• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.550-553
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• 2008

In this paper, experiments of air-breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) for mobile devices were carried out according to the cathode conditions. These conditions are defined by the cathode flow field plate type (the channel type, the open type) and the cathode surface direction. Single cell and 6-cell stack were used in this experiments. The experimental results showed that the open type cathode flow field plate gave better performance for small size PEMFCs because the open type cathode plate allowed better air convection than the channel type cathode plate. In the experiments related to the direction of the slits on the cathode flow field plate, the horizontal slit cell was better than the vertical slit cell. With respect to the cathode surface direction, when the cathode surface is placed in the direction normal to the ground, PEMFC generated more stable power in the mass transport loss region.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제19권4호
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• pp.283-290
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• 2008

In this paper, experiments with an air-breathing proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) for mobile devices were carried out according to cathode conditions. These conditions are defined by the cathode flow field plate type (the channel type, the open type) and the cathode surface direction. Single-cell and 6-cell stack were used in the experiments. The experimental results showed that the open-type cathode flow field plate gave a better performance than the small channel type. In the experiments related to the direction of the slits on the cathode flow field plate, the horizontal slit cell was better than the vertical one. With respect to the cathode surface direction, when the cathode surface is placed in the direction normal to the ground, the PEMFC generated more stable power in the mass transport loss region. Since stable power in the mass transport region is closely related to the air supply, computational fluid dynamics (CFD) analysis for air-breathing PEMFC of different cathode surface directions was performed.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권4호
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• pp.415-421
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• 2004

The voltage profile of Zinc/Air battery during discharge has very flat pattern in a given voltage range, But, if not enough the porosity in cathode, as a result of that capacity, energy and discharge voltage of batteries become low. Therefore, we focused the pore effects in activated carbon for cathode. We examined discharge voltage, specific capacity, specific energy, resistance and characteristics during the GSM pulse discharge upon different kinds of activated carbon in Zinc/Air battery, Also we measured porosity of the air cathode according to the ASTM. So we achieved improvement of specific capacity, specific energy and discharge voltage according to increase meso pores of activated carbon. We found the optimized activated carbon material for Zinc/Air battery.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.12-19
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• 2022

소형 이송형 고분자전해질 연료전지 (PEMFC)에 많이 사용되는 cathode 개방형 PEMFC 스택은 내구성이 약한 문제점이 있다. 13개의 셀로 이루어진 PEMFC 스택의 가속 내구성 평가를 통해 스택의 열화 원인을 찾고 cathode 개방형 스택의 내구성 향상에 기여하고자 하였다. Cathode가 대기에 개방되어 있고, 기밀 유지가 어려운 cathode 개방형 스택의 구조적 문제점 때문에 시동/정지 (SU/SD)시 수소/공기 경계가 형성되어 cathode를 열화시킨다. 본 연구에서는 cathode 개방형 스택에 SU/SD 1,800회 반복 후 초기 성능의 54%가 감소하여 비교적 짧은 시간에 내구성을 평가할 수 있었다. 스택 해체 후 각 셀을 2등분하여 성능분석하였다. 전체적으로 공기 유입이 용이한 anode 출구부 MEA가 유입부 MEA보다 전극 열화가 더 심해서 SU/SD시 수소/공기 경계 형성이 주요 열화 원인임을 확인했다.

• 상하수도학회지
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• 제26권3호
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• pp.355-360
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• 2012

The characteristics of power generation were investigated by changing the electrical conductivity from 10 to 40mS/cm using air-cathode microbial fuel cell, which had graphite fiber fabric(GFF) anode. There were three kinds of cathode used: one was carbon cloth cathode coated with Pt, another was carbon nanotube(CNT) cathode with non-precious catalyst of Fe-Cu-Mn, and the other was carbon nanotube(CNT) cathode without any catalyst. When it was operated in batch mode, power density of 1369.5mW/$m^2$ was achieved at conductivity of 20mS/cm. Power density from MFC with CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn was shown about 985.55mW/$m^2$, which was 75.1% compared the power density of carbon cloth coated with Pt. This meant that CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn could be an alternative of carbon cloth cathode.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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• pp.372-375
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• 2006

SOFC is a high temperature fuelcell with many advantages, but it also have several demerits. One of the Issues is cathode poisoning of Cr coming from stainless steel interconnects. Diffusion process of Cr evaporated from the surface of interconnect steel was calculated by using CFD technique to understand factors for Cr deposition. It has been cleared that factors concerned in Cr deposition and how they affect Cr deposition. Major variables for Cr deposit ion are diffusion coefficient, air velocity and temperature If diffusion coefficient decreases, Cr concentration increases in the air but decreases on the cathode surface. Increasing in air velocity, Cr concentration decreases in the air and on the cathode surface. Increase in temperature leads to rising Cr concentration on the cathode surface because of diffusion coefficient increment.

• 전기화학회지
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• 제5권2호
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• pp.74-78
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• 2002

아연공기전지는 공기중의 산소를 사용하므로 cathode의 재활용이 가능하다는 장점이 있으며 아연의 이론용량이 820(mAh/g)으로 상당히 높다. 그러나, 아연공기전지는 cathodf치 기공이 너무 작으면 외부로부터 유입되는 산소량이 부족하여 전지의 방전전압이 낮아지는 결과를 초래하게 되며 cathode에 포함되어 있는 도전재의 함량에 따라 저항 및 기공율에 많은 변화를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 전지의 용량, 출력특성, 방전전압, DC저항, ASTM에 의한 기공율 측정을 통해 도전재의 종류 및 함량이 아연공기전지에 미치는 영향을 연구하였으며, Super P의 도전재를 $5wt\%$ 첨가하였을 때 가장 우수한 전지특성을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제28권1호
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• pp.118-124
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• 2017

공랭식 고분자전해질 연료전지는 개방된 cathode구조로 인하여 시스템의 단순화와 부품 수 저감의 장점이 있다. 공랭식 연료전지는 최근에 많이 연구되고 있지만, 성능이 외부 환경에 영향을 받으며, 공기의 상대습도가 낮은 경우 전해질막의 건조로 인한 성능 감소가 발생할 수 있다. 본 연구에서는 공랭식 연료전지의 성능에 영향을 주는 요인인 cathode 측 공기 유량과 anode 측 purge interval영향에 대해 분석하였으며, 스택을 운전하지 않는 상태로 장기간 보관하는 것이 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 연료전지 외부에 설치한 fan의 전압을 조절하면 cathode 측 공기의 공급유량을 변화시킬 수 있고 스택의 온도도 제어할 수 있으므로, fan전압은 공랭식 연료전지의 성능에 영향을 주는 중요한 인자이다. 연료전지 시스템을 단순화하고 수소의 사용률을 높이기 위하여 anode 측은 dead ended anode (DEA) 기법을 사용하였다. 주기적인 purge를 실행하여 생성된 물과 가스를 배출하였으며, purge 주기를 변경하면서 스택의 성능에 미치는 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 스택의 보관기간이 길어질수록 membrane dehydration으로 인해 성능이 감소하는 것을 실험을 통해 파악하였고, 단시간에 성능을 회복할 수 있는 기법을 제시하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2004년도 하계학술대회 논문집 Vol.5 No.2
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• pp.1083-1088
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• 2004

Zinc air batteries obtain their energy density advantage over the other batteries by utilizing ambient oxygen as the cathode materials, and reusing cathode as recycled form. And specific capacity of zinc powder is as high as 820mAh/g. Our research team succeeded in producing 2.4 Ah class zinc air battery for cellular phone application. In this paper we had studied performance of cathode according to various factors and demonstrated the performance of 2.4 Ah class zinc air battery for cellular phone application.

• 전기화학회지
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• 제6권3호
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• pp.203-207
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• 2003

아연공기전지는 공기중의 산소를 사용하므로 cathode의 재활용이 가능하다는 장점이 있으며 아연의 이론용량이 820(mAh/g)로 상당히 높다 또한 아연공기전지는 저율방전에서 방전말기까지 아주 평탄한 방전전압을 유지한다. 그러나, 고율방전에서는 방전전압이 낮아지고 에너지가 감소하며 cathode에 포함되어 있는 PTF도의 함량에 따라 저항 및 기공율에 많은 변화를 보이고 있다. 이에 본 연구에서는 전지의 에너지, 방전용량, 방전전압, DC저항, GSM, ASTM에 의한 기공율 측정을 통해 cathode내의 PTFE함량이 아연공기전지에 미치는 영향을 연구하였다. 그 결과 결합제의 함량이 감소할수록 전지의 특성이 향상되었으며 $15wt\%$일 때 가장 우수한 전지특성을 얻을 수 있었다.