Various polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) startup procedures were tested to explore possible techniques for reducing performance decay and improving durability during repeated startup-shutdown cycles. The effects of applying a dummy load, which prevents cell reversal by consuming the air at the cathode, on the degradation of a membrane electrode assembly (MEA) were investigated via single cell experiments. The electrochemical results showed that application of a dummy load during the startup procedure significantly reduced the performance decay, the decrease in the electrochemically active surface area (EAS), and the increase in the charge transfer resistance ($R_{ct}$), which resulted in a dramatic improvement in durability. After 1200 startup-shutdown cycles, post-mortem analyses were carried out to investigate the degradation mechanisms via various physicochemical methods including FESEM, an on-line $CO_2$ analysis, EPMA, XRD, FETEM, SAED, FTIR. After 1200 startup-shutdown cycles, severe Pt particle sintering/agglomeration/dissolution and carbon corrosion were observed at the cathode catalyst layer when starting up a PEMFC without a dummy load, which significantly contributed to a loss of Pt surface area, and thus to cell performance degradation. However, applying a dummy load during the startup procedure remarkably mitigated such severe degradations, and should be used to increase the durability of MEAs in PEMFCs. Our results suggest that starting up PEMFCs while applying a dummy load is an effective method for mitigating performance degradation caused by reverse current under a repetition of unprotected startup cycles.
우리나라에서 생산되는 장려품종 중 팔달, 단엽, 장백, 백운, 장엽콩과 재래종 중 검정콩(Local 1), 갈색아주까리콩(Local 2)등 7품종을 대상으로 수분흡수특성 및 부피변화에 대하여 조사하였다. 수분흡수의 특성에서 시료 품종 모두 $40^{\circ}C$ 이상으로 온도가 증가하면서 평형에 도달한 무게증가율은 낮아졌으며 초기흡수속도에서는 $60^{\circ}C$까지 증가하다가 그 이상의 온도에서는 큰 차이가 없었다. 수분흡수속도상수는 $4{\sim}60^{\circ}C$의 범위에서 검정콩이 다른 품종들보다 높았으며 갈색아주까리콩은 가장 낮았다. 수분흡수의 활성화에너지는 3,246cal/mole에서 4,694cal/mo1e의 범위였다. 부피증가속도는 장백과 검정콩이 빠른 경향이었고 팔달이 느린 경향을 보였으며 부피증가의 활성화에너지는 3,310 cal/mole에서 4,190 cal/mole의 범위였고 수화도의 온도 의존성(z값)은 무게증가로 계산한 것보다 부피증가로 계산한 값이 다소 높았다.
In this study, Urban Climate Simulation was performed using 3-Dimensional Urban Canopy Model. The characteristics of urban thermal environment was analyzed by classifying land coverage and increasing natural land coverage ratio. The results are as follows. The characteristics of the land coverage on urban thermal environment formation can be summarized by the effects like higher temperature on the artificial coverage, and the contrary effects on the natural coverage. When the water coverage 100% was made up, maximum temperature was declined by $5.5^{\circ}C$, humidity by the 6.5g/kg, wind velocity by 0.6m/s, convective sensible heat by $400W/m^2$ and the evaporative latent heat was increased by $370W/m^2$ compared to when artificial coverage 100% was formed. These simulation results need to be constructed as DB which shows urban quantitative thermal characters by the urban physical structure. These can be quantitative base for suggesting combinations of the building and urban planning features at the point of the desirable urban thermal environment as well as analysing urban climate phenomenon.
본 연구에서는 바이오매스로 커피원두를 이용하여 합성한 카본재료에 도전재로 주석을 이용하였다. 주석을 첨가하는 방법에 따라 단순 혼합, 화학적인 방법을 이용하여 혼합체를 만들어 시료를 합성하였다. 시료에 대한 XRD를 이용하여 주석과 탄소가 혼합된 구조를 가지고 있음을 확인하였고 SEM을 통한 합성된 시료구입자크기($12{\sim}85\;{\mu}m$)와 형태를 확인하였다. 충 방전 테스트를 실시하여 15사이클에서 카본블랙을 사용했을 때(105 mAh/g)보다 주석을 화학적으로 혼합을 시킨 시료의 경우(191 mAh/g)가 방전용량이 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있었고, 주석을 단순 혼합을 실시한 경우에서는 카본블랙과 비슷한 용량(131 mAh/g)을 보였다.
용융탄산염 연료전지 상용화를 위해서 40,000 시간이상 장기 운전이 가능해야 한다. 장기운전을 위해 크랙 발생이 적고 기계적 강도가 높은 강화 매트릭스의 개발이 절실히 요구되고 있다. 본 연구에서는 $LiAlO_2$에 알루미늄 나노입자를 첨가하여 매트릭스의 기계적 강도를 향상시키는 연구를 수행하였다. 나노 알루미늄 첨가 $LiAlO_2$ 그린 시트를 수소 분위기에서 열처리한 결과, 공기 분위기에서 열처리한 매트릭스에 비해 기계적 강도가 1.5배 증가함을 확인하였다. 이는 환원분위기에서 열처리를 할 경우, 알루미늄의 입자간의 소결으로 인한 neck이 형성 되어 $LiAlO_2$ 입자 간에 다리를 만들어주는 효과가 나타나 매트릭스의 기계적 강도가 크게 증진되었으리라 판단된다.
결정화/응집(crystallization by drowning-out/agglomeration, D/A) 기법으로 구형 DADNE/AP 에너지 복합체를 제조하였다. DADNE 입자와 AP 입자의 응집은 가교액 주입량, 교반 속도, 체류 시간에 영향을 받는 것으로 확인되었다. 복합체의 입도는 가교액의 주입량이 증가할수록 급격하게 증가하였으며, 교반 속도는 빠를수록, 체류 시간은 길수록 복합체의 입도는 증가하다가 감소하는 경향을 보였다. 열중량 분석 결과 DADNE의 첨가는 AP의 저온 분해(Low temperature decomposition, LTD) 영역을 활성화시킴을 알 수 있었다. 순수한 AP는 LTD에서 약 30 wt% 정도 분해됨을 알 수 있었다. 반면, DADNE가 물리적인 혼합에 의해 제조된 복합체의 경우 AP의 70 wt%가 분해되었고, D/A 기법으로 제조된 복합체의 경우 AP의 LTD 분해가 90 wt%까지 증가됨을 알 수 있었다.
In this work, sulfonated poly (ether ether ketone) (SPEEK) composite membranes including strontium zirconate (SrZrO3) were fabricated by the electrospinning method. Fourier-transform infrared spectroscopic analysis and X-ray diffraction analysis were used to identify the chemical structure and the crystallinity of SrZrO3 and electrospun composite membranes. The thermal stability of the pure SPEEK and SPEEK/SrZrO3 electrospun composite membranes were investigated by using thermogravimetric analysis. The physicochemical properties and proton conductivity were enhanced with the addition of different weight ratio of SrZrO3 nanofiller (2, 4 and 6 wt%) in SPEEK polymer. The optimized SPEEK/SrZrO3-4 electrospun membrane containing 4 wt% of SrZrO3 showed a high proton conductivity compared to other electrospun SPEEK/SrZrO3 composite membranes. The results indicate that electrospun composite membranes incorporating these perovskite nanofillers should be explored as potential candidates for use in proton exchange membrane fuel cells.
매립지는 도심부 혹은 내륙지역과는 달리 독특한 지형적 자연환경 특성을 가지고 있으며 내륙지역에 비해 낫은 기온, 강한 바람, 과다한 일사조건, 해염을 포함한 습기라는 기후적 악조건을 가지고 있다. 따라서 워터프런트를 개발할 경우는 매립에 따른 기후환경 특성을 상세하게 파악하여 적합한 개발 및 체계적인 유지관리가 필요하다. 워터프런트의 지형적, 기후적 특성을 충분히 검토하지 않고 개발을 추진한 경우 기후환경의 악화와 더불어 시설의 하자발생 및 부정확한 설비용량 산정에 따른 에너지비용 및 유지관리비용의 상승이 초래될 수 있다. 본 연구에서는 현재 매립ㆍ개발이 진행되고 있는 부산 신항만지역의 환경친화적 에너지 수급계획을 위하여 신항만지역의 표준기상데이터를 작성하고, 이를 바탕으로 현재 계획되어 있는 상업ㆍ업무시설과 주거시설을 대상으로 동적 최대 열부하계산을 실시하여 신항만지역 배후도시의 설비용량 산정을 위한 기초자료를 제시하였다.
Numerical performance analysis of the vane-roller integral type swing compressor was conducted. The swing compressor has been investigated for the highly efficient air conditioning system. Performance analysis results of the swing compressor were compared with those of a conventional rotary compressor. Mechanical and gas losses of a swing compressor were larger than those of a rotary compressor. However in case of mass flow rate from the discharge port, the swing compressor was about 6.68% higher than the rotary compressor. Hence the EER, the cooling capacity and the compressor work of the swing compressor were about 3.71%, 6.69% and 2.90% higher than the rotary compressor respectively.
차세대 태양전지로 주목받는 화합물 박막 태양전지(CIGS, CdTe, etc)는 광흡수계수가 매우 높아 얇은 두께의 광흡수층으로도 빛을 효과적으로 흡수할 수 있으므로 광흡수층의 역할이 매우 중요하며 이에 대한 정확한 정보와 이해는 필수적이다. 특히 GIGS 박막 태양전지의 정량 및 각 원소의 깊이 방향의 분포를 분석하는 것은 박막형 태양전지 개발에 크게 기여한다 [1,2]. 본 실험에서는 조성비를 알고 있는 균질한 CIGS박막을 표준시료로 사용하여 ICP-MS로 측정하여 평균농도를 구한 뒤 TOF-SIMS, D-SIMS, Auger Electron Spectroscopy (AES) 로 깊이 방향 분석 결과를 통해 상대감도(RSF)를 계산한 후 각 원소의 농도로 변환하여 정량분석 결과를 얻었다. 일반적으로 손쉽게 정량적인 정보를 얻는 AES에 비해 정량성이 떨어지는 TOF-SIMS와 D-SIMS는 스퍼터링시 사용되는 Cs 빔과 시료 내 금속과의 클러스터 이온(GaCs+와 InCs+)의 깊이 방향 조성을 이용하면 매트릭스 효과를 배제할 수 있어서 좀 더 정확한 정량 분석이 가능하므로 시료내 금속과 Cs 이 결합된 클러스터 이온의 깊이 방향 조성을 측정하여 각원소의 농도를 계산하였고 스퍼터링 에너지를 포함한 실험 변수에 따른 재현성 및 정량성의 차이를 비교분석하였다. 또한 CIGS층에 불순물로 들어 있는 미량원소들의 깊이 분포도도 함께 관찰하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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