Proper water management is important to achieve high performance and durability of Polymer electrolyte fuel cell (PEFC). Among various stack components, gas diffusion layer (GDL) is considered as a core part to determine the gas and water transportation in a cell. To optimize the water management, the changes of properties as well as basic properties of GDLs were investigated before and after clamping of colls. Thickness, electric conductivity, porosity, hydroppobicity etc. were characterized by the same criteria. The amount of residual water after cell operation also was compared by direct measuring of weight. Based on the amount of residual water the endurance on the freeze condition was evaluated.
최근 수퍼 컴퓨터 성능과 소프트 엔지니어링의 비약적인 발달에 힘입어, 제일원리에 기반한 전산재료과학분야에 혁신이 일어나고 있다. 빅 데이터 (Big Data) 관리와 소재 게놈학 (Materials Genome Project) 분야는 그 대표적인 사례이다. 본 발표는 나노입자의 가장 큰 매력인 높은 부피대비 표면적을 이용한 다양한 화학반응성을 고양하는 연구를 소개한다. 신재생에너지 시스템용 전기촉매, 리튬이온전지 전극 및 전해질, 원자력의 사용후 핵연료 재활용, 인체 유해화합물 제거용 소재 개발 등을 중심으로 그 성공적인 방법론을 제공한다.
PCB, 디스플레이, 반도체 등 산업계 전반에서 다양하게 사용되고 있는 전기 동도금액을 대상으로 억제제(Suppressor), 가속제(Accelerator), 레벨러(Leveler) 역할의 첨가제에 대한 전해질 내 반응 경향성을 전기화학적으로 평가하였다. 억제제의 경우 potential이 환원방향으로 증가하여 환원전류가 억제되는 양상의 확인이 가능하였으며, 가속제는 억제제와는 반대로 환원전류가 촉진되는 양상을 보였다. 레벨러의 경우 첨가 농도에 따라 두 가지 특성이 모두 나타남을 알 수 있었다. 첨가제들은 각각 그 역할이 복합적으로 작용되며, 본 연구결과는 전해질의 개발이나 액관리에 있어 다양하게 사용될 수 있을 것으로 기대한다.
1990년대 후반부터 우리나라에 도입된 민간투자사업은 2005년 이후 민간이 정부로부터 임대료를 받아 투자비를 회수하는 방식인 BTL(Build Transfer Lease)방식이 추가되면서 더욱 활성화되고 있다. 현재 민자사업 적용 영역이 더욱 확대되고 규모가 커짐에 따라 SOC시설 외의 다양한 특수시설에 대한 수요가 커질 것으로 예상된다. 그러나 우리나라에는 현재, 민자 사업을 추진해왔던 해외 여러 나라들의 성공 사례만 전해질 뿐 실패 사례에 대해서 고려해본적은 없다. 본 논문은 거버넌스 측면에서 영국의 특수시설 PFI(Private Finance Initiative)사업의 대표적 실패 사례로 알려진 국립물리연구소 문제 분석을 통해 우리나라에게 주는 시사점을 도출하고자 하였고 이 사업을 실패로 이끈 원인으로 기술적 합리성의 부족, 사회적 관계의 미구축, 위험 관리가 효과적으로 이루어지지 않았음을 지적하고 있다. 이러한 문제들을 점검하여 현재 특수 목적 시설 관련 우리나라 민자사업에 주는 시사점을 생각하고 앞으로의 개선 방향을 제시하고자 한다.
In this study, we estimated the performance of PEMFC's unit cell as changing operating temperature in different inlet humidity condition at cathode side but anode dry, and tried to match experimental results with 1-dimensional simulation. We used $Nafion^{\circledR}112$ membrane and a self-manufactured PEMFC with active area of $25cm^{2}$ was used in this study. The range of operating temperature was $40{\sim}70^{\circ}C$ and oxygen through bubbled humidity chamber was supplied $0{\sim}80$% humidity condition as changing water temperature in humidity chamber. For figuring out governing equations, represent water contents in electrolyte membrane, the linear forward difference method was applied about time progress and quadratic central difference method was used about space progress. It was assumed that pressure terms were linearly changed due to thin electrolyte membrane. In low operating temperature condition, $40{\sim}60^{\circ}C$, increasing temperature rarely effected cell performance but we can see performance drop at $70^{\circ}C$. By modifying Henrry's constant and/or diffusion coefficient, the modified one-dimensional model was accomplished for calculation.
Dead-ended operation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell(PEMFC) provides the simplification of fuel cell systems to reduce fuel consumption and weight of fuel cell. However, the water accumulation within the channel prohibits a uniform supply of fuel. Optimization of the purge strategy is required to increase the fuel cell efficiency since fuel and water are removed during the purge process. In this study, we investigated the average voltage output which depends on two interrelated conditions, namely, the supply gas pressure, purging valve open time. In addition, flow visualization was performed to better understand the water build-up on the anode side and cathode side of PEMFC in terms of a variety of the current density. We analyzed the correlation between the purge condition and water flooding.
낙농가가 일반소비자들을 대면해 우리우유에 대해 이야기 나누고 낙농의 가치를 직접 알릴 수 있는 기회가 많아졌다. 지역마다 벌이고 있는 우유소비촉진 행사가 그렇고 소비자들이 낙농의 현장을 직접 느낄 수 있도록 목장 내 체험프로그램이나 문화행사와 같은 다양한 형태의 사업들도 운영되고 있다. 사실 어떠한 농축산업을 보아도 낙농만큼 보고 느낄만한 것이 많은 분야도 없을 것이다. 이렇게 흥미로운 소재를 갖고 있는 만큼 일반인들에게 친근하게 전해질 수 있다면 더욱 좋겠다. 안타깝게도 우리는 매일 있는 현장이니 대수롭지 않지만, 일반 소비자들에게 보기에 불편한 모습도 있을 수 있다는 것을 인지할 필요가 있다. 커다란 생명을 다루는 일이니 매일 엄청난 양의 분뇨가 퇴적되고 그래서 좋지못한 냄새가 발생되는 것은 당연하지만 아무런 책임의식없이 이를 방치를 하여 목장의 주변에 불편함을 제공해선 안된다는 것이다. 불편함이란 매우 주관 적일 수 있지만 그들의 느낌과 감정을 의식하지 않을 수 없게 되었다. 협회가 오랜기간 추진해온 깨끗한목장가꾸기운동 자체가 많은 것을 해결할 수는 없지만, 사육환경을 개선하고 주변 이웃들과 더불어 삶을 영위하고자 하는 요령과 정신을 담고 있다. 대체로 그렇듯, 매년 우수목장으로 선정된 목장주들을 보면 상당수가 늘 밝은 인상에 외지인들을 빈객 맞듯 대접하며, 좋은 것이 있으면 주변거주인들과도 나누며 원만한 관계를 유지하는 모습을 볼 수 있었다. 해도해도 끝이없는 목장일들, 수입유제품은 넘치고 우유는 남는다는데 이 모든게 농가잘못이라는 듯 몰아가는 요즘 일상의 작업들만으로도 이미 충분히 힘들고 괴로운 시기이다. 하지만 대대손손 이어가는 우리목장, 사회에 지속적으로 기여하는 낙농산업을 위해 더 넓게 그리고 자주 주변의 이웃과 소비지들의 시선을 의식하며 깨끗한목장가꾸기운동을 통해 우리 자신을 점검해볼 수 있었으면 좋겠다. 월간 낙농육우는 잘 관리된 목장환경을 기반으로 소비자들과의 교류에도 노력하며 우리낙농의 가치를 열심히 전달하고 있는 모범적인 목장을 둘러보았다.
Proper water management is vital to achieve high performance and durability of PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell). The effects of the residual water from PEFC after purge in shut-down processes on GDL/MEAs were investigated with freeze/thaw cycles Freeze/thaw cycle tests were conducted with single cells which were designed from transparent acryl plates. Single cells which contain several amount of residual water were cycles from $80^{\circ}C$ to $-28^{\circ}C$. The resistance changes of the single cells which have various amount of residual water were evaluated by ac-impedance analysis with 24 times of freeze/thaw cycles. Also, after the freeze/thaw cycles, the property changes were characterized by visual methods such as SEM, EPMA. Though it was difficult to observe noticeable property changes in the visual characterizations, the resistance of cells dramatically increased with the amount of remained water.
This study introduced a direct contact heat exchanger to enhance the efficiency of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs) systems. According to previous research, 28% of the operating costs of fuel cell systems are attributed to heat exchanger devices, prompting the design of a direct contact heat exchanger to address this issue. Optimal configurations were determined through computational fluid dynamics analysis and experimental device fabrication, and the enhanced heat exchange performance of the heat exchanger was experimentally confirmed. Through this, the contribution of the direct contact heat exchanger to the heat management and efficiency enhancement of PEMFC systems was established.
부신피질기능저히증은 부신에서 생산되는 글루코코르티코이드와 미네랄로코르티코이드의 결핍으로 발생한다. 개에서 부신피질기능저하증을 관리하기 위해 fludrocortisone이 사용되어왔다. 그러나 desoxycorticosterone pivalate의 경우 fludrocortisone과 대등한 효과와 보호자와 환자에게 적은 부담을 주기 때문에 최근 몇 년간 부신피질기능저하증 개의 관리를 위해 사용되었다. 임상증상, 전해질불균형, adrenocorticotropic hormone stimulation test를 통하여 부신피질 기능저하증으로 진단된 14마리의 개에서 DOCP의 효과를 분석하였다. DOCP의 초기용량은 2.2 mg/kg 으로 사용되었으며 25일 간격으로 근육 또는 피하로 주사되었다. DOCP의 효능을 보기 위해 25일 간격으로 임상증상, 혈청 전해질 수치, 혈청 요소질소, 크레아티닌 수치를 모니터링 하였다. Fludrocortisones은 개에서 효과적인 치료법이지만 부작용과 불충분한 반응으로 7마리의 개에서 DOCP로의 전환이 필요하였다. 7마리의 개는 처음부터 DOCP가 투약되어 총 14마리의 개가 DOCP로 관리 받았다. 12마리의 개에서 임상증상, 전해질 불균형이 완전히 해소되었으나 2마리의 개에서는 몸 떨림과 같은 약간의 임상증상이 여전히 남아있었다. 4마리의 개는 프레드니손의 정기적 투여가 필요하였다. 이러한 결과를 종합해 보면, fludrocortisone과 비교하여 DOCP가 임상증상과 전해질불균형의 개선에 훨씬 효과적이었으며 이 결과는 부신피질기능저하증 개에서 DOCP가 더 좋은 치료법임을 제시해준다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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