• Membrane Journal
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• v.30 no.6
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• pp.395-408
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• 2020

Polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) have gained much attention as eco-friendly energy conversion devices without emission of environmental pollutant. Polymer electrolyte membrane (PEM) that can transfer proton from anode to cathode and also prevent fuel cross-over has been regarded as a key component of PEMFCs. Although perfluorinated polymer membranes such as Nafion® were already commercialized in PEMFCs, their high cost and toxic byproduct generated by degradation have still limited the wide spread of PEMFCs. To overcome these issues, development of hydrocarbon based PEMs have been studied. Incorporation of cross-linked structure into the hydrocarbon based PEM system has been reported to fabricate the PEMs showing both high proton conductivity and outstanding physicochemical stability. This study focused on the various cross-linking strategies to the preparation of cross-linked PEMs based on hydrocarbon polymers with ion conducting groups for application in PEMFCs.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.4
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• pp.132-137
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• 2018

Although the number of chemical accidents has been declining since the Chemical Control Act of 2015, there have been repeated occurrences of similar types of accidents at printed circuit board (PCB) manufacturing facilities. These accidents were caused by the overflow of hydrochloric acid and hydrogen peroxide, which are toxic chemicals used in the printed circuit board manufacturing process. An analysis of the $Cl^-$ content to identify the cause of the accident showed that in the mixed route of hydrochloric acid and hydrogen peroxide, which are accidental substances, the $Cl^-$ concentration was 66.85 ppm in the hydrogen peroxide sample. Through reaction experiments, it was confirmed that the deformation of a PVC storage tank and generation of chlorine gas, which is a toxic gas, occurred due to reaction heat occurring up to $50.5^{\circ}C$. This paper proposes a facility safety management plan, including overcharge, overflow prevention, leak detection device, and separation tank design for mixing prevention in printed circuit board manufacturing facility etch process. To prevent the recurrence of accidents of the same type, the necessity of a periodic facility safety inspection and strengthening of the safety education of workers was discussed.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.19 no.2
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• pp.45-49
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• 2016

In order to mitigate oxidative degradation of polymer membrane during fuel cell operation, an organic radical quencher was introduced. Rutin was selected as a radical quencher and mixed with sulfonated poly(arylene ether sulfone) to prepare composite membrane. Physicochemical properties of the composite membranes such as water uptake and proton conductivity were characterized. Hydrogen peroxide exposure experiment, which can mimic accelerated oxidative stability test during fuel cell operation, was adopted to evaluate the oxidative stability of the membranes. The composite membranes containing Rutin showed similar proton conductivity and enhanced oxidative stability compared to pristine ones.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.113-113
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• 2012

플라즈마 내에서 발생하는 입자는 플라즈마 내 전기적 및 화학적 특성으로 인해 응집이 적고 균일한 특성을 가진다. 이에 따라 도포성이 좋으며 낮은 응력을 가지는 박막의 형성이 가능하다. 이러한 특성을 가지는 나노입자는 메모리, 고효율 박막형 태양전지 등에 이용될 수 있다. 특히, PECVD (Plasma enhanced chemical vapor deposition) 공정 중 플라즈마가 켜져있는 동안 수소 가스를 펄스형태로 추가 주입하는 방법은 실리콘 이온 사이의 결합을 통한 표면 성장을 일부 방해하여 이를 통해 최종적으로 생성되는 실리콘 입자의 크기제어를 가능하게 한다. 이러한 과정으로 PECVD내에서 생성된 입자의 입경 분포는 기존의 경우 공정 중 포집을 한 후 전자현미경을 이용하였지만 실시간 측정이 불가능한 한계가 있었고, 레이저를 이용한 실시간 측정은 그 측정범위의 한계로 인해 적용에 어려움이 있었다. 이에 따라 본 연구에서는 저압에서 실시간으로 나노입자 크기분포 측정이 가능한 PBMS (particle beam mass spectrometer)를 이용하여 PECVD 내에서 수소가스 펄스를 이용하여 발생되는 실리콘 입자를 공정 변수별로 측정하여 각 변수에 따른 입자 생성 경향을 분석하였다. 실리콘 나노 입자의 측정은 PBMS 장비의 전단 부분을 PECVD 장치 내부에 연결하여 진행하였다. 수소 가스 펄스를 이용한 실리콘 입자 생성의 주요 변수는 RF pulse, $H_2$ pulse, 가스 유량 (Ar, $SiH_4$, $H_2$), Plasma power, 공정 압력 등이 있다. 이와 같이 주어진 변수들의 제어를 통해 생성된 나노입자의 입경분포를 PBMS에서 실시간으로 측정하고, 동일한 조건에서 포집한 입자를 TEM 분석 결과와 비교하였다. 측정 결과 각각의 변수에 대하여 생성되는 입자의 크기분포 경향을 얻을 수 있었으며, 이는 추후 생성 입자의 응용 분야에 적합한 크기 분포 특성을 가지는 실리콘 입자를 제조하기 위한 조건을 정립하는데 중요한 역할을 할 것을 기대할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.44 no.6
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• pp.631-635
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• 2006

To investigate the characteristics of substitute natural gas (SNG) production from direct coal methanation, the continuous lab-scale entrained flow hydrogasifier (I.D. : 0.025 m, Height : 1.0 m) was used in this experiment. The hydrogasification system consisted of high pressure gas handling system, high pressure coal feeder, entrained flow hydrogasifier, and unreacted char separator. The experiment was performed at the various conditions of reaction temperature ($600{\sim}800^{\circ}C$), $H_2$/coal ratio (0.2~0.4), and coal feed rate (0.8~2.5 g/min). Although it was shown that carbon conversion was different trends with coals from the methanation results for 6 sample coals, the carbon conversion increased with increasing reaction temperature. And it increased with increasing H2/coal ratio, whereas the concentration of CH4 decreased. Also. the carbon conversion increased with the carbon content of coal sample and had a maximum value at volatile matter content of 35 wt％.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.46-46
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• 1999

터보분자펌프(turbomolecular pump, TMP)는 각종 연구장비, 반도체 제조장치, 가속기, 핵융합 실험 장치 등 여러 분야에서 가장 널리 쓰이는 고진공 펌프로서 자리잡고 있다. 이런 TMP의 광범위한 사용에도 불구하고 성능평가에 관한 통일된 규격이 마련되어 있지 않다. 국제 규격협회(ISO)의 터보분자펌프 성능평가방법 시안을 토대로 제정중인 KS 규격은 아직 실험적인 근거를 자체적으로 가지고 있지 못하므로 앞으로 각 항목들에 대한 많은 실험이 수행되어야 한다. TMP의 성능을 나타내 주는 항목들 중 배기속도(pumping speed)와 압축비(compression ratio)는 가장 중요한 것들로서 다른 고진공 펌프 및 TMP 상호간의 성능을 비교할 수 있는 기본 항목이라 할 수 있다. 본 실험에서는 종래의 단순 TMP와 큰 기체유량에서도 안정된 배기속도를 유지하는 복합터보분자펌프(compound molecular pump, CMP)의 배기속도와 압축비 및 임계배압(critical backing pressure)을 KS 규격안대로 시험 평가하여 안의 평가방법과 기준의 타당성을 검토하고, 두 가지 다른 방식의 펌프에 적용할 수 있는지를 검토하였다. TMP 및 CMP 흡기구에 표준용기를 부착하고 수소 및 질소 기체를 사용하여 흡기구 압력을 변화시키면서 배기속도 및 압축비를 측정하고 배기구 압력을 변호시키면서 최대압축비 및 임계배압을 측정하였다. 흡기구의 압력측정에는 인출형 전리진공계(EG)를 사용하였고, 배기구의 압력측정은 전기용량의 격막진공계(CDG)와 피라니 진공계로 측정하였다. 진공계는 모두 회전식 점성진공계(SRG)로 교정한 후 사용하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2010.02a
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• pp.477-477
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• 2010

태양전지용 TCO(Transfer Conductivity Oxide)는 가시광선 영역에서 높은 광 투과도(optical transmittance), 낮은 저항(resistivity), 우수한 박막 표면 거칠기(roughness) 등의 특성이 요구된다. 현재 가장 많이 사용되는 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide)가 보편적이다. 하지만 ITO에 사용되는 원료 재료인 In이 상대적으로 열적 안정성이 낮아 제조과정에서 필수적으로 수반되는 열처리가 제한적이며, 높은 원료 단가로 인하여 경제적인 측면에서 약점으로 지적되고 있다. 이러한 ITO 투명전극의 대체 재료로서 최근 ZnO 박막의 연구가 활발히 이루어지고 있다. MOCVD(Metal-Organic chemical vapor deposition)로 Soda lime glass 기판위에 약 900nm의 두께로 증착한 BZO(Boron-zinc-oxide)박막을 수소 플라즈마 처리공정을 한 뒤 산소 플라즈마를 이용하여 재처리 하였다. 산소 플라즈마 처리 공정은 RIE(Reactive Ion Etching)방식의 플라즈마 처리 장치를 사용하였고 공정 조건은 13.56 MHz의 RF주파수를 사용하여 RF 전력, 압력, 기판 온도 등을 변화시켜 BZO 박막의 전기적 특성을 측정 및 분석하였다.

• Membrane Journal
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• v.31 no.2
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• pp.133-144
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• 2021

Alkaline water electrolysis system is the oldest technology among various hydrogen production processes to produce green hydrogen with the least amount of greenhouse gas generated. Alkaline water electrolysis (AWE) system is used in alkaline atmosphere condition. In comparison to polymer electrolyte membrane water electrolysis (PEMWE), this system can utilize stable transition metals such as nickel, cobalt, and silver, as electrode catalysts. AWE is relatively inexpensive, and can easily be scaled up to large scale. The system is a mature technology, as it has been in operation since the beginning of the 20th century in MW-scale for hydrogen generation, and there are currently more than 20 commercial manufacturers. In this review, the basic principles of AWE, along with catalysts, electrodes, and diaphragm membranes, are summarized. Particularly, the research and development trends of the diaphragm membrane unit, which is the core component of an AWE, are discussed in detail.

• Analytical Science and Technology
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• v.19 no.5
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• pp.369-375
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• 2006

Calibration gas mixtures were prepared using dynamic volumetric method according to ISO 6145-5 and the uncertainty was evaluated. Ten identical capillaries with 0.25 mm in inner diameter and 50 cm in length were applied in this system. Dilution ratio of parent gas was determined by the number of capillaries that passes parent gas and that passes balance gas through. Capillaries were made of Teflon which had good chemical stability against adsorption of gaseous substances. Mechanical valves were introduced in this system in order to minimize the thermal effect of solenoid valves. Concentration of prepared gases were compared with master grade standard gases in cylinders made by RiGAS Co. and calibration of the instrument were completed using comparison method according to ISO 6143. Experimental results showed that the coefficient of variance of diluted oxygen standard gases showed less then 0.2% in most dilution range, that of diluted hydrogen sulfide standard gases showed less then 1.0%. Therefore, it is proven that the standard gases prepared by this system are appropriate to be used as a calibration standards in ambient monitoring, etc.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.174.2-174.2
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• 2011

최근 유가상승과 석유, 천연가스의 가채 매장량의 한계등과 함께 온실가스에 의한 지구온난화 방지를 위하여 미국, 유럽국가 및 캐나다 등에서는 바이오매스를 이용한 에너지 회수 기술개발에 많은 관심과 연구를 수행하고 있다. 바이오 매스는 에너지 밀도 대비 존재하는 지역이 광범위하여 발생, 수집, 수송에 따른 비용이 많이 소요되는 특성이 있어 산지에서 직접처리하거나 수집하여 대규모처리등과 같이 여러 가지 현장상황에 따라 적정한 플랜트 운용의 유연성을 갖추고 있어야 한다. 일반적으로 바이오매스로부터 중소형으로 분산형 발전이나 수소제조를 위해서는 직접 연소법 보다는 가스화 방식을 이용하고 있는데, 연소에 의해 열을 생산하여 전기를 생산하는 방식은 스팀터빈을 이용하는 것이며, 스팀터빈은 소형 운용이 어렵기 때문이다. 본 연구에서는 폐목재로부터 합성가스제조를 위하여 5톤/일 규모 가스화기를 제작하였으며, 타르 및 수트와 같은 미반응 물질을 제거할 수 있는 집진, 세정장치를 설계 및 제작하였다. 또한 합성가스에 함유된 현열로부터 열회수를 위하여 열교환기를 설치하였으며, 정제된 합성가스를 이용하는 가스엔진을 통하여 열병합 발전시스템 연계운전을 수행하였다. 운전 실험을 폐목재 가스화 3톤/일 규모로 수행하였으며, 평균 1,500kcal/$Nm^3$의 발열량을 갖는 합성가스를 생성시킬 수 있었다. 사이클론, 스크러버 및 기수분리 장치를 이용하여 정제된 합성가스는 합성가스 엔진을 통하여 72kW 이상의 전력생산이 가능하였다. 열교환기를 통하여 평균 15,000kcal/h의 배열 회수가 가능하였으며, 바이오매스 가스화 합성가스를 이용한 열병합 발전이 가능함을 입증하였다.