• 제목/요약/키워드: MEA Process

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나노고분자막 구조의 이온투과 특성에 관한 연구 (A Study on the Ion Permeability Characteristics in Nano-Polymer Membrane Structures)

  • 김유영
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제15권1호
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    • pp.133-137
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    • 2006
  • Ion permeability characteristics in nano-polymer membrane structures are performed to investigate the chemical composition and characteristics of MEA(Membrane Electrolyte Assembly) which is one of the most important parts to decide the performance in PEMFC(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell) system. Subsequently, the MEA manufacturing process is presented for the uniformed MEA product. In the meantime, the analysis of SEM(Scanning Electron Microscope) is carried out in order to investigate the joint aspect and chemical composition of MEA. As a result of SEM analysis, it is found that the bonded catalyst and carbon composition contain the reasonable amount to get unit cell output. It is also found that the humidification gives the better performance result slightly.

고분자전해질 연료전지의 MEA 제조방법에 따른 성능비교 (The effect of MEA fabrication procedure on PEMFC performance)

  • 조용훈;조윤환;박인수;최백범;정대식;성영은
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2005년도 춘계학술대회
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    • pp.291-295
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    • 2005
  • The PEMFC behavior is quite complex and is influenced by several factors, including composition and structure of electrodes and membrane type. Fabrication of MFA is important factor for proton exchange membrane fuel cell. MFA of PEMFC with hot pressing and direct coating method were prepared, and performances were evaluated and compared each other. The effect of MEA preparation methods, hot pressing methods and direct coating methods, on the cell performance was analyzed by impedance spectroscopy and SEM. The performance of PEMFC wi th direct coat ing method was better than wi th hot pressing method because membrane internal resistance and membrane-:-interfacial resistance were reduced by elimination of hot pressing process in MEA fabrication. In addition the micro structure of MEA with direct coating method reveals uniform interface between membrane and catalyst layer.

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핵자기공명분석법을 이용한 수용성 아민 CO2 흡수제인 MEA의 열적변성 분석 (Thermal Degradation of Aqueous MEA Solution for CO2 Absorption by Nuclear Magnetics Resonance)

  • 최정호;윤여일;박성열;백일현;김영은;남성찬
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.562-570
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    • 2016
  • At the carbon dioxide capture process using the aqueous amine solution, degradation of absorbents is main factor to reducing the process performance. Also, degradation mechanism of absorbent is important for understanding the environmental risk, route of degradation products, health risk etc. In this study, the degradation products of MEA were studied to clarify mechanism in thermal degradation process. The degradation products were analyzed using a $^1H$ NMR (nuclear magnetic resonance) and $^{13}C$ NMR. The analysis methods used in this study provide guidelines that could be used to develop a degradation inhibitor of absorbent and a corrosion inhibitor.

탄화수소계 전해질막과 저온 전사법을 이용한 DMFC용 MEA 제조 (Fabrication of Hydrocarbon Membrane based DMFC MEAs with Low Temperature Decal Method)

  • ;;하흥용;김수길
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.415-417
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    • 2009
  • A low temperature decal (LTD) transfer method is tried to fabricated hydrocarbon (HC) membrane based MEA. Sandwiched structures of outer ionomer/catalyst/carbon coating/substrate, which had been developed for Nafion membrane, are used for transfer of catalyst to the HC membrane. Performances of the HC MEA before and after 500hr continuous operation are compared and it is found that a severe delamination occurs at the interface between the HC membrane and the catalyst layer, which is the main reason of the low performance and its degradation. The delamination is due probably to the different nature of HC membrane to the Nafion ionomer. A substitutional method, therefore, is suggested to overcome this. In such a way, the outer ionomer process is removed and the low transfer rate of catalyst by skipping the ionomer process is compensated with optimization of other process variables such as transfer time or temperature. The resulting performance is superior to the original LTD method, which can be explained in terms of low resistive components both in ohmic and kinetic.

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MEA의 제작 및 특성 평가 (Fabrication and Characterization of MEA)

  • 성락선;박정호
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2000년도 추계학술대회 논문집 학회본부 D
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    • pp.857-859
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    • 2000
  • A planar MEA(Multi-channel Electrode Array) has been developed for monitoring the electrical activity of electrogenic cells in a cell culture by an extracellular recording. The material, fabrication process, characterization of the array, cleaning effect and impedance according to opening size by impedance measurement are described.

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Alkanolamine계 수용액을 이용한 이산화탄소 흡수에 관한 연구 (A Study on the Absorption of $CO_2$Using Alkanolamine Solution)

  • 이성남;송호철;현재휴;박진원
    • 한국대기환경학회지
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    • 제17권5호
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    • pp.407-414
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    • 2001
  • In this study, the absorption kinetics of $CO_2$onto a mixture of AMP (2-amino-2-methyl-1-propanol) MEA (monoethanolamine) water were investigated at 30 and 4$0^{\circ}C$ using a packed absorption tower. Solubility and absorption rate of $CO_2$into alkanolamine solutions and optimal condition of $CO_2$absorption process were investigated. The experimental conditions are as follows; temperature of 30 and 4$0^{\circ}C$, gas flow rate of 3ι/min for the absorption tower, and liquid flow rate of 0.1ι/min. Feed gas was a mixture of 85% $N_2$and 15% $CO_2$. The experimental results showed that AMP had greater solubilities and faster absorption rates than MEA and DEA. In addition, MEA had the fastest initial reaction rate. To improve the properties of AMP which have low initial reaction rate and high cost, AMP was used with MEA. The mixing ratio was also changed in constant total molarity of 1,2,3 and 4. The experimental results can be summarized as follows: (1) in solubility experiment, the addition of MEA in constant total polarity decreased the solubility of $CO_2$in AMP/MEA mixture. (2) from 0 to about 0.3 in mixing ratio, the solubility of $CO_2$in AMP/MEA mixture had little differences compared with the sum of solubility of AMP only and solubility of MEA only . (3) mixing ratio of 0.3 was found to be an optimal point with the fastest $CO_2$absorption rate.

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직접메탄올 연료전지의 Multiscale 모델링 및 전산모사 (Multiscale Modeling and Simulation of Direct Methanol Fuel Cell)

  • 김민수;이영희;김정환;김홍성;임태훈;문일
    • 멤브레인
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    • 제20권1호
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    • pp.29-39
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    • 2010
  • 본 연구는 차세대 에너지원으로 주목 받고 있는 직접메탄올연료전지(Direct Methanol Fuel Cell, DMFC)에 대해 mutiscale 기법을 사용하여 DMFC의 MEA부분에 대한 상세 모델링 및 전산모사를 통한 이론적 고찰을 시도하였다. 본 연구에서 이용한 multiscale 모델링 방법은 공정시스템 공학의 kinetic 중심의 모델링 방법과 전산유체역학(Computational Fluid Dynamics, CFD)의 유동중심의 모델링 방법을 유기적으로 결합하여 모사 중간에 필요한 데이터 교환을 함으로써 정확한 모델링 및 전산모사 결과를 얻었다. CFD 모델링으로 유체 이동현상을 3차원으로 해석하였고, 동시에 복잡한 비선형 대수방정식으로 표현되는 반응속도, 전기화학반응을 DAE (Differential & Algebraic Equation) solver로 계산하였다. 모델은 메탄올의 산화반응과 산소의 환원반응을 중심으로 MEA (Membrane Electorde Assembly)부분에서 물리화학적, 전기적 현상 현상을 규명하고, 반응 메커니즘을 구성하였다. MEA 모델은 3차원 공간에서 변위를 가지는 3차원 모델로 구성하였으며, 정상상태 및 등온공정의 조건하에 수립되었다. 이를 통해 channel을 포함한 MEA 부분에서 발생되는 물리적, 화학적, 전기적 현상을 정확히 예측 할 수 있다. 본 연구를 통해 수행된 결과는 DMFC의 실험계획 및 운전조건을 도출함에 있어 매우 유용한 역할을 할 수 있을 것으로 사료되며, 추가적인 연구를 통해 DMFC의 상용화에 크게 이바지 할 수 있을 것으로 사료된다.

입체장애아민 AMP (2-amino 2-methyl 1-propanol) 수용액의 CO2 흡수평형 (Absorption Equilibrium of CO2 in the Sterical Hindered Amine, AMP Aqueous Solution)

  • 한근희;이종섭;민병무
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제45권2호
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    • pp.197-202
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    • 2007
  • 본 연구는 그 동안 주로 석유화학의 개질공정 등에서 적용되었던 이산화탄소 흡수분리기술을 연소배가스에 적용하기 위한 기본적인 연구로서, 이산화탄소의 흡수분리공정에 일반적으로 많이 사용되는 흡수제인 MEA(mono-ethanol amine)를 연소배가스에 적용하였을 경우 예상되는 열화, 재생에너지 및 흡수능력 등의 문제점을 개선하기 위하여 거론되는 입체장애아민인 AMP(2-amino 2-methyl 1-propanol) 수용액과 이산화탄소와의 흡수평형 특성을 비교 평가하였다. 실험결과 AMP는 MEA에 비하여 이산화탄소의 흡수능력이 반응 메카니즘에 의하여 약 2배 정도 증가함을 확인하였고, 연소배가스와 같은 저농도 이산화탄소 흡수분리공정 설계에 필요한 흡수평형자료를 부분적으로 제시하였다.

스퍼터링 공정으로 제조된 금속박막을 이용한 고분자전해질 연료전지 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성 연구 (CO Tolerance Improvement of MEA Using Metal Thin Film by Sputtering Method in PEM Fuel Cell)

  • 조용훈;유성종;조윤환;박현서;성영은
    • 전기화학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.279-282
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    • 2007
  • 개질기에서 생산된 수소를 연료전지용 연료로 사용할 때에는 개질수소가 포함하고 있는 일산화탄소가 막-전극접합체의 촉매를 피독시켜서 연료전지 성능이 크게 감소된다. 본 논문에서는 개질수소에 포함된 일산화탄소가 스퍼터링 공정으로 제조된 박막층에 의하여 개선된 막-전극접합체의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 연구하였다. 실험결과 Pt와 Ru박막은 MEA의 단위전지 성능을 개선하였으며, 금속박막은 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성을 증가시켰다. 산화전극으로의 공기주입 운전기법은 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성을 증가시켰다. 게다가 Pt, Ru그리고 PtRu박막은 공기주입 운전에 영향을 주는 것으로 확인되었다.