• 한국세라믹학회지
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• 제35권3호
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• pp.273-279
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• 1998

Unite cell of soid oxide fuel cell (SOFC) that consists of a dense yttria-stabilized zirconia(YSZ) electrolyte a porous nickel-YSZ cermet anode and a porous strontium- doped lanthanum manganate(LSM) cathod was fabricated from using pore former through co-firing technique. Initial sintering shrinkage rates of each layer were identified for fabricating SOFC. Heterogenous sintering was very effective in tailoring shrinkage rate for three layers. The powder tailoring necessary for shrinkage rate matching are as follows ; electrolyte of 60% TZ8YS/ 40% TZ8Y mixture anode of 51wt% NiO/49 wt% (70wt% TZ8YS/30 wt% UT ZrO2) mixture and cathode of 80% LSM/20% UT ZrO2 mixture . The overall sintering shrinkage rate differences of three layers using these compositions were maintained in a few percent.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제29권1호
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• pp.168-172
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• 2008

A microbial fuel cell is a noble green technology generating electricity from biomass and is expected to find applications in a real world. One of main hurdles to this purpose is the low power density. In this study, we constructed a prototype microbial fuel cell using Proteus vulgaris to study the effect of various reaction conditions on the performance. Main focus has been made on the modification of the anode with electropolymerized polypyrrole (Ppy). A dramatic power enhancement was resulted from the Ppy deposition onto the reticulated vitreous carbon (RVC) electrode. Our obtained maximum power density of 1.2 mW cm-3 is the highest value among the reported ones for the similar system. Further power enhancement was possible by increasing the ionic strength of the solution to decrease internal resistance of the cell. Other variables such as the deposition time, kinds of mediators, and amount of bacteria have also been examined.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.213-217
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• 2009

폐수처리와 동시에 전기를 생산할 수 있는 새로운 대체 에너지 기술로 주목받고 있는 미생물 연료전지(microbial fuel cell, MFC)는 혐기성 조건의 산화전극(anode)에서 미생물에 의한 촉매작용을 통해 유기물질을 분해하면서 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 장치이다. 본 연구에서는 MFC의 성능을 파악하기 위하여 도시하수를 사용하여 폐수처리 효율과 전기생산 특성을 평가하였다. 도시하수에 탄소원으로서 acetate를 주입하였을 때 COD 제거율은 75.7%에서 88.2%로 증가하였으며 전압은 0.22 V에서 0.4 V까지 급격하게 상승하였다. 다양한 외부저항 하에서 전기생산에 미치는 산화전극과 환원전극(cathode) 사이의 전극 거리에 대한 영향 및 산화전극의 표면적에 대한 영향을 조사하였다. 최고 전력밀도는 $610mW/m^2$이었으며, 전극간 거리가 가깝고 산화전극의 표면적이 작을수록 전기발생에 효과적임을 알 수 있었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1547-1549
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• 1999

As a preliminary experiment for the development of anode-supported tubular cell with proper porosity, we have investigated the anode substrate and the electrolyte-coated anode tube. The anode substrate was manufactured as a function of carbon content in the range of 20 to 50 vol.%. As the caron content increased, the porosity of the anode substrate increased slightly and the carbon content with proper porosity was obtained at 30 vol.%. The anode tube was fabricated by extrusion process and the electrolyte layer was coated on the anode tube by slurry dipping process. The anode-supported tube was cofired successfully. Their sintered property and microstructure were examined and the porosity of the anode tube was 35%. From the gas permeation test, the anode tube was found to be porous enough for gas supply. On the other hand, the anode-supported tube with electrolyte layer indicated a very low gas permeation rate. This means that the coated electrolyte was dense. Based upon these experimental results. we will fabricate and test the anode-supported tubular cell.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.43-48
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• 2002

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권2호
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• pp.296-301
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• 2023

고온 운전이 가능한 고체산화물 연료전지의 최대의 장점은 내부개질을 통한 연료의 다양성에 있다. 하지만 기존의 Ni/SYZ전극은 탄소침적에 대한 단점을 가지고 있고, 이를 해결하기 위해 페로브스카이트 구조의 연료극 개발이 진행되었다. 본 연구에서는 페로브스카이트 대체 연료극의 낮은 전기전도도 및 촉매활성을 향상시키기 위해 rGO(reduced graphene oxide)를 Sr_0.92Y_0.08TiO₃(SYT)와 혼합하여 연료극에 대한 성능 평가를 진행하였다. Ni/YSZ(yttria stabilized zirconia)와 SYT에 1wt%rGO를 첨가하여 연료극을 합성하였다. 고온 산화조건에서 전극 제조 후 rGO의 유무 확인은 XPS 및 라만 분석을 통해 확인하였다. rGO/SYT 연료극은 rGO 대비 H₂에서 3배, CH₄에서 6배의 매우 큰 성능 향상을 보여주었다.

• 대한금속재료학회지
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• 제56권12호
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• pp.893-899
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• 2018

In the present study, we investigated the sulfur poisoning of the Ni anode in solid oxide fuel cells (SOFCs) as a function of operating conditions. Anode supported cells were fabricated, and sulfur poising tests were conducted as a function of current density, $H_2S$ concentration and humidity in the anode gas. The voltage drop was significant under the higher current density (${\sim}714mA/cm^2$) condition, while it was much reduced under the lower current density (${\sim}389mA/cm^2$) condition, at 100 ppm of $H_2S$. A secondary voltage drop, which occurred only at the high current density, was attributed to Ni oxidation in the anode. Thus, operation at high current density with high $H_2S$ concentration may lead to permanent deterioration in the anode. The effect of water content (10%) on the sulfur poisoning was also investigated through a constant current test (${\sim}500mA/cm^2$) at 10 ppm of $H_2S$. The cell operating with 10% wet anode gas showed a much smaller initial voltage drop, in comparison with a dry anode gas. The present study indicates that operating conditions, such as gas humidity and current density, should be carefully taken into account, especially when fuel cells are operated with $H_2S$ containing fuel.

• 청정기술
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• 제26권4호
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• pp.329-335
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• 2020

재생에너지로부터 수전해를 통하여 생산된 수소와 포집된 CO2를 활용하여 메탄올을 합성하는 power-to-methanol 기술이 재생에너지를 대용량으로 저장하는 방안으로 제시되고 있다. 본 연구에서는 메탄올을 수소 및 전력 생산에 활용함에 있어 더욱 효율적인 방법으로 연료전지 내부에서 메탄올 수증기개질 반응이 일어나는 내부개질형 용융탄산염 연료전지에 대해 성능 분석을 실시하였다. 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 사용되는 다공성 Ni-10 wt%Cr을 촉매로 메탄올 수증기개질 반응을 수행한 결과 연료전지 운전 조건에서 연료극은 메탄올 수증기개질 반응에 충분한 활성을 나타내었다. 메탄올 수용액을 직접 용융탄산염 연료전지의 연료극으로 공급한 결과 연료전지의 성능은 외부 개질기를 통하여 생산된 개질가스를 공급하는 경우에 비해 다소 성능이 낮게 나타났으며, 메탄올 공급유량이 비교적 낮은 경우 고 전류밀도에서 불안정한 성능을 나타내었다. 연료극으로부터 생성된 가스를 재순환시킴으로써 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있었으며, 메탄올 전환율도 90% 이상 얻을 수 있었다. 물질수지를 통하여 연료극에서 일어나는 반응을 분석한 결과 전류밀도 및 가스 재순환 유량이 증가함에 따라 메탄올 수증기개질 반응속도가 증가함을 확인하였다. 이상의 결과로부터 별도의 촉매층을 설치할 필요 없이 연료극 만으로도 용융탄산염 연료전지 내에서 메탄올 수증기개질 반응이 가능하며, 메탄올 내부개질형 용융탄산염 연료전지를 통하여 전력과 합성가스를 동시에 생산할 수 있음을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제6권1호
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• pp.68-71
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• 2003

전지 성능을 저하시키지 않고 연료극 및 공기극의 귀금속 촉매량을 줄이기 위하여 다층막 전극을 이용한 직접메탄을 연료전지의 성능특성을 조사하였다. 다층막 전극 즉, 연료극과 공기극에 사용된 촉매사용량과 나피온 막의 종류를 변화시키며 최종성능을 측정하였다 본 실험에서 사용된 촉매량은 연료극이 $3-4mg/cm^2$ 공기극이 $1-2mg/cm^2$이다. 본 실험에서는 나피온 115를 사용한 MEA3의 $90^{\circ}C$, 2기압에서 측정 결과 최대 전력밀도인 $230mW/cm^2$를 나타내었다. 이 결과는 현재 시판되고 있는 상용전극과 거의 같은 수준의 성능을 보여주고 있는 반면, 금속 촉매의 양은 기존의 상용전극과 비교하여 약 $50\%$ 정도 감소된 것이다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권6호
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• pp.769-774
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• 2011

NaOH 활성화법을 이용하여 다공성 탄소나노섬유(carbon nanofibers; 이하 CNF)를 온도 범위 700~$900^{\circ}C$에서 합성하였고, 상기 제조된 다공성 CNF를 담지체로 하여 직접메탄올 연료전지의 연료극용 촉매를 제조하고 평가하였다. NaOH 활성화에 의한 CNF 표면 특성의 변화를 비표면적 및 기공 크기 분포 자료를 통하여 조사하였고, 형상 및 구조의 변화를 전자현미경을 통하여 관찰하였다. 활성화 CNF에 담지된 촉매의 활성을 메탄올 산화 특성 및 단위전지를 통하여 평가하였다. 본 활성화 방법에 의한 기공의 형성과 이에 담지된 촉매의 활성과의 관계에 대한 고찰을 하였다.