• 대한환경공학회지
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• 제35권8호
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• pp.586-591
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• 2013

정제 질소가스 생산용 기체 분리막을 매립가스의 $CH_4$ 순도를 높이는데 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 1단과 2단 분리막 모듈의 면적비는 1:6인 경우가 $CH_4$ 회수를 위해서 적절하였다. 분리막 장치 설치 후 총 249회에 걸쳐 실험을 하였으며, 투과율은 평균 $CH_4$ 28.4%, $CO_2$ 94.3%로서, 매립가스로부터 $CH_4$를 회수하는데 $N_2$ 분리막의 사용 가능성을 확인할 수 있었다. 다만, $N_2$ 투과율 역시 16.5%에 불과하였으며, 이에 따라 최종 정제된 LFG의 농도는 $CH_4$ 69.7%, $CO_2$ 4.3%, $N_2$ 26.0%이었다. 따라서 $CH_4$의 순도를 높이기 위해서는 매립장내 외기유입 억제를 통해 $N_2$ 농도를 적어도 2.0% 이내로 제한할 필요가 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.442-449
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• 2018

Research on High temperature polymer electrolyte fuel cell (HT-PEMFC) has actively been conducted all over the world. Since the HT-PEMFC can be operated at a high temperature of $120-180^{\circ}C$ using phosphoric acid-doped polybenzimidazole (PBI) electrolyte membrane, it has considerable advantages over conventional PEMFC in terms of operating conditions and system efficiency. However, If the thermal distribution is not uniform in the stack unit, degradation due to local reaction and deterioration of lifetime are difficult to prevent. The thin plate separator reduces the volume of the fuel cell stack and improves heat transfer, consequently, enhancing the cooling effect. In this paper, a large area flow field of thin plate separator for HT-PEMFC is designed and sub-stack is fabricated. We have studied stack performance evaluation under various operating conditions and it has been verified that the proposed design can achieve acceptable stack performance at a wide operating range.

• 대한기계학회논문집B
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• 제40권12호
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• pp.761-768
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• 2016

분리막을 이용한 탄화수소계 가스의 종 분리는 화학적 방법에 비해 공정 구성이 용이하고, 유지 보수가 쉬우며 또 경제성이 우수하다. 분리막 기술의 발전과 함께 다양한 응용이 가능하지만, 이를 위한 체계적인 공정 연구를 위한 해석 방법은 다양하지 않다. 본 연구에서는 상용 프로그램에서 제공하는 유저 루틴을 이용해 분리막의 공정 해석을 하기 위한 분리막 물질 전달 모델을 개발하였다. 모델 개발에서는 집중용량법, 다중 셀 기법, 그리고 차분형 모델링 기법을 비교하여 각각의 특징을 분석하였으며, 확장성과 정밀도가 우수한 차분형 모델링 기법을 최종 모델로 선정하였다. 선정모델을 이용해 분리막의 가스 투과율에 영향을 주는 인자인 투과율, 투과면적, 양단 압력차, 투과 유량 등에 대한 기초 해석을 수행하였다. 이를 통해 압력비가 높아지게 되면 투과율은 점진적으로 향상되지만, 실제 선택도는 압력비 상승에 대해 최적점이 존재함을 알 수 있으며, 투과율도 최적점이 존재하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제44권5호
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• pp.173-178
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• 2011

Separator of stack in polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC) is high cost and heavy. If we make it low cost and lighter, it will have a great ripple. In this study, low carbon steel is used as base metal of separator because the cost of low carbon steel is very cheaper commercial metal material than stainless steels, which is widely used as separator. Low carbon steel has not a good corrosion resistance. In order to improve the corrosion resistance and electrolytic conductivity, low carbon steel needs to be surface treated. We made Chromium electroplated layer of $5{\mu}m$, $10{\mu}m$ thickness on the surface of low carbon steel and it was nitrided for 2 hours at $1000^{\circ}C$ in a furnace with 100 torr nitrogen gas pressure. Cross-sectional and surface microstructures of surface treated low carbon steel are investigated using SEM. And crystal structures are investigated by XRD. Interfacial contact resistance and corrosion tests were considered to simulate the internal operating conditions of PEMFC stack. The corrosion test was performed in 0.1 N $H_2SO_4$ + 2 ppm $F^-$ solution at $80^{\circ}C$. Throughout this research, we try to know that low carbon steel can be replaced stainless steel in separator of PEMFC.

• 대한금속재료학회지
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• 제46권12호
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• pp.817-822
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• 2008

Metal matrix composite (MMC) materials having low electrical contact resistance based on 316L stainless steel (STS) matrix alloy with $ZrB_2$ particles were fabricated for PEMFC (Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) separator by powder metallurgy (PM). The effects of the boride particle addition into the matrix alloy on microstructure, surface morphology, and interfacial contact resistance (ICR) between the samples and gas diffusion layer (GDL) were investigated. Both conventional and PM 316L STS samples showed high ICR due to the existence of non-conductive passive film on the alloy surface. The addition of the boride particles, however, remarkably reduced ICR of the samples. SEM observation revealed that the boride particles were protruded out of the matrix surface and particle density existing on the surface increased with increasing the boride content, causing increase of the total contact area between the conductive particles and GDL. ICR of the samples also decreased with increasing the boride content resulted from the increased contact area.

• 멤브레인
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• 제18권1호
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• pp.75-83
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• 2008

본 연구에서는 Polyethylene (PE, Asahi) 이차전지용 막의 표면불소화를 통해 기계적 강도 및 열적 안정성과 고출력에서의 안정성을 높이기 위한 연구를 실시하였다. 전자주사현미경(scanning electron microscope, SEM), 접촉각(contact angle)을 통하여 불소가스 노출시간에 따른 막의 표면과 구조의 변화를 관찰하고, 인장강도와 표면 친수성 실험을 통하여 막의 기계적 물성을 확인하였다. 제조된 막의 전기화학적 특성을 확인하기 위하여 충/방전 실험, 수명특성. 고율방전시험을 실시하여 고출력에서 온도에 대한 안정성이 향상되었음을 확인하였다.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제34권4호
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• pp.9-16
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• 2014

A proton exchange membrane is a core component in the proton exchange membrane fuel cell because the role of proton exchange membrane(PEM)is supplying proton conductivity to fuel cell, a gas separator, and insulating between an anode and cathode. Among various role of PEM, supplying proton conductivity is the most important and the proton conductivity is strongly related the structural evolution of PEM by hydration. Thus a lot of studies have done by past few decade based on small angle X-ray scattering and wide angle X-ray scattering for understanding morphological structure of the PEM. Resulting from these studies, several morphological models of hydrated PEM are proposed. Current sensing atomic force microscopy (CSAFM) can map morphology and conductance on the membrane simultaneously. It can be the best tool for studying heterogenous structured materials such as PEM. In this study, the hydration of the membrane is examined by using CSAFM. Conductance and morphological images are simultaneously mapped under different relative humidity. The conductance images, which are mapped from different relative humidity, are analyzed by statistical methode for understanding ionic channel variation in PEM.

• 멤브레인
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• 제22권6호
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• pp.395-403
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• 2012

분리막에 대한 지속적인 성장과 더불어 나노섬유 분리막은 현재 기체, 수처리, 에너지 등 다양한 분야에서 활발히 연구가 진행되고 있다. 나노섬유를 제조하는 방법에는 연신(drawing), 템플레이트 합성(template synthesis), 상분리(phase separation), 자가조립(self-assembly), 전기방사(electrospinning)법이 있으며, 특히, 전기방사법은 다른 제법들에 비해 높은 생산성과 생산비용이 낮은 장점이 있다. 또한, 재료의 선택성이 용이하며, 높은 비표면적과 기능기 추가가 용이하다. 분리막에 있어서 나노섬유의 적용은, 이차전지분야에서 기존의 PP, PE 혹은 PE/PP 격리막 위에 나노섬유를 도포함으로써 고온에서 안정성과 고출력을 가진 분리막을 개발할 수 있으며, 수처리 분야에서는 나노섬유 사이에 항균성 물질 등 다양한 첨가제를 추가하여 고기능성 분리막을 개발할 수 있다. 따라서 나노섬유 분리막은 에너지 분야에서 수처리 분야에 이르기까지 다양한 용도에 활용가능하며, 다양한 기능성의 발현으로 고부가 가치가 기대된다.

• 한국산업보건학회지
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• 제3권1호
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• pp.99-99
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• 1993

혈액 및 생체시료 중 필수원소 혹은 독극성 원소의 극미량상분 정밀측정과 동위원소비율측정에 널리 사용되는 유도결합플라즈마 질량분석기(ICP-MS)의 기본원리를 소개하고 ICP-SM를 이용한 혈액중 낮은 ppb수준의 Cd, Hg 그리고 Pb의 정밀분석법을 소개한다. 혈액은 많은 양의 유기물을 포함하고 있으므로 digestion bomb에 질산과 과산화수소를 넣어 microwave oven에서 고온고압 상태로 분해시켜 많은 용액을 얻어 이 용액을 플라즈마에 주입시켜 분석한다. 그리고 수온은 tin(II) chloride 용액을 환원제로하여 생성시킨 수은원소증기를 membrane liquid-gas separator를 이용하여 뽑아내어 플라즈마에 주입시켜 낮은 ppt 수준의 검출한계를 얻는다. 또한 높은 정밀도와 정확도와 극미량 원소 측정에 사용되는 동위원소 회석법율 소개하고 실제 혈액분석에의 응용방법을 제시한다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제25권2호
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• pp.233-236
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• 2004

Total impurity analysis of a primary standard solution is one of the essential procedures to determine an accurate concentration of the standard solution by the gravimetry. Bi impurity is determined in Pb standard solutions by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The direct nebulization of the Pb standard solution produces a significant amount of the Pb matrix-induced molecular ions which give rise to a serious spectral interference to the Bi determination. In order to avoid the spectral interference from the interferent $^{208}PbH^+$, the hydride generation method is employed for the matrix separation. The Bi hydride vapor is generated by reaction of the sample solution with 1% sodium borohydride solution. The vapor is then directed by argon carrier gas into the ICP after separation from the mixture solution in a liquid-gas separator made of a polytetrafluoroethylene membrane tube. The presence of 1000 ${\mu}$g/mL Pb matrix caused reduction of the bismuthine generation efficiency by about 40%. The standard addition method is used to overcome the chemical interference from the Pb matrix. Optimum conditions are investigated for the hydride-generation ICPMS. The detection limit of this method is 0.5 pg/mL for the sample solutions containing 1000 ${\mu}$g/mL Pb matrix.