• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.556-561
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• 2012

본 연구에서는 고분자형 연료전지(PEMFC) 내의 기체확산층(GDL)에서의 물질 거동 전산해석을 통하여 GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 알아보았다. GDL 내에서 기상의 산소와 액상의 물의 거동을 계산하기 위하여 multi-phase mixture($M^2$) 모델을 사용하였다. GDL의 접촉각, 기공도, 기체투과도, 두께에 변화를 주며 계산을 실시하여 GDL 내에서의 물질 거동의 변화를 확인 하였고, GDL 물성이 전지성능에 미치는 영향을 파악하였다. 전산해석 결과, GDL의 접촉각과 기공도가 커지고, 두께가 얇아짐에 따라 물질전달 저항이 감소하여 GDL과 촉매층 사이의 계면에서의 물포화도가 낮아지고 산소농도는 증가하여 전지성능이 향상되는 것을 확인하였다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제13권1호
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• pp.9-14
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• 1984

본 실험은 국내산대두와 수입대두를 GDL로 응고 시킨 두부의 화학성분, 무기성분, 구성아미노산, 객관적 평가 및 관능검사를 실시하여 두부제품의 영양적인 면과 기호면을 분석 평가하여 단백질 급원식품으로서 그 이용도를 높이고자 한 것이다. 실험결과는 다음과 같다. 1. 두부의 수율은 D-GDL두부가 I-GDL 두부보다 높아 대두품종에 따른 차가 있었다. 2. 단백질함량은 D-GDL 두부가, 회분함량은 I-GDL 두부가 더 높았다. 3. 구성아미노산 함량은 보통두부의 아미노산 함량보다 높았으며 D-GDL 두부는 I-GDL 두부보다 높았다. 4. Hardness, toughness, springiness, chewiness는 D-GDL 두부가 I-GDL 두부에 비하여 그 값이 높았으며 elasticity, cohesiveness는 거의 차가 없었다. 5. 색상은 D-GDL두부가 I-GDL 두부보다 더 희었으며 a, b값은 거의 차가 없었다. 6. 기호면에서 볼 때 GDL 두부는 우리의 식성에 맞지 않았다.

• 전기화학회지
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• 제16권1호
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• pp.39-45
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• 2013

물 관리는 저온에서 작동하는 고분자전해질 연료전지의 성능에 큰 영향을 미친다. 가스확산층(gas diffusion layer, GDL)은 반응 가스를 촉매층의 반응영역으로 확산시키는 역할을 한다. 연료전지의 작동온도가 $60{\sim}80^{\circ}C$이기때문에, 고전류 밀도에서 생성된 물은 액적을 형성한다. 만약 생성된 물이 적절하게 제거되지 않는다면, GDL 내의 기공을 막게 되고 연료전지 성능이 저하된다. 본 연구에서는 플러딩 현상을 막기 위해 마이크로채널 GDL 을 제안하였다. 기존 GDL과 마이크로채널 GDL을 3차원으로 구현하여 공기 속도, 물속도, 접촉각의 변화에 따른 물의 이송을 연구하였다. 전산해석 결과를 통해 마이크로채널 GDL에서는 낮은 유동 저항으로 인해 물이 빠르게 제거되는 것으로 나타났다. 그러므로, 마이크로채널 GDL이 가스채널과 GDL 내부의 물 제거에 효율적임을 알 수 있다.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권10호
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• pp.1698-1702
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• 2004

쌀밥의 저장기간 연장과 품질개선을 목적으로 glucono delta-lactone(GDL) 및 acetic acid(AA)를 첨 가하여 취반한 후 3$0^{\circ}C$에 저장하면서 미생물학적, 물리적 색도, 조직감을 평가하였다. 대조구와 아세트산 0.05% 및 GDL 0.05% 첨가구가 저장 중 미생물 생육으로 인해 부패된 것과 달리 아세트산 0.1% 첨가구와 GDL 0.1%∼0.2% 첨가구는 저장 72시간까지 미생물이 검출되지 않았다. 색도의 경우 아세트산과 GDL 첨가에 의해 명도는 증가하였고 황색도는 감소하였다. 경도는 아세트산과 GDL 첨가에 의해 증가하는 경향이었으나, 점착성은 아세트산 첨가구가 감소한 것과 달리 GDL 첨가구는 증가하여 밥의 조직감이 향상된 것으로 나타났다. 이상의 결과를 종합하여 볼 때 GDL은 쌀밥의 저장기간 연장뿐만 아니라 밥의 색과 조직감 등 쌀밥의 품질을 향상시키는데 아주 효과적인 것으로 나타났다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권10호
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• pp.979-988
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• 2012

연료전지 GDL 내의 물질전달에 관한 연구를 위하여 실제 GDL 을 고해상도 3 차원 스캐닝 장비를 활용하여 GDL의 다공 구조를 실측하였다. 측정된 Data의 노이즈를 제거하고 GDL의 Carbon-fiber 구조를 전산해석이 가능한 모델로 자동적으로 형성하는 알고리즘을 개발하였으며, 이 모델을 활용하여 스택 체결 시 압축에 의한 GDL 구조 변형을 예측하고, Carbon-fiber의 정렬 방향에 따른 변형 특성을 파악하였다. 또한, CFD 기법 중 하나인 VOF 모델과 Pore-network 모델을 이용하여 GDL 내부의 물거동 및 반응기체의 물질거동을 예측하였다. 마지막으로 상사실험을 통하여 해석 결과에 대한 검증을 실시하였다. 이를 통하여 실제 체결에 의하여 압축 변형된 GDL 내에서의 물질거동을 좀 더 정확히 예측할 수 있는 방법을 마련하고, GDL 체결 방향 및 최적 MPL 두께 선정 등의 실제 설계에 활용할 수 있었다.

• Journal of Dairy Science and Biotechnology
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• 제30권2호
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• pp.93-109
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• 2012

This study was performed to investigate the effects of added whey protein concentrates (WPC) and whey powder (WP) on the quality and shelf life of Tofu, a traditional food in Korea. Combined whey powder and whey protein concentrates were obtained at drainage after the casein was separated by using rennet enzyme or acidification of milk. We manufactured whey Tofu and evaluated its nutritional quality by testing, the general composition for yield, moisture, pH, crude protein, crude fat, carbohydrate, rheology, sensory properties, and change during storage. 1. The general compositions of WPC and WP were as follows: (a) WPC: moisture, 5.9%; crude protein, 56.2%; crude fat, 0.1%; carbohydrate, 32.6%; ash, 5.2%; and pH 5.93 and (b) WP: moisture, 3.7%; crude protein, 13.2%; crude fat, 1.6%; carbohydrate, 74.4%; ash, 7.1%; and pH, 6.65. 2. The yield of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL=6:4 > $CaCl_2$:GDL=9:1 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=8:2 and (b) in WP, 2% addition was the highest (265%) at $13.3g/cm^2$, but with 4% addition WP was the lowest (184%) at $22.2g/cm^2$. 3. The moisture content of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL = 6:4 > $CaCl_2$:GDL=9:1 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=8:2 and (b) in WP, 2% addition was the highest at 79.82% ($13.3g/cm^2$), but 4% was the lowest at 75.18% ($22.2g/cm^2$). 4. The pH of Tofu was as follows: (a) in WPC, the value was WPC 6% > WPC 4% > WPC 2% > control and $CaCl_2$:GDL=6:4 > $CaCl_2$:GDL=8:2 > $CaCl_2$:GDL=9:1 > $CaCl_2$:GDL=7:3 and (b) in WP, WP 4% > WP 2% > control. 5. The ash content of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL=8:2 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=6:4 > $CaCl_2$:GDL=9:1 and (b) in WP, there was no difference between 2% and 4% addition. 6. The crude protein content of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL=8:2 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=9:1 > $CaCl_2$:GDL=6:4 and (b) in WP, there was no difference between 2% and 4% addition. 7. The crude fat content of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL=8:2 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=9:1 > $CaCl_2$:GDL=6:4 and (b) in WP, values decreased with increasing pressed weight. 8. The carbohydrate content of Tofu was as follows: (a) in WPC, the content was $CaCl_2$:GDL=8:2 > $CaCl_2$:GDL=7:3 > $CaCl_2$:GDL=6:4 > $CaCl_2$:GDL=9:1 and (b) in WP, values increased with increasing pressed weight. 9. The rheology test results of Tofu were as follows: (a) in WPC, hardness and brittleness was highest with $CaCl_2$:GDL=8:2 and 6% added WPC. Cohesiveness was highest with $CaCl_2$:GDL=6:4 and 2% added WPC. Elasticity was the highest with $CaCl_2$:GDL=7:3 and the added WPC control. (b) in WP, hardness was the highest with $22.2g/cm^2$ and added WP control. Cohesiveness was the highest with $17.8g/cm^2$ and added WP 2%. Elasticity was the highest with $17.8g/cm^2$ and added WP 4%. Brittleness was the highest with $17.8g/cm^2$ and added WP control. 10. The sensory test results of Tofu were as follows: (a) in WPC, the texture, flavor, color, and smell were the highest with $CaCl_2$:GDL=6:4 and 6% added WPC. (b) in WP, the texture was the highest in the control with $22.2g/cm^2$. Flavor and smell were the highest in WP 2% and $22.2g/cm^2$. Color was the highest in WP 2% and $17.8g/cm^2$. 11. The quality change of Tofu during storage was as follows: (a) in WPC, after 60 h, all samples began to get spoiled and their color changed, and mold began to germinate. (b) in WP, the result was similar, but the rate of spoilage was more rapid than that in the control.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.77.1-77.1
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• 2010

Durability problems of gas diffusion layer(GDL) is one of the important issues for accomplishing commercialization of proton exchange membrane fuel cell(PEMFC). GDL is strongly related to the performance of PEMFC because one of the main function of GDL is to work as a path of fuel, air and water. When the GDL is degraded, it causes water balance problems such as the flooding phenomenon. Thus, investigating the durability characteristics of the GDL is important and understanding the GDL degradation process is needed. In this study, the GDLs are degraded by carbon corrosion stress method which is the electrochemical degradation mode. To determine the effects of carbon corrosion of the GDL, 1.45 V of potential is imposed for 96 hours. In this manner, in the previous research, the structure between the substrate and the MPL is weaken. Further investigations are needed to clarify this phenomenon. Therefore, in this study, the carbon corrosion stress method is carried out with GDLs which have various MPL penetration levels and the effects of the MPL penetration level on the characteristics change of the GDL are analyzed. The changes in characteristics are measured with various properties of GDL such as weight, thickness and static contact angle. The degraded GDL shows loss of their properties.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.76.1-76.1
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• 2010

Recently, many efforts to solve the durability problem of PEM fuel cell are carried on constantly. However, despite this attention, durability researches of gas diffusion layer (GDL) are not much reported yet. Generally, GDL of PEM fuel cell experiences three external attacks, which are dissolution of water, erosion of gas flow, corrosion of electric potential. In this study, among these degradation factors, carbon corrosion of electric potential was focused and investigated with accelerated carbon corrosion test. Through the test, it is confirmed that carbon corrosion occurred at GDL, and corroded GDL decreased a performance of operating fuel cell. The property changes of GDL were measured with various methods such as air permeability meter, pore distribution analyzer, thermo gravimetric analyzer, and tensile stress test to discover the effects of carbon corrosion. Carbon corrosion caused not only loss of weight and thickness, but also degradation of mechanical strength of GDL. In addition, to analysis the reason of GDL property changes, a surface and a cross section of GDL were observed with scanning electron microscope. After 100 hours test, the GDL showed serious damage in center of layer.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2008년도 추계학술대회B
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• pp.2822-2827
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• 2008

Among the main components of PEM fuel cell, the functions of GDL are to transport reactants from the channel to the catalyst and remove reaction products from the catalyst and transport heat from the catalyst to the channels in the flow filed plate. Permeability of GDL is known to make it possible to enhance the gas transport through GDL, devoting to get better performance. In this paper, three dimensional numerical simulation of the fuel cell by the permeability of GDL is presented by using a FLUENT modified to include the electrochemical behavior. Results show that as permeability is higher than $10^{-12}m^2$, gradients of temperature distribution, oxygen molar concentration and current density distribution in MEA were decreased. Although heat generation was increased as high permeability, MEA's temperature was lower than the low permeability of GDL. This seems because that convection was higher affects in mass and heat transfer process than diffusion as permeability of GDL is increases.

• 한국식품영양과학회지
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• 제33권3호
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• pp.553-559
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• 2004

본 연구에서는 미생물이 생성하는 글루코노델타락톤을 김치에 첨가하여 냉장저장하였을 때, 김치의 초기 pH를 강하시켜 김치의 주발효균인 유산균의 생육을 억제하여 김치의 보존성을 향상시키고 숙성기간을 연장시키고자 하였다. GDL이 첨가된 김치의 초기 pH강하는 GDL이 수용액에서 유기산인 글루콘산으로 전환되면서 나타나는 현상이며 삼투압 작용에 의해 점차 평형을 이루게 되어 pH가 상승하였다가 숙성이 진행되면서 대조구보다 완만하게 pH가 저 하하였다. pH 강하로 인하여 김치의 초기 유산균의 생육이 지연되면서 대조구와 비교시 숙성기간동안 산 생성량이 적게 나타났다. HPLC 분석에서 김치의 발효동안 oxalic acid, succinic acid, lactic acid, malic acid와 acetic acid가 생성되는 것으로 나타났으며, 대조군의 경우 GDL을 첨가한 경우보다 lactic acid의 생성량이 현저히 많았다. 김치에 첨가된 GDL은 초기 주 발효균인 L. mesenteroides의 생육을 억제함으로써 김치의 숙성을 지연시키고, 그 이후의 L. brevis와 산내성 이 강한 L. plantarum의 생육을 억제함으로써 산도의 증가를 지연시키고 김치 조직의 연화를 방지 할 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 글루콘산은 무색의 순한 청량한 신맛을 띄는 유기산으로 관능검사에서 김치 고유의 맛과 향기에 영향을 주지 않았다. 따라서, 김치 제조시 GDL의 첨가는 김치의 유산균의 생육지연을 통하여 김치가 숙성에 도달하는 시간을 지연, 유지 시켜 가식 기간을 연장시킬 수 있으면서, 관능적 품질에 차이가 없는 김치를 제조할 수 있었다.