• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.32-33
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• 2014

수소자동차용 연료전지의 중요 핵심부품 중 하나인 금속분리판의 경우 표면 처리 및 코팅기법을 이용해 전기적 고전도 특성과 화학적 내부식 특성을 확보하는 것이 관건이다. 본 연구내용은 향후 상용화를 목적으로 지금까지 진행해 온 금속분리판을 위한 건식 진공 표면처리 및 코팅기술 개발 현황에 대한 것이다. 생산비용의 저가화와 대량생산 가능성을 고려하여 고속의 연속 전처리법 및 진공증착법을 기본 공정으로 선정하고, 고전도/내부식성 증착물질 선택에도 귀금속을 배제하는 등의 기본 전제와 연구 결과를 소개한다. 기 확보된 기술에 의한 접촉저항 및 내부식 특성은 미국 DOE의 2017년 목표치를 만족하는 결과를 보였다.

• Resources Recycling
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• v.5 no.3
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• pp.37-43
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• 1996

The recovery of metals from printed circuit board(PCBs) scraps was investigated by utilizing a shape sorting method.After all electronic parts mounted on the board were removed. PCBs were pulverized to particles smaller than 1 mm by aswing hammer type impact mill in order to liberate metal components. Metals were separated from nonmetalliccomponents by an inclined vibrating plate (IVP). The metal separation efficiency was measured as a function of vihrationintensity and inclined angle. The maximum efficiency was obtained when IVP was operated at the vibration intensity(Kv)of 1.40 and the inclined angle of 10". The grade of the metal components was recovered from PCBs exceeding 90% byusing IVP.0% by using IVP.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.90.1-90.1
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• 2011

연료전지 분리판은 연료, 공기, 수분이 흐를 수 있는 채널들이 포함되어 있으며, 전지들에 의해서 생산되는 전류를 흐르게 할 수 있는 전기전도성을 가져야 할 필요가 있다. 일반적인 금속판들은 연료전지 스택 내의 산성 분위기에 존재해야 하기 때문에 표면 부식이 쉽게 발생한다. 그라핀(graphene)은 우수한 전기전도성을 가지고 있을뿐만 아니라 물리화학적 내식성 및 내구성을 가지고 있어 연료전지 분리판으로서 응용이 가능할 것으로 판단된다. 본 연구에서는 일반적으로 널리 사용하고 있는 스테인리스강(stainless steel)을 모재로 사용하였으며, 그라핀을 전기분무법(electro spray coating)으로 코팅하여 스테인리스강의 내식성 및 전기전도성을 동시에 향상시키고자 하였다. 그라핀은 에탄올을 용매로 사용하여 분산하였으며, 분산제로 소량의 다이페닐다이에톡시실란(diphenyldiethoxysilane)을 첨가하여 코팅용액을 제작하였다. 코팅공정은 15kV 전압을 가하여 1시간동안 코팅을 진해하였으며, 그라핀-스테인리스강 모재의 미세구조를 전자현미경과 광학현미경을 통하여 관찰하였다. 또한 X-선 회절분석법을 이용하여 그라핀의 결정구조를 분석하였다. 한편 스택의 내부와 유사한 산화성 분위를 모사하기 위해 $80^{\circ}C$의 0.1N $H_2SO_4+2ppm\;F^-$ 용액에서 내식성 실험을 수행하였고, 면간접촉저항도 측정하였다. 그라핀이 코팅된 스테인리스강 시편은 고분자전해질 연료전지 분리판의 요구조건을 만족하였으며, 연료전지 분리판으로서의 적용가능성을 확인하였다.

• 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.

• Proceedings of the Korean Society of Propulsion Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.278-281
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• 2009

The performance of aluminum bipolar plates was evaluated for the lightweight fuel cell system as a power source for a small reconnaissance UAV. Higher performance per weight was obtained from aluminum bipolar plates than the graphite bipolar plates. To check the influence of operating temperature, the performance of a single cell using aluminum bipolar plates was evaluated at 40 / 50 / $60^{\circ}C$. When dry hydrogen and air were used, the finest performance was obtained at $40^{\circ}C$, a lower operating temperature compared with usual operating temperatures.

• Composites Research
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• v.34 no.6
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• pp.406-411
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• 2021

PEM (proton exchange membrane) fuel cells generate only water as a by-product, and thus are in the spotlight as an eco-friendly energy source. Among the various components composing the stack of the fuel cell, research on the bipolar plate that determines the efficiency of the fuel cell is being actively conducted. The composite bipolar plate has high strength, rigidity and corrosion resistance, but has the disadvantage of having a relatively low electrical conductivity. In this study, to overcome these shortcomings, a gas diffusion layer (GDL)-composite bipolar plate assembly was developed and its performance was experimentally verified. The graphite foil coating method developed in the previous study was applied to reduce the contact resistance between the bipolar plate and the GDL. In addition, in order to improve electron path in the stack and minimize the contact resistance between the GDL and the bipolar plate, a GDL-bipolar plate assembly was fabricated using a thin metal foil. As a result of the experiment, it was confirmed that the developed GDL-bipolar plate assembly had 98% lower electrical resistance compared to the conventional composite bipolar plate.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2008.05a
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• pp.46.2-46.2
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• 2008

• Journal of the Korean Society for Aeronautical & Space Sciences
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• v.40 no.12
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• pp.1063-1069
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• 2012

In present paper, we used magnesium alloy having a lower density and higher electrical conductivity for bipolar plate to reduce the weight of PEM fuel cell. The silver was coated to prevent corrosion and form passivation film on the metal surface with sputtering. In acid proof evaluation for setting optimal coating conditions, the homogeneity of coating thickness was improved by coating with the thickness of 3 ${\mu}m$ which not indicated any micro cracks and the temperature $180^{\circ}C$. The performance test and evaluation based on the clamping pressure and channel depth to determine the configuration of bipolar plate for assembling single cell was implemented. And then we assembled single cell with this bipolar plate and implemented the performance test to ensure and compare the current-voltage performance followed as several factors such as coating or non-coating, the change of clamping pressure, the change of channel depth, etc. As these results, the maximum power density of single cell with the coated bipolar plate was 192 $mW/cm^2$ and it was confirmed that the power density per unit mass was better than existing metal bipolar plate.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.30-30
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• 2014

연료전지용 금속 분리판 성형 금형의 수명 향상을 위하여, 새로운 표면처리법을 연구하였다. 새로운 표면처리법에 의해 생성되는 물질의 물성을 분석하고, 사용 환경에서 요구되는 특성을 평가하여 결과를 보고한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.178-179
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• 2011

2차 연료 전지용 금속 분리판 중 스테인리스 스틸은 많은 연구가 진행 되어 왔지만, 알루미늄은 거의 연구가 진행되지 않고 있다. 따라서 이번 연구는 반응성 DC 마그네트론 스퍼터링법으로 스테인리스 와 알루미늄 기판에 TiN 박막을 증착한 후, 기판의 종류에 따른 TiN 박막의 물성을 비교 검토하였다.