• 제목/요약/키워드: Alkaline electrolyte

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알칼리 연료전지 전극제조에 관한 연구 (A Study on Electrode Preparation for Alkaline Fuel Cell)

  • 홍진기;이경주;이화영
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제2권1호
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    • pp.57-67
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    • 1990
  • This study is proposed to investigate the effect of electrode preparation method for Alkaline Fuel Cell using NaOH as an electrolyte on the Fuel Cell performance. The materials used for the preparation of electrode are Pt and Ag on Vulcan XC-72. Surface area of Vulcan XC-72 have different values according to the pretreatment conditions and the dispersion of Pt is dependent on the impregnation Particle size of Pt impregnated on unpretreated carbon was observed to be $20{\sim}40{\AA}$ and that on pretreated carbon in $N_2$ stream at $950^{\circ}C$ was found to be finely dispersed less then $15{\AA}$. The electrode performance was affected by the particle size of metals and operating temperature. It was revealed from this study that the optimum particle size about $30{\AA}$ and optimum temperature range is between $90{\sim}100^{\circ}C$.

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Serum Biochemical Values during Antler Growth in Sika Deer (Cervus nippon)

  • Jeon, B.T.;Kang, S.K.;Lee, S.M.;Hong, S.K.;Moon, S.H.
    • Asian-Australasian Journal of Animal Sciences
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    • 제20권5호
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    • pp.748-753
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    • 2007
  • Serum biochemical values were measured in blood samples collected from 8 fasted stags from both jugular and femoral veins at 18-day intervals during antler growth. Samples were analyzed for blood substrate, enzyme activity values, minerals and electrolyte. There were no significant differences in total protein, albumin, urea, creatinine, triglyceride, glucose or cholesterol concentration between veins or sampling dates. However, total-bilirubin concentration in the jugular vein on the casting date was three times higher than on the other sampling dates (p<0.05). There were no significant differences in alkaline phosphatase, aspartate aminotransferase, and alanine aminotransferase with progressing antler growth. The highest level of alkaline phosphatase concentration was on day 55 after casting. There were no significant differences in inorganic phosphorus, sodium and chloride concentration between jugular and femoral samples. Calcium concentration was significantly higher in the femoral vein on the cutting date (55 day) than in the jugular vein (p<0.05). There were few changes in serum biochemical values. However, some electrolytes and minerals had differences during antler growth. It is suggested that despite such a big event as antler growth, blood biochemical values are not variable if feeding conditions are consistently maintained as was the case in this study.

화학적 가교를 이용한 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxde)계 음이온 교환막의 제조 및 알칼리 연료전지용 특성평가 (Development of Anion Exchange Membrane based on Crosslinked Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) for Alkaline Fuel Cell Application)

  • 성승화;이보련;최욱;김태현
    • 멤브레인
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    • 제29권3호
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    • pp.173-182
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    • 2019
  • 화석연료 사용이 증가하면서 온실가스 및 대기오염가스 등의 환경오염 문제가 심각해졌다. 이를 해결하기 위한 신재생에너지, 친환경적인 대체에너지원을 찾기 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 연료전지는 전기에너지를 발생하며 부산물로 물만이 생성되는 친환경 에너지 발생장치다. 특히, 전해질로 음이온 교환막을 사용하는 음이온 교환막 연료전지(Anion Exchange Membrane Fuel Cell)는 높은 촉매의 활성으로 양이온 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel cell)와 다르게 저가의 금속 촉매를 사용할 수 있는 장점 때문에 관심이 높아지고 있다. 음이온 교환막으로써 요구되는 주요 특성은 높은 이온($OH^-$) 전도도 및 높은 pH의 구동조건에서의 안정성이다. 본 연구에서는 PPO계 고분자의 화학적 가교 반응을 이용해 얻어진 가교형 고분자 막의 낮은 기계적인 특성과 치수 안정성을 높이기 위해 보다 높은 분자량을 갖는 고분자 사용과 함께 가교율 증대를 통해 보다 높은 이온 전도도와 기계적인 성질, 높은 화학적인 안정성뿐만 아니라 실제 연료전지 구동조건에서 높은 셀 성능을 갖는 AEMFC용 고분자 전해질 막을 개발했다.

니켈수소전지용 수산화니켈 입자의 표면처리와 전해액 첨가제 LiOH의 전기화학적 거동 (Electrochemical Behaviors of the Surface-Treated Nickel Hydroxide Powder and Electrolyte Additive LiGH for Ni-MH Batteries)

  • 김호성;오익현
    • 전기화학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.115-119
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    • 2008
  • 본 논문은 니켈수소전지의 양극 재료인 수산화니켈의 단일 입자 및 코발트 금속산화물에 의해 표면처리 된 수산화니켈 단일 입자에 대해 각각 알카리 전해액 중의 LiOH 첨가 효과를 마이크로전극 측정시스템을 사용하여 평가하였다. 전위 주사법에 의해 실험한 결과, 수산화니켈 입자에 대한 산화환원 반응과 산소발생 반응에 대한 전기화학적 거동을 보다 명확히 확인 할 수 있었다. 특히, LiOH 첨가에 의해 관찰되는 특징적인 변화는 환원전류 피크가 매우 낮고 브로드하게 반응하는 것으로서, LiOH가 수산화니켈 입자의 격정 구조에 영향을 주어 전기화학적 반응특성에 관여함을 알 수 있다. 그러나 표면 개질 하지 않는 수산화니켈 입자에 LiOH를 첨가 할 경우 용량 및 사이클 특성이 동시에 저하하는 경향을 의였다. 그러나 코발트 금속 산화물로 표면 개질 한 수산화니켈 입자의 경우, LiOH 첨가에 의해 용량 및 싸이클 특성이 향상되는 현상이 관찰 되었다.

A Review of Industrially Developed Components and Operation Conditions for Anion Exchange Membrane Water Electrolysis

  • Lim, Ahyoun;Cho, Min Kyung;Lee, So Young;Kim, Hyoung-Juhn;Yoo, Sung Jong;Sung, Yung-Eun;Jang, Jong Hyun;Park, Hyun S.
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제8권4호
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    • pp.265-273
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    • 2017
  • Solid-state alkaline water electrolysis is a promising method for producing hydrogen using renewable energy sources such as wind and solar power. Despite active investigations of component development for anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE), understanding of the device performance remains insufficient for the commercialization of AEMWE. The study of assembled AEMWE devices is essential to validate the activity and stability of developed catalysts and electrolyte membranes, as well as the dependence of the performance on the device operating conditions. Herein, we review the development of catalysts and membranes reported by different AEMWE companies such as ACTA S.p.A. and Proton OnSite and device operating conditions that significantly affect the AEMWE performance. For example, $CuCoO_x$ and $LiCoO_2$ have been studied as oxygen evolution catalysts by Acta S.p.A and Proton OnSite, respectively. Anion exchange membranes based on polyethylene and polysulfone are also investigated for use as electrolyte membranes in AEMWE devices. In addition, operation factors, including temperature, electrolyte concentration and acidity, and solution feed methods, are reviewed in terms of their influence on the AEMWE performance. The reaction rate of water splitting generally increases with increase in operating temperature because of the facilitated kinetics and higher ion conductivity. The effect of solution feeding configuration on the AEMWE performance is explained, with a brief discussion on current AEMWE performance and device durability.

고출력.고에너지 밀도의 아연금속-공기전지 (Rechargeable Zn-air Energy Storage Cells Providing High Power Density)

  • 박동원;김진원;이재광;이재영
    • 공업화학
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    • 제23권4호
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    • pp.359-366
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    • 2012
  • 아연금속-공기전지는 기존의 이차전지보다 높은 중량당 에너지 밀도, 낮은 제조단가를 가짐과 동시에 소재적으로 친환경적이다. 소형 및 중대형 전력 저장 시스템, 전기자동차, 스마트 휴대기기의 상용화에 있어 최우선시 되고 있는 것은 배터리의 충 방전 능이다. 따라서 환원 촉매의 높은 과전압, 산화 전극의 불안정성 및 비가역성, 액체 전해질 사용에 따른 여러 문제점을 해결하여야 한다. 본 총설에서는 공기극 막의 손상 방지 기술, 아연금속 전극의 구조 개선을 통한 충전효율 저하 방지 기술, 부반응 및 부동태화를 막기 위한 하이브리드 전해질 도입 등의 최근 기술적 이슈와 연구동향을 소개하고자 한다.

In-situ spectroscopic studies of SOFC cathode materials

  • 주종훈
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.70.1-70.1
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    • 2012
  • In-situ X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) and infrared (IR) spectroscopy studies of SOFC cathode materials will be discussed in this presentation. The mixed conducting perovskites (ABO3) containing rare and alkaline earth metals on the A-site and a transition metal on the B-site are commonly used as cathodes for solid oxide fuel cells (SOFC). However, the details of the oxygen reduction reaction are still not clearly understood. The information about the type of adsorbed oxygen species and their concentration is important for a mechanistic understanding of the oxygen incorporation into these cathode materials. XPS has been widely used for the analysis of adsorbed species and surface structure. However, the conventional XPS experiments have the severe drawback to operate at room temperature and with the sample under ultrahigh vacuum (UHV) conditions, which is far from the relevant conditions of SOFC operation. The disadvantages of conventional XPS can be overcome to a large extent with a "high pressure" XPS setup installed at the BESSY II synchrotron. It allows sample depth profiling over 2 nm without sputtering by variation of the excitation energy, and most importantly measurements under a residual gas pressure in the mbar range. It is also well known that the catalytic activity for the oxygen reduction is very sensitive to their electrical conductivity and oxygen nonstoichiometry. Although the electrical conductivity of perovskite oxides has been intensively studied as a function of temperature or oxygen partial pressure (Po2), in-situ measurements of the conductivity of these materials in contact with the electrolyte as a SOFC configuration have little been reported. In order to measure the in-plane conductivity of an electrode film on the electrolyte, a substrate with high resistance is required for excluding the leakage current of the substrate. It is also hardly possible to measure the conductivity of cracked thin film by electrical methods. In this study, we report the electrical conductivity of perovskite $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_{3-{\delta}}$ (LSC) thin films on yttria-stabilized zirconia (YSZ) electrolyte quantitatively obtained by in-situ IR spectroscopy. This method enables a reliable measurement of the electronic conductivity of the electrodes as part of the SOFC configuration regardless of leakage current to the substrate and cracks in the film.

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알카리 수전해에서 전극 형상의 영향에 관한 연구 (A Study on Effect of the Shape of Electrodes in Alkaline Water Electrolysis)

  • 최수광;김종수;한진목;윤성호;김세웅;정영관
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제28권2호
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    • pp.121-128
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    • 2017
  • For an investigation on the effect of the shape of electrodes in alkaline water electrolysis, two kinds of stack with circular and square electrode array are used to visualize both for behaviors of hydrogen bubble around the electrodes and for measurements of hydrogen production from these two stacks. The electrolytes for the hydrogen production experiment were applied for 20 wt%, 25 wt%, 30 wt% and 35 wt% of KOH alkaline aqueous solutions. As a result, the adhesion length of bubbles attached around the square electrode in the visualization experiment was found to be 1.7 times longer compared with the attached around the circular electrode. In the hydrogen production experiments, the volume of hydrogen production of the stack by using circular electrode array was approximately 3% more than that of the stack with square electrode array. These observations may be caused by the effect of the bubbles attached to the around the electrodes obstructing mass transfer such as hydrogen exhaust and electrolyte supply.

음이온교환막 연료전지를 위한 TiO2 함량 조절에 따른 QPAE/TiO2-x 복합막의 치수안정성 및 이온전도도 동시 개선 연구 (Simultaneous Improvement of Dimensional Stability and Ionic Conductivity of QPAE/TiO2-x Composite Membranes According to TiO2 Content Control for Anion Exchange Membrane Fuel Cells)

  • 김상희;유동진
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.19-27
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    • 2022
  • A series of QPAE/TiO2-x (x = 1, 4, 7 and 10 wt%) organic/inorganic composite membranes were prepared as electrolyte membranes for alkaline anion exchange membrane fuel cells by controlling the content of inorganic filler with quaternized poly(arylene ether) (QPAE) random copolymer. Among the prepared QPAE/TiO2-x organic/inorganic composite membranes, the highest ionic conductivity was 26.6 mS cm-1 at 30℃ in QPAE/TiO2-7 composite membrane, which was improvement over the ionic conductivity value of 6.4 mS cm-1 (at 30℃) of the pristine QPAE membrane. Furthermore, the water uptake, swelling ratio, ionic exchange capacity, and thermal property of QPAE/TiO2-x composite membranes were improved compared to the pristine QPAE membrane. The results of these studies suggest that the fabricated QPAE/TiO2-x composite membranes have good prospects for alkaline anion exchange membrane fuel cell applications.

Streptozotocin 유도 당뇨성 흰쥐의 혈당, 전해질 및 지질대사에 삼백초 추출액이 미치는 영향 (The Effects of Saururus chinensis Baill Extract Administration on the Blood Glucose, Electrolyte and Lipid Metabolism in STZ-Induced Hyperglycemic Rats)

  • 김한수
    • 생명과학회지
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    • 제16권6호
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    • pp.911-918
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    • 2006
  • Streptozotocin(STZ 55 mg/kg BW., I.P. injection)으로 유발된 당뇨성 Sprague Dawley계 수컷 흰쥐에 있어서, 삼백초 생리활성물질 추출액(3.5 g% extract)의 섭취에 의한 혈당, 전해질, 혈청 지질개선효과 및 당질대사 이상 등에 관여하는 효소의 활성 변동을 생리생화학적 측면에서 검토하기 위하여 본 실험을 수행하였다. 기본식이만을 급여한 대조군인 Normal군을 비롯한 STZ 당뇨 유발군(NSW군), 당뇨 유발에 삼백초 잎 추출액을 섭취시킨 군(NSSL군) 및 당뇨 유발에 삼백초 뿌리 추출액을 섭취시킨 군(NSSR군)을 5주간 실험 사육하였다. 혈당 농도는 당뇨 유발군에 삼백초 추출액을 급여하므로서 유의적으로 저하됨을 관찰할 수가 있었다. 또한 혈청 총 콜레스테롤, 동맥경화지수, LDL, LDL- 콜레스테롤, 유리 콜레스테롤, 콜레스테롤 에스테르 비, 중성지방 및 인지질 농도 등은 삼백초 추출액을 섭취시킨 군(NSSL군, NSSR군)에서 농도가 유의성 있게 감소되는 것으로 나타났다. 한편, HDL-콜레스테롤 및 총 콜레스테롤에 대한 HDL-콜레스테롤 비 등은 삼백초 추출액 섭취(NSSL군, NSSR군)에 의해서 유의성 있게 증가 되는 것으로 나타났다. 혈청 중의 전해질(Na, K, Cl) 및 creatinine 농도는 STZ으로 당뇨 유발군에 삼백초 추출액을 섭취시킴으로서 유의성 있는 농도 저하 효과를 보였다. 또한, 혈청 중 aminotransferase(AST, ALT), creatine phosphokinase(CPK), lactate dehydrogenase(LDH) 및 alkaline phosphatase(ALP)의 활성은 STZ으로 당뇨 유발 시킨 후 삼백초 추출액을 섭취시킴으로서 저하되는 것으로 나타났다. 한편, 삼백초 잎(NSSL군)과 뿌리(NSSR군) 추출액 섭취에 따른 혈당, 각 종 지질 성분 및 효소 활성치의 두 군 간의 비교는 삼백초 잎이 뿌리 추출액에 비하여 다소 효과적인 차이를 보였으나 유의성 있는 변화는 보이지 않았다. 이상과 같은 결과들을 미루어 볼 때, 삼백초 중의 생리활성물질이 STZ으로 유발된 당뇨성 흰쥐의 혈당 조절 기능이상 및 혈청 지질대사 이상 등에서 오는 각종 질환의 예방 및 개선 작용에 효과가 있을 것으로 생각된다.