• 에너지공학
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• 제1권1호
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• pp.58-65
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• 1992

인산형 연료전지의 전극성능의 향상을 위해 Hot Pressing공정을 사용하여 Pt이 담지된 다공성 탄소전극(Pt/C)을 제조하였다. Hot pressing의 조건, 촉매층에서의 PTEE 함량을 변화시켜 제조한 Pt/C 전극의 전기화학적 산소환원특성 및 인산형 단위전지 성능특성을 비교하였다. 실험결과 Hot Pressing의 최적조건은 36$0^{\circ}C$, 10kg/$\textrm{cm}^2$이었다. 최대성능은 촉매층에 30wt%의 PTFE 함량을 가진 전극에서 얻어졌으며, 이때 백금의 이용율은 80%이었다. 단위전지의 성능측정 결과, hot pressing한 전극의 성능은 700㎷에서 200mA/$\textrm{cm}^2$이었으며 200시간동안 안정적인 성능이 유지되었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권10호
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• pp.867-870
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• 2001

지지촉매로 Ni-graphite를 사용하고 ${C_2}{H_2}$를 이용한 열화학기상증착법에 의하여 탄소나노소재를 합성하였다. 합성된 시편은 SEM, TEM, 라만 분광법으로 분석하였으며, 수소저장특성은 전기화학적인 방법에 의하여 평가하였다. 탄소나노소재 합성시 메카노케미컬 처리과정을 거친 시편이 거치지 않은 시편에 비하여 탄소나노튜브의 순도가 우수하였다. 한편, 탄소나노소재를 정제함에 따라 수소저장특성이 크게 향상되었다.

• Macromolecular Research
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• 제14권1호
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• pp.101-106
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• 2006

The transport of reactant gas, electrons and protons at the three phase interfaces in the catalytic layers of membrane electrode assemblies (MEAs) in proton exchange, membrane fuel cells (PEMFCs) must be optimized to provide efficient transport to and from the electrochemical reactions in the solid polymer electrolyte. The aim of reducing proton transport loss in the catalytic layer by increasing the volume of the conducting medium can be achieved by filling the voids in the layer with small-sized electrolytes, such as dendrimers. Generation 1.5 and 3.5 polyamidoamine (PAMAM) dendrimer electrolytes are well-controlled, nanometer-sized materials with many peripheral ionic exchange, -COOH groups and were used for this purpose in this study. The electrochemically active surface area of the deposited catalyst material was also investigated using cyclic voltammetry, and by analyzing the Pt-H oxidation peak. The performances of the fuel cells with added PAMAM dendrimers were found to be comparable to that of a fuel cell using MEA, although the Pt utilization was reduced by the adsorption of the dendrimers to the catalytic layer.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제31권11호
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• pp.3221-3224
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• 2010

This study investigates the requirements of lithium-air cathodes, which directly influence discharge capacity. The cathodes of Li-air cell are made by using five different carbon materials, such as Ketjen black EC600JD, Super P, Ketjen black EC300JD, Denka black, and Ensaco 250G. The Ketjen black EC600JD provides discharge capacity of 2600 mAh/g per carbon weight, while that of Ensaco 250G shows only 579 mAh/g. To figure out the differences of discharge capacity from carbon materials, their surface area and pore volume are analyzed. These are found out to be the critical factors in determining discharge capacity. Furthermore, carbon loading on Ni foam and amounts of electrolyte are significant factors that affect discharge capacity. In order to investigate catalyst effect, electrolytic manganese dioxide (EMD) is incorporated and delivered 4307 mAh/g per carbon weight. This infers that EMD facilitates to break $O_2$ interactions and leads to enhance discharge capacity.

• Corrosion Science and Technology
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• 제7권4호
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• pp.212-218
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• 2008

Inorganic ion exchange compounds (IECs) including hydrotalcites and bentonite clays are a well known classes of layered mixed metal hydroxides or silicates that demonstrate ion exchange properties. These compounds have a range of applications from water purification to catalyst supports. The use of synthetic versions of these compounds as environmentally friendly additives to paints for storage and release of inhibitors is a new and emerging application. In this paper, the general concept of storage and release of inhibiting ions from IEC-based particulate pigments added to organic coatings is presented. The unique aspects of the IEC structure and the ion exchange phenomenon that form the basis of the storage and release characteristic are illustrated in two examples comprising an anion exchanging hydrotalcite compound and a cation exchanging bentonite compound. Examples of the levels of corrosion protection imparted by use of these types of pigments in organic coatings applied to aluminum alloy substrates is shown. How corrosion inhibition translates to corrosion protection during accelerated exposure testing by organic coatings containing these compounds is also presented.

• 한국에너지공학회:학술대회논문집
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• 한국에너지공학회 2004년도 추계 학술발표회 논문집
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• pp.133-138
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• 2004

Proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is considered as a clean and efficient energy conversion det ice for mobile and stationary applications. Anions all the components of the PEMFC, the interface between the electrolyte ,and electrode catalyst plays an important role in determining tile cell performance since the electrochemical reactions take place at the interface in contact with tile reactant gases. Therefore, to increase the interface area and obtain a high-performance PEMFC, surface of the electrolyte membrane was roughened by Ar$^{+}$ beam bombardment. The results imply that by modifying surface of the electrolyte membrane, platinum loading can be reduced significantly without performance loss. To optimize the surface treatment condition, effects of ion dose density on characteristics of the membrane/electrode interface were examined by measuring the cell performance, impedance spectroscopy, and cyclic voltammograms. Surface of the modified membranes were characterized using scanning electron microscopy and FT-IR.R.

• 전기화학회지
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• 제12권2호
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• pp.189-195
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• 2009

고순도의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드(nanorods)가 니켈산화물 나노입자를 촉매로 사용하고 갈륨금속분말을 원료물질로 이용하여 화학기상증착법으로 합성되었다. 전계방출형 주사전자현미경을 이용하여 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 관찰한 결과, 평균직경은 약 160 nm 그리고 평균길이는 $4{\mu}m$였으며 vaporsolid(VS) 성장기구를 통하여 성장되었음을 알 수 있었다. X-선 회절시험과 고분해능 투과전자 현미경을 이용한 결정구조 분석 결과, 합성된 나노로드의 내부는 단사정계 결정구조를 가지는 단결정의 $\beta-Ga_{2}O_{3}$로 이루어져 있고 외벽은 비정질 갈륨옥사이드로 이루어진 코어-셀 구조로 구성되어 있는 것을 확인하였다. 합성된 $\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드를 음극 활물질로 사용하여 전극을 제조하고 전기화학적 특성을 분석한 결과, 리튬/$\beta-Ga_{2}O_{3}$ 나노로드 전지는 첫 방전 시 867 mAh/g-$\beta-Ga_{2}O_{3}$의 높은 용량을 나타내었으나 초기 비가역 용량으로 인해 62%의 낮은 충 방전 효율을 나타내었다. 그러나 5 사이클 이후 높은 충 방전 효율을 보이며 30 사이클까지 안정된 사이클 특성을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.39-44
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• 2016

연료전지에서 산소 환원 반응 (ORR)은 전체 반응에서 지배적인 역할을 한다. 또한 서로 다른 물질로 이루어진 막과 바인더 간의 낮은 호환성은 연료전지 효율을 크게 감소시킨다. 이러한 두 가지 문제점을 고려하여, 본 연구에서는 기존의 일반적인 Biphenol 대신 입체적 구조를 갖는 9,9_Bis(4-hydroxyphenyl) fluorine를 이용한 고분자를 합성하여 각각의 전극 바인더를 제조하였고, 이를 이용하여 각각의 나피온 막과 탄화수소 막 위에 스프레이 기법으로 MEA를 제조하여 전기화학적 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 전류-전압 곡선에서의 0.6 V의 성능이 두 종류의 다른 막을 적용 했을 때 큰 차이를 보이지 않았으며, 탄화 수소 막의 타펠 기울기의 정도가 나피온 막에 비해 현저히 낮았다. 이를 통해 본 연구에서 적용된 아이오노머 바인더가 연료 전지성능 향상에 더 기여할 수 있을 것으로 판단 된다.

• 청정기술
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• 제18권4호
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• pp.426-431
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• 2012

탄소가 다량 포함된 석탄을 직접탄소연료전지(direct carbon fuel cell, DCFC) 연료로 사용 시 무기물인 회분은 반응 후 남아 접촉계면을 물리적으로 덮어 연료전지 성능을 저하시킨다. 본 연구에서는 회분이 제거된 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조하고 이를 증기 가스화 촉매와 함께 도입한 후 DCFC 연료로써의 특성을 알아보았다. 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell, SOFC) 기반의 DCFC에 무회분탄과 가스화 촉매인 탄산칼륨을 연료로 도입한 경우와 무회분탄만을 도입한 경우를 비교하였다. 열분해 반응 조건에서는 두 경우의 전력밀도 차이가 크지 않으나, 증기 가스화 조건에서는 촉매가 도입된 무회분탄이 상대적으로 높은 전력밀도 상승을 나타냈다. 이것은 증기 가스화 반응이 촉매에 의해 활성화되어 더 많은 양의 수소가 생산되었기 때문이다. 촉매 유무에 따른 수소 생성양의 차이를 가스크로마토그래피(gas chromatography, GC)로 정량 분석한 결과, 탄산칼륨첨가는 수소 생산 속도를 증가시킴을 확인하였다. 시간 경과에 따른 전력밀도의 감소는 촉매가 첨가된 연료에서 더 빠르게 나타났는데, 이는 촉매의 칼륨성분이 전해질과 반응하여 이성질 화합물을 형성하기 때문으로 생각된다. 얇은 두께의 전해질(30 ${\mu}m$) 도입에 의해 전력밀도가 향상되었다.

• 한국환경기술학회지
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• 제19권6호
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• pp.536-542
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• 2018

절임염수 재이용을 위한 전기화학적 시스템과 활성탄 흡착시스템 연계를 위한 평가를 수행하였다. 대상 전극은 IrOx/Ti 불용성촉매전극을 사용하였으며, 염분 농도 10 %에서의 전류밀도에 따른 잔류염소 농도 변화와 활성탄을 이용한 잔류된 염소 및 유기물 흡착능을 확인하였다. 실험 결과, $500A/m^2$, $1,000A/m^2$의 경우 인가된 전류량이 0.33 Ah/L일 때 더 이상 잔류염소 농도 증가 없이 일정하게 유지되는 것을 확인하였다. 잔류염소 농도 별 흡착효율 평가 시 단위흡착량은 $Y=0.0066+2.087{\times}10^{-4}b$ 식을 유추할 수 있으며 전기화학 방법에 의한 잔류염소 발생과 활성탄 흡착에 의한 제거 시 단위흡착제거량이 0.33 g/g으로 동일하게 나타나는 것을 확인하였다. 또한 활성탄 최대 유기물 흡착량은 $COD_{Cr}$의 경우 0.021 g/g, $COD_{Mn}$의 경우 0.004 g/g을 확인하였다.