는 정도를 평가하기 위하여 크롬 휘발량을 측정하였다. 시편은 가로 1.5cm ${\times}$ 세로 1cm 였으며, 공급된 공기와 수분의 혼합가스와 응축기 표면에 흡착된 크롬의 양을 ICP-MASS법으로 측정하였다.

• Clean Technology
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• v.16 no.4
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• pp.297-303
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• 2010

Effect of interconnect structure on the cell performance in anode-supported tubular solid oxide fuel cell (SOFC) has been investigated in this study, employing the Fluent CFD solver. For the robust and reliable theoretical analysis corroborating experimental results, it is of great importance to elucidate the role of interconnect which is electrically connected with electrodes on the cell characteristics. From the fact that the thin interconnect provides the enhanced cell performance, it is revealed that the interconnect thickness is a key parameter that is able to effectively control the ohmic resistance. Under the constant thickness condition, the cell performance does not considerably change with the variation of interconnect width. This is because the current passage along with circumferential direction is not effectively altered by the change of interconnect width in tubular SOFC system.

• Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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• 2012.05a
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• pp.793-794
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• 2012

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2002.07a
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• pp.277-280
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• 2002