• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권6호
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• pp.601-607
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• 2019

Ammonia would be formed in natural gas containing small amount of nitrogen reforming process in the process natural gas, which might damage the Pt catalyst and Prox catalyst. In the article, the effect of nitrogen contents on the formation of ammonia in the reforming process has been studied. In the experiments, Ru based and Ni based catalysts were used and the concentration of ammonia in the reformate gas at various gas hourly space velocity was measured. Experimental result shows that relatively higher ammonia concentration was measured with Ru based catalyst than with Ni based catalyst. It also shows that the concentration of ammonia increased rapidly after most of the methane converted into hydrogen. Based on the experimental results to reduce ammonia concentration it might be better to finish methane conversion at the exit position of the reforming reactor to minimize the contact time of catalyst and nitrogen with high concentration of hydrogen.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권2호
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• pp.149-157
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• 2006

Hydrogen as new energy sources is highly efficient and have very low environmental emissions. The proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) is an emerging technology that can meet these demands. Therefore, the preparation of stable polymeric membranes with good proton conductivity and durability are very important for hydrogen production via water electrolysis with PEM at medium temperature above $80^{\circ}C$. Currently Nafion of Dupont and Aciflex of Asahi, etc., solid polymer electrolytes of perfluorosulfonic acid membrane, are the best performing commercially available polymer electrolytes. However, these membrane have several flaws including its high cost, and its limited operational temperature above $80^{\circ}C$. Because of this, significant research efforts have been devoted to the development of newer and cheaper membranes. In order to make up for the weak points and to improve the mechanical characteristics with cross -linking, acid-base complexes were prepared by the combination PSf-co-PPSS-$NH_2$ with PEEK-$SO_3H$. The results showed that the proton conductivity decreased in 17.6% and 40% but tensile strength increased in 78% and 98%, about $20.65\;{\times}\;10^6N/m^2$, in comparison with SBPSf/HPA and SPEEK/HPA complex membrane.

• 에너지공학
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• 제19권2호
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• pp.73-80
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• 2010

고체산화물연료전지(SOFC)는 청정에너지기술로써 화학에너지를 전기에너지로 직접 전환한다. SOFC는 열병합발전과 결합하여 80%이상의 효율을 올릴 수 있으며 천연가스와 바이오가스 등 연료에 대한 융통성이 폴리머전해질막연료전지(PEMFC)보다 높다. YSZ전해질과 함께 SOFC에 주로 채용되는 공기극 재료는 아직까지 Sr이 첨가된 $LaMnO_3$(LSM)이다. LSM 이외에, 혼합전도성을 가지는 페로브스카이트로서 Sr첨가 $LaCoO_3$(LSCo), $LaFeO_3$(LSF), $LaFe_{0.8}Co_{0.2}O_3$(LSCF)는 공기극 임피던스가 LSM에 비해 현저히 낮아 연구가 증가하고 있다. 그러나 SOFC전극의 소결온도에서 YSZ과 고체반응을 일으키는 문제점과 열팽창 계수가 YSZ와 격차가 크게 나는 문제점 때문에 전극 제조가 복잡하다. 따라서 전해질과의 화학적 안정성 및 유사한 열팽창계수(TEC)를 가지면서 우수한 전기화학활성을 제공하는 것이 해결해야할 중요한 문제로 남는다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제31권3호
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• pp.276-283
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• 2020

Alcohol-based solvents including ethanol (EtOH) and tert-butyl alcohol (TBA) are investigated instead of isopropanol (IPA), which is a common solvent for polytetrafluoroethylene (PTFE), as an alternative solvent for preparing the catalyst slurry with PTFE binder. As a result, the performance at 0.2 A/㎠ from the single cells from using catalyst slurries based on EtOH and TBA showed very similar value to that from the slurry using IPA, which implies the EtOH and TBA can be used as a solvent for the catalyst slurry. It is also confirmed by the very close values of the total resistance of the membrane electrode assemblies from the slurries using different solvents. In the energy dispersive spectrometry (EDS) image, the shape of crack and dispersion of PTFE are changed according to the vapor pressure of the solvent.

• 한국세라믹학회지
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• 제42권1호
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• pp.50-55
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• 2005

(3-Mercaptopropyl) trimethoxysilane(MPTS)의 thoil기(-SH)의 적절한 산화 및 (3-glycidoxypropyl) trimethooxysilane(GHS)와의 수화/중축합 반응을 통하여 얻어진 고분자 기질을 사용하여 새로운 고 프로톤 전도성 유기-무기 나노복합막을 성공적으로 합성하였다. 합성된 나노복합막으로부터 얻어진 프로톤 전도도는 $25^{circ}C$에서 $10^{-2} S/cm$ 이상의 높은 값을 나타내었으며, 온도와 상대습도를 $70^{circ}C$와 $100RH\%$로 증가시킴에 따라 전도도는 $3.6{\times}10^{-1}$ S/cm까지 증가하였다. 복합체의 높은 프로톤 전도도는 MPTS 말단의 thiol의 산화에 의해 얻어지는 아황산기$(-SO_{3}^{-})$가 프로톤 donor로서 작용하고, GHS로부터 유도된 'pseudo polyethylene oxide' 네트워크가 프로톤의 전도 path로 작용하고 있음을 나타낸다.

• 자원리싸이클링
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• 제18권5호
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• pp.12-18
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• 2009

고분자전해질 연료전지용 캐소드 촉매로서 화학환원법을 이용하여 20% Pt/C 제조하고 다양한 온도($300-600^{\circ}C$)열처리하여 산소환원반응을 평가하였다 $300-400^{\circ}C$에서 열처리한 20% Pt/C가 높은 산소환원반응 활성을 나타냈으며, 특히 $300^{\circ}C$에서 열처리한 촉매를 0.6V에서의 정전위를 측정한결과, 열처리하지 않은 촉매에 비해서 산소환원 반응 활성정도가 2배 높게 나타났다. TEM 및 XRD 분석을 이용하여 조사한 결과, 열처리 온도가 높아짐에 따라서 백금 입자 크기가 커지고 결정화도가 증가하는 것을 확인하였다. 이러한 결과에서 산소환원반응 활성을 위한 백금의 입자 크기와 결정화도가 $300^{\circ}C$에서 최적화되는 것으로 판단된다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 춘계학술대회
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• pp.110-112
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• 2006

Membrane electrode assembly (MEA) for polymer electrolyte fuel cell (PEFC) are commonly prepared in the research laboratory by spraying, screen-printing and brushing catalyst slurry onto membrane or other support material like carbon paper or polyimide film in a batch style. These hand applications of the catalyst slurry are painstaking process with respect to precision of catalyst loading and reproducibility. It has been generally mentioned that the adoption of continuous process is very helpful to develop the reliable product. In the present work, we report the results of using continuous type coater with doctor-blade to coat catalyst slurry for preparing the MEA catalyst layers In a faster and highly reproducible fashion. We show that while expectedly faster than batch style, the machine coater requires the use of slurry of appropriate composition and a properly selected transfer decal material in order to achieve superior MEA plat lnw loading reproducibility. To make highly viscous catalyst slurry that is imperative for using coater, we use 40wt.% Nafion solution and minimize the content of organic solvent. And the choice of proper high surface area catalyst is important in the viewpoint of making well-dispersed slurry. After catalyst coating onto the support material, we transferred the catalyst layer to both sides of Nafion membrane by hot-pressing In this case, the degree of transfer was Influenced by hot-pressing condition including temperature, pressure, and time. To compare the transferring ability, we compared so many films and detaching papers. And among the support, polyethylene terephthalate(PET) film shows the prominent result.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권6호
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• pp.656-662
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• 2007

고분자 전해질 연료전지 운전에 필요한 수소 공급 장치로서 플라즈마 개질 방법을 이용한 개질기와 일산화탄소 산화반응을 위한 전이 반응기를 설계 및 제작하였다. GlidArc 방전을 이용한 저온플라즈마 개질기는 Ni 촉매를 동시에 사용하여 $CH_4$ 개질함으로서 $H_2$ 선택도를 증대하였다. 개질기의 변수별 연구로서 촉매 온도, 가스 조성비, 전체 가스유량, 전압변화 그리고 개질 특성 및 최적 수소 생산조건을 연구하였으며, 전이반응기의 변수별 연구로서 선택적 산화반응기(PrOx)에 주입되는 공기량, 전이 반응기에 주입되는 수증기량 그리고 온도에 대하여 연구하였다. 플라즈마 개질기에서 최대 수소 생산 조건은 $O_2/C$ 비가 0.64, 가스유량은 14.2 l/min, 촉매 반응기 온도 $672^{\circ}C$ 그리고 유입전력이 1.1 kJ/L일 때 41.1%로 최대 수소 농도를 나타냈다. 그리고 이때의 $CH_4$ 전환율, $H_2$ 수율 그리고 개질기 에너지 밀도는 각각 88.7%, 54%, 35.2%를 나타냈다. 전이 반응기에서 모사된 개질 가스로부터 최대 CO 전환율을 보이는 조건은 2단으로 구성된 PrOx에 주입되는 $O_2/C$ 비가 0.3, HTS에서 주입되는 수증기 주입량 비가 2.8 그리고 HTS, LTS, PrOx I, PrOx II 반응기 온도가 475, 314, 260, $235^{\circ}C$ 일때 가장 높은 CO 전환율을 나타냈다. 플라즈마를 이용한 반응기는 예열 시간은 30분이 소요되었으며, 전이 반응기에서 나오는 최종 개질 가스의 조성은 $H_2$ 38%, CO<10 ppm, $N_2$ 36%, $CO_2$ 21% 그리고 $CH_4$ 4%로 나타냈다.