• Composites Research
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• 제20권2호
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• pp.10-16
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• 2007

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)용 복합소재 분리판의 제작을 위해, 예비성형과 스탬핑 공정으로 이루어지는 2단계 제조공법을 개발하고 예비성형 조건이 소재의 물성에 미치는 영향을 고찰하였다. 예비성형체는 팽창흑연, 흑연분말, 페놀수지를 이용하여 제조되었으며, 예비성형 공정은 전기 전도도, 굽힘 강도와 미세 구조의 분석을 통해 최적화되었다. 예비성형은 페놀수지의 지나친 경화를 막기 위해 페놀 분말의 녹는점인 $90^{\circ}C$보다 약간 높은 $100^{\circ}C$에서 이루어졌다. 본 연구에서 개발된 예비성형체는 팽창흑연의 서로 잘 얽히는 성질로 인해 0.07-0.28MPa의 낮은 압력에서도 쉽게 제조되었다. 부족하거나 과도한 예비경화는 복합소재 분리판의 강도 저하를 야기하기 때문에, 예비성형체를 안정적으로 제조하기 위한 예비성형 시간은 5분으로 결정되었다.

• 한국해양공학회지
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• 제16권6호
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• pp.55-59
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• 2002

Delamination means that cracking occurs on the interface layer between composite laminates. In this paper, to predict the delamination growth in composite laminates subjected to low-velocity impact, the unit load method was introduced, and an eighteen-node 3-D finite element analysis, based on assumed strain mixed formulation, was conducted. Strain energy release rate, necessary to determine the delamination growth, was calculated by using the virtual crack closure technique. The unit load method saves the computation time more than the re-meshing method. The virtual crack closure technique enables the strain energy release rate to be easily calculated, because information of the singular stress field near the crack tip is not required. Hence, the delamination growth in composite laminates that are subjected to low-velocity impact can be efficiently predicted using the above-mentioned methods.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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• pp.248-251
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• 2005

Graphite reinforced conductive polymer composites for PEMFC bipolar plates were fabricated by the compression molding technique. Graphite powder was mixed with an phenol resin to impart electrical property in composites. In this study, conductive polymer composites with high filler $loadings(>60wt.\%)$ were manufactured to accomplish high electrical conductivity above 100S/cm. The level of compaction is important because graphite powder increase electrical conductivity of composites by direct physical contact between particles. The optimum molding pressure according to filler was proposed experimentally. Various tests(electrical conductivity, flexural strength, compressive strength, leach test, etc) were carried out to verify the performance of fabricated composites for PEMFC bipolar plates. Fabricated composites have good electrical conductivity and mechanical strength. The results of leach test and contact angle measurement showed similar characteristics compared with commercial bipolar plates.

• 신재생에너지
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• 제3권4호
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• pp.3-7
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• 2007

Graphite/polymer composite bipolar plates for PEMFC are successfully developed, and their typical properties are superior to commercially available ones. Thermal property of the developed bipolar plate was evaluated by dynamic mechanical analyzer, and the results were compared to commercial ones. The specimens were immersed into the deionized water bath at $80^{\circ}$... for 1500hrs to evaluate dimensional stability and durability. Dimension, weight of the specimens as well as extraction conductivity was measured as each 500hrs. Fully molded bipolar plates without any machining or milling were also prepared using a specially developed mold, and they were applied to the fuel cell performance test. Results were compared to the machined commercial bipolar plate.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.5-7
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• 2007

Graphite/polymer composite bipolar plates for PEMFC are successfully developed, and their typical properties are superior to commercially available ones. Thermal property of the developed bipolar plate was evaluated by dynamic mechanical analyzer, and the results were compared to commercial ones. The specimens were immersed into the deionized water bath at $80^{\circ}C$ for 1500hrs to evaluate dimensional stability and durability. Dimension, weight of the specimens as well as extraction conductivity was measured as each 500hrs. Fully molded bipolar plates without any machining or milling were also prepared using a specially developed mold, and they were applied to the fuel cell performance test. Results were compared to the machined commercial bipolar plate.

• 한국복합재료학회:학술대회논문집
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• 한국복합재료학회 2005년도 춘계학술발표대회 논문집
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• pp.64-66
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• 2005

In order to evaluate impact characteristics for the laminates with or without delaminations, carbon fiber/epoxy laminated composite were fabricated. After trying several ways to develop delaminations within the laminates, an insertion of teflon-tape was found to be most effective. The locations for delamination was determined after several trial-and-error experiments. The low impact energy did not produce measurable difference for composites with or without delamination, which indicated the presence of impact energy threshold. The impact chacteristics for composites with the delamination were found to be different from those for composites with other type of defect including fiber failures.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.73-76
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• 2008

Bipolar Plates for PEMFC have been a key component of fuel cells with MEA, thus in this research they have been fabricated by a compression molding technique after mixing graphite powder with phenol resin. The results have shown the prominent properties compared with those by foreign advanced company with respect to the electrical conductivity and flexural strength. In addition, it has been carried out that the Voltage-Current characteristics comparison according to the unit cell experiments of bipolar plates. As a result, we have obtained good performances and we are going to research the molding feasibility of bipolar plate's flow channel.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2011년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.92.1-92.1
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• 2011

고분자 전해질 연료전지 (PEMFC)의 핵심 부품 중의 하나인 Bipolar Plate (분리판)을 제조하기 위해서 고분자/그라파이트 복합재료를 사용하였다. 고분자 매트릭스로는 경화시 뛰어난 화학적, 기계적 특성을 갖는 에폭시를 채택하였고, 전기 전도성을 부여하기 위해 그라파이트를 도입하였으며, 에폭시 수지의 내충격성을 향상시키기 위해서 Carbon Fiber를 채택하였다. 에폭시 분말과 그라파이트 분말, 그리고 1cm 정도의 길이를 갖는 Carbon Fiber을 믹서에 넣고 균일하게 혼합하였다. 이 혼합물을 이형제 처리된 몰드에 주입하고, Hot Press를 사용하여 가열, 가압 ($150^{\circ}C$, 4 ton/$cm^2$, 2시간)하면서 경화시켰다. 일정 비율로 고정된 에폭시/그라파이트 계에 Carbon Filber의 혼합 비율을 변화시키면서 전기적, 물리적 성질의 변화를 연구하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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• pp.150-152
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• 2007

직렬로 연결 된 다층의 단위전지 집합으로 구성되는 고체 고분자 연료전지의 적층전지는 에서 발생 할 수 있는 단위전지 간 전압손실과 압력구배를 최소화하기 위해 적층전지 내의 단위전지 외에 부품 및 재료를 추가하여 전압손실과 압력구배를 줄이는 방법에 대한 연구를 진행하였다. 체결압 구배를 최소화하기 위해 부드러운 층으로 이루어진 외곽부분과 딱딱한 층으로 이루어진 중심부를 가지는 필름을 전류집합체 뒤쪽에 첨가하였고， 분리판과 전류집합체 사이에서 발생 할 수 있는 전압손실을 방지하기 위해 높은 전기 전도성을 가지며, 평활도를 유지 할 수 있는 재료로 구성 된 복합층을 전류집합체와 분리판 사이에 첨가하였다. 압력구배 측정 및 다층전지 성능테스트 중 단전지간 전압손실을 측정하여 기 제작 된 첨가층들에 대한 영향의 정도를 파악하였다.

• Composites Research
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• 제36권1호
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• pp.25-31
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• 2023

복합재료 구조는 필요한 기계적 성능을 충족하기 위해 서로 다른 적층 각도로 적층하여 설계되었다. 외부 하중을 받는 복합재료 구조물에 대한 발생하는 응력은 위치에 따라 다르지만, 최대 응력을 바탕으로 적층 순서를 결정하는데, 이는 효율적이지 않으며 일반적으로 최적의 설계가 아니다. 최근 이러한 비효율성을 해결하기 위해 구간 조합 복합재료(PIC)가 제안되었다. PIC는 인접한 조각들 사이의 완벽한 결합을 가정하지만, 이것은 매우 이상적이고 달성하기 어렵다. 따라서 경계에서의 중첩은 서로 분리되지 않도록 하기 위해 필수적이다. 본 연구에서는 중첩 설계가 PIC 플레이트의 충격 파손 모드에 미치는 영향을 조사하였다. 속경화 탄소섬유 프리프레그를 이용하여 서로 다른 겹침부 형상 및 절개선 간격을 가지는 시험편을 제작하였으며, ASTM D 7136에 따라 충격시험을 수행하였다. 복합재료 적층판의 충격 파손 형태는 겹침부 설계에 따라 서로 다른 양상을 가졌으며, 이로 인해 충격흡수에너지 및 충격하중곡선의 경향에도 영향을 주었음을 알 수 있었다.