• Title/Summary/Keyword: 전해질 막

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Proton Exchange Membrane from Hydrophobic-hydrophilic Block Copolymers based on Sulfonated Poly(arylene ether sulfone) in Fuel Cells (술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 구조를 가진 소수성-친수성 블록공중합체 연료전지용 고분자 전해질막)

  • Park, Ji-Young;Choi, Jong-Ho;Kim, Hyung-Joong;Hong, Young-Taik
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.195-196
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    • 2009
  • 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 공중합체를 기본구조로 한, 6F OH를 알코올 단량체로 사용하여 블록 공중합체를 직접 중합법으로 합성하였다. 이때 각각의 소수성-친수성 소중합체들은 동일한 분자량을 이용하여 합성했으며 그때의 두 소중합체의 몰비는 1:1로 하여 블록 공중합체의 술폰화도를 50%로 고정하였다. N-메틸-2피롤리돈(NMP) 용매 상에서 연료전지용 고분자 전해질 막을 제조하여 이온전도도 및 메탄올 투과도등의 측정을 통하여 최종 블록 공중합체 전해질 막의 기본 특성을 파악했다. 소수성-친수성 소중합체의 분자량을 조절함에 따라 최종 전해질 막의 이온 전도도를 향상시킬 수 있음이 확인되었고, 연료전지 성능 테스트 결과에서도 나피온(Nafion 115)과 비슷한 성능을 보였다.

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Measurement of Hydrogen Crossover by Gas Chromatograph in PEMFC (고분자전해질 연료전지에서 기체 크로마토그래프에 의한 수소투과도 측정)

  • Jeong, Jaejin;Jeong, Jaehyeun;Kim, Saehoon;Ahn, Byungki;Ko, Jaijoon;Park, Kwonpil
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.52 no.4
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    • pp.425-429
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    • 2014
  • Until a recent day, degradation of PEMFC MEA(membrane and electrode assembly) has been studied, separated with membrane degradation and electrode degradation, respectively. But membrane and electrode were degraded coincidentally at real PEMFC operation condition. During simultaneous degradation, there was interaction between membrane degradation and electrode degradation. Hydrogen permeability was used often to measure degradation of electrolyte membrane in PEMFC. In case of hydrogen permeability measured by LSV(Linear Sweep Voltammetry) method, the degradation of electrode decrease the value of hydrogen crossover current due to LSV methode's dependence on electrode active area. In this study hydrogen permeability was measured by gas chromatograph(GC) when membrane and electrode degraded at the same time. It was showed that degradation of electrode did not affect the hydrogen permeability measured by GC because of GC methode's independence on electrode active area.

Fabrication and Characterization Nano Porous Anodic ZrO2 Membranes by Two-Step Anodizing (2 단계 양극 산화를 이용한 ZrO2 나노 다공성 산화막의 제조와 특성에 관한 연구)

  • Seo, Eui-Young;Choi, Se-Kyeong;Shin, Ik-Soo;Kang, Wee-Kyung
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.57 no.5
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    • pp.547-553
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    • 2013
  • Zirconium oxide ($ZrO_2$) nano porous membranes were fabricated by electrochemical two-step anodization with an electropolished zirconium substrate in inorganic water-based and organic electrolyte systems containing small amounts of fluoride. Using two-step anodization and organic electrolytes, highly regular and ordered nanotubular $ZrO_2$ oxide layers can be compared with aqueous electrolytes. The morphology and size of the nano porous layers were characterized by FE-SEM (field emission scanning electron microscopy), XRD (X-ray diffraction), and EDS (energy dispersive spectroscopy). Luminescence properties were investigated by photoluminescence measurements.

스크린 프린팅법을 이용하여 제조된 고분자 전해질 연료전지의 MEA 특성

  • 임재욱;최대규;류호진
    • Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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    • 2003.12a
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    • pp.99-104
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    • 2003
  • 본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지의 촉매 슬러리 함침 도구와 전극 촉매층 형성 방법이 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 촉매 슬러리 함침 도구는 브러쉬, 스프레이 건, 스크린 프린터를 이용하였으며, 전극 촉매층 형성 방법은 스크린 프린터를 이용하여 고분자 전해질 막 위에 전극 촉매층을 형성하는 방법, 카본 페이퍼 위에 전극 촉매층을 형성하는 방법과 위의 두 방법을 결합하여 전극 촉매층을 형성하는 방법으로 구분하였다. 스크린 프린터로 제조된 전극은 브러쉬와 스프레이 건으로 제조된 전극들과 비교하여 백금 함침량을 50% 이상 줄일 수 있었으며, 고분자 전해질 막 위에 전극 촉매층을 형성하는 방법과 카본 페이퍼에 전극 촉매층을 형성하는 방법을 결합한 전극이 $1A/\textrm{cm}^2$에서 0.6V로 가장 좋은 I-V 특성을 나타내었다.

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Electrochemical Properties of Activated Carbon Supercapacitors Adopting Hydrophilic Silica and Hydrogel Electrolytes (친수성 실리카와 하이드로겔 전해질이 적용된 활성탄 수퍼커패시터의 전기화학적 특성)

  • Lee, Hae Soo;Park, Jang Woo;Lee, Yong Min;Ryou, Myung Hyun;Kim, Kwang Man;Ko, Jang Myoun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • v.54 no.3
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    • pp.293-298
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    • 2016
  • A hydrogel electrolyte consisting of 6 M KOH aqueous solution, potassium polyacrylate (PAAK, 3 wt.%), and a hydrophilic silica OX50 (1 wt.%) was prepared to use as an electrolyte medium coated on a Scimat separator of activated carbon supercapacitor. The silica particle distributed homogeneously on surface pores of the separator to increase ionic conductivity and electrochemical stability of the hydrogel electrolyte. The silica addition also involved superior specific capacitance even at higher scan rates due to decrease in interfacial resistance between hydrogel electrolyte and activated carbon electrode.

Three Dimensional Computational Study on Performance and Transport Characteristics of PEMFC by Flow Direction (유동방향 변화에 따른 고분자 전해질 연료전지의 성능 및 전달특성에 대한 3차원 수치해석적 연구)

  • Lee, Pil-Hyong;Han, Sang-Seok;Hwang, Sang-Soon
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.11 no.1
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    • pp.51-58
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    • 2008
  • Many researches for effects of different flow configurations on performance of Proton Exchange Membrane Fuel Cell have extensively been done but the effects of flow direction at the same flow channel shape should be considered for optimal operation of fuel cell as well. In this paper a numerical computational methode for simulating entire reactive flow fields including anode and cathode flow has been developed and the effects of different flow direction at parallel flow was studied. Pressure drop along the flow channel and density distribution of reactant and products and water transport, ion conductivity across the membrane and I-V performance are compared in terms of flow directions(co-flow or counter-flow) using above numerical simulation method. The results show that the performance under counter-flow condition is superior to that under co-flow condition due to higher reactant and water transport resulting to higher ion conductivity of membrane.

Synthesis and Characterization of Poly(ether Sulfone)s Containing Bisphenol-TP for PEMFC (고분자 전해질 막 연료전지를 위한 Bisphenol-TP를 포함한 Poly(ether sulfone)s 고분자 막의 합성과 특성)

  • Lim, Young-Don;Seo, Dong-Wan;Lee, Soon-Ho;Islam, Monirul;Kang, Da-Lib;Kim, Whan-Gi
    • Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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    • v.21 no.4
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    • pp.307-312
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    • 2010
  • Poly (ether sulfone)s with Bisphenol-TP and Bisphenol-AF were prepared with Bisphenol-TP <4,4-dihydroxy tetraphenyl methane>, 4-Fluorophenyl sulfone, and Bisphenol-AF <4,4-(hexafluoroisopropylidene) diphenol> using Potassium carbonate in Sulfolane at $210^{\circ}C$. Sulfonated PBTP-AF were obtained by reaction of Chlorosulfuric acid with copolymers. A series of copolymers were studied by $^1H$-NMR spectroscopy, Differential Scanning Calorimeter (DSC), and Thermo Gravimetric Analysis (TGA). Sorption experiments were conducted to observe the interaction of polymers with water and methanol.

전해질 유전막을 이용한 신축가능 투명 그래핀 트렌지스터

  • Lee, Seung-Gi;Kim, Beom-Jun;Jo, Jeong-Ho;An, Jong-Hyeon
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.77.2-77.2
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    • 2012
  • 급속한 첨단기술의 발전으로 인해 차세대 정보산업의 핵심 기술은 사용자의 편의를 바탕으로 필요에 따라 형태가 변환되어 휴대 또는 착용이 가능하고 다양한 기능이 융합된 전자소자의 기술을 개발 하는 것이다. 현재까지는 이를 구현하기 위해 저분자, 고분자 반도체 및 박막형 무기 반도체를 이용하여 신축 가능한 소자를 구현 하였으나 기존 소재들의 제한적인 물성으로 인해 그 연구가 한계를 다다르고 있다. 이에 반해 신소재 그래핀은 우수한 기계적, 전기적 및 광학적 특징을 동시에 가지고 있는 물질로써 유연 소자분야에 적합한 재료로 각광받고 있다. 하지만 뛰어난 그래핀의 특성에도 불구하고 소자를 구성하는 다른 요소인 기판, 유전막 등의 물성적 한계로 인하여 신축 가능한 소자제작을 위해서는 아직도 많은 과제가 남아있다. 본 연구에서는 Polydimethylsiloxane (PDMS) 고무기판 위에 전해질 유전막을 도입하여 신축 가능하고 투명한 그래핀 트렌지스터를 구현하였다. 에어로졸 프린팅 방법으로 상온에서 형성 된 전해질 유전막은 높은 정전용량으로 인해 3V이하의 낮은 전압에서도 소자가 구동하는 것을 확인할 수 있었으며, 1100 과 420 $cm^2/Vs$의 높은 정공과 전자의 이동도를 나타내었다. 뿐만 아니라 이러한 전기적 특성은 외부에 가해지는 5%의 응력 및 1000회의 피로도 테스트 후에도 안정적인 거동을 보이는 매우 우수한 탄성특성을 보였다.

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Development of Crosslinked Sulfonated Poly(ether sulfone)s as Novel Polymer Electrolyte Membranes (새로운 연료전지용 술폰화된 PES계 가교 고분자 전해질 막의 개발)

  • Oh, Young-Seok;Lee, Myung-Gun;Kim, Tae-Hyun
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.53 no.3
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    • pp.345-354
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    • 2009
  • Sulfonated poly(ether sulfone)s (PESs) with a network structure were prepared by heat-induced crosslinking of the allyl-terminated telechelic sulfone polymers using a bisazide and their structure was analyzed by $^1H$ NMR. Having both uniform distribution of the hydrophilic conductive sites and controlled hydrophobic nature by minimized crosslinking, the crosslinked polymer (PES-60) membrane offered excellent proton conductivity at high temperature with a good thermal stability. In addition, selectivity of the crosslinked membrane (PES-60) was more than three times than that of Nafion$^{(R)}$.