• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.210-216
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• 2010

IS (요오드-황)프로세스의 HI 분해반응 공정에서의 적용을 목적으로 지르코니아 코팅 지지체를 이용하여 CVD법에 의해 수소분리막을 제작하였으며, 분리막으로서의 가능성을 평가하였다. 제작한 막의 형상 및 Si의 분포를 파악하기 위해 SEM 및 EPMA를 이용하여 분석하였다. 지르코니아를 코팅한 지지체를 이용하여 제작한 막에 Zr-Si-O층이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 제작한 막의 수소와 질소가스의 단일 성분 투과속도를 $300{\sim}600^{\circ}C$에서 측정하였다. $600^{\circ}C$에서 Z-1막에서의 수소투과속도는 $1{\times}10^{-7}\;mol{\cdot}Pa^{-1}{\cdot}m^{-2}{\cdot}s^{-1}$를 나타냈다. 질소에 대한 수소의 선택성은 Z-1 막에서 5.0, Z-2막에서 5.75를 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제29권2호
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• pp.30-39
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• 2020

본 논문은 디자인 씽킹 방법론을 통해 수소에너지를 국가 에너지전환에 활용할 때의 갈등을 해결하는 방안을 제시하는데 그 목적이 있다. 연구결과, 디자인 씽킹을 통해 갈등 주체와 정부와 이해관계자 간 수소에너지 전환을 위한 정책의 공동 설계가 가능하며, 이는 공감과 협력을 바탕으로 하는 거시적인 접근 방법으로, 정책설계 프로세스에 대한 공감대를 초기에 형성할 수 있다. 수소 에너지 갈등에 대한 이해부터 시작하여 이해관계자의 갈등, 분쟁이나 소송의 결과에서 얻은 경험을 바탕으로 아이디어를 찾을 수 있다. 그리고 이를 바탕으로 수소 에너지전환에 대한 추가적인 아이디어를 도출하고 프로토타이핑과 테스트를 통해 아이디어의 실현을 구체화 및 검증하게 된다. 갈등 개선을 위한 이해관계자들과의 협업은 새로운 가치를 창출할 수 있으며, 에너지 전환의 관점에서는 이해관계자의 갈등에 대한 공감과 통찰력이 새로운 협업 환경을 촉진할 수 있다. 또한 에너지 전환 문제점에 대한 정의를 재구성하는 과정에서 아이디에이션을 통해 다양한 관점을 반영하며, 프로토타입 정책을 시행하는 과정에서 이해관계자 간 갈등 협의의 프로세스에서 지속적인 공감으로 이해관계자의 의견을 통합하여 갈등을 예방할 수 있음을 알 수 있다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권2호
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• pp.253-260
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• 2024

Proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is an efficient method for utilizing renewable energy sources such as wind and solar powers to produce green hydrogen. For PEMWE powered by renewable energy sources, its durability is a crucial factor in its performance since irregular and fluctuating characteristics of renewable energy sources, especially for wind power, can deteriorate the stability of PEMWE. Triangular voltage cycle is well able to simulate fluctuating wind power, but its effect on the durability has not been investigated extensively. In this study, the performance degradation of the PEMWE cell operated with the triangular voltage cycling was investigated at different ramping rates. The measured current responses during the cycling gradually decreased for both ramping rates, and I-V curve measurements before and after the cycling confirmed the degradation of the performances of PEMWE. For both measurements, the degradation rate was larger for 300 mV s^-1 than 30 mV s^-1, and they were determined as 0.36 and 1.26 mV h^-1 (at the current density of 2 A cm^-2) at the ramping rates of 30 and 300 mV s^-1, respectively. The comparison with other studies on triangular voltage cycling also indicate that an increase in the ramping rate accelerates the deterioration of the PEMWE performance. X-ray photoelectron spectroscopy and transmission electron microscopy results showed that the Ir catalyst was oxidized and did not dissolve during the voltage cycling. This study suggests that the ramping rate of the triangular voltage cycling is an important factor for the evaluation of the durability of PEMWE cells.

• 청정기술
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• 제28권3호
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• pp.218-226
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• 2022

최근 선진국들은 수소경제 및 탄소중립 사회로의 전환을 위해 수소에너지의 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이산화탄소(CO₂)를 배출이 없는 친환경적인 수소(H₂) 생산 기술에 대한 관심이 높아지고 있다. 본 연구에서는 암모니아(NH₃) 분해 수소 제조를 위해 루테늄 알루미나(Ru/Al₂O₃) 분말 촉매와 함께 알루미나 졸(alumina sol)의 무기바인더(inorganic binder)와 메틸 셀룰로오스(methyl cellulose)의 유기바인더(organic binder)를 사용하여 딥 코팅(dip coating) 방법으로 루테늄 알루미나 메탈 모노리스 코팅 촉매를 제조하였다. 딥 코팅을 위한 촉매 슬러리의 최적 비율로 촉매와 무기바인더의 중량 비율을 1:1로 고정하여 유기바인더 0.1일 때 1회 딥 코팅 시 촉매 코팅양은 61.6 g L^-1이다. 이때 메탈모노리스 표면에 코팅된 촉매 층의 균일한 두께 (약 42 ㎛)와 결정상을 주사전자현미경(Scanning Electron Microscope, SEM)과 X-ray 회절분석(X ray diffraction, XRD)을 통해 확인하였다. 또한, 암모니아 분해 수소 제조의 최적 공정조건을 찾고자 반응표면분석법(Response Surface Method, RSM)을 이용하여 반응온도와 공간속도의 독립변수에 따른 암모니아 전환율에 대한 수치 최적화 회귀식 모델을 계산하였다. 이러한 결과로부터 암모니아 분해 수소생산을 위한 상업적 규모의 공정운전 기본설계 자료로 활용이 가능하다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제26권2호
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• pp.105-113
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• 2015

In order to accelerate hydrogen society in current big renewable energy trend, it is very important that hydrogen can be transported and stored as a fuel in efficient and economical fashion. In this perspective, liquid hydrogen can be considered as one of the most prospective storage methods that can bring early arrival of the hydrogen society by its high gravimetric energy density. In this study, a small-scale hydrogen liquefier has been designed and developed to demonstrate direct hydrogen liquefaction technology. Gifford-McMahon (GM) cryocooler was employed to cool warm hydrogen gas to normal boiling point of hydrogen at 20K. Various cryogenic insulation technologies such as double walled vacuum vessels and multi-layer insulation were used to minimize heat leak from ambient. A liquid nitrogen assisted precooler, two ortho-para hydrogen catalytic converters, and highly efficient heat pipe were adapted to achieve the target liquefaction rate of 1L/hr. The liquefier has successfully demonstrated more than 1L/hr of hydrogen liquefaction. The system also has demonstrated its versatile usage as a very efficient 150L liquid hydrogen storage tank.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.240-248
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• 2011

All-vanadium redox flow battery (VRFB) has been studied actively as one of the most promising electrochemical energy storage systems for a wide range of applications such as electric vehicles, photovoltaic arrays, and excess power generated by electric power plants at night time. Among consisting elements of the VRFB, the ion exchange membrane and the electrode play important roles. In this study, carbon PVC coposite sheets for the VRFB have been developed and electrochemical characteristics investigated. Current collector for VRFB, carbon PVC composite sheets (CPCS), were prepared with G-1028 as a conducting particle, PVC as a polymer, Dibutyl phthalate (DBP) as a plasticizer and fumed Silica (FS) as a dispersion agent. CPCS has been shown to have the characteristics as an excellent current collector for VRFB and electrochemical properties of specific resistivity 0.31 ${\Omega}cm$, which were composed of G-1028 80 wt%, PVC 10 wt%, DBP 5 wt% and FS 5 wt%.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.365-371
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• 2016

Cell performance of the Zn-Br redox flow battery (ZBRFB) using two different type's membrane (Nafion117 and SF-600) was evaluated at $20mA/cm^2$ of current density in 1M (mol/L) $ZnBr_2$ + 2M KCl + 0.3M EMPBr(1-ethyl-1-methyl pyrrolidinium bromide) electrolyte. The average energy efficiencies of ZBRFB were 74.9% and 74.7% for Nafion117 and SF-600, respectively. The electrolyte added the 1-ethyl-3-methylimidazolium dicyanamide (EMICA) as an additive was tested for the electrolyte in ZBRFB using SF-600 at $30mA/cm^2$ of current density. An average energy efficiency of the ZBRFB was 74.5% and 77.4% for the electrolyte non-added EMICA and added 1wt% of EMICA, respectively. ZBRFB using the electrolyte added EMICA was showed the higher performance than that using the electrolyte non-added EMICA.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권5호
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• pp.721-727
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• 2011

All vanadium redox-flow battery (VRFB) has been studied actively as one of the most promising electrochemical energy storage systems for a wide rage of applications such as electric vehicles, photovoltaic arrays, and excess power generated by electric power plants at night time. In this study, carbon felt electrodes were treated by electrochemical oxidation with KOH, and the cyclic voltammetry were studied in order to investigate redox reactivity of vanadium ion species with carbon felt electrodes. Besides the effect of electrochemical oxidation on the surface chemistry of carbon felt electrodes were investigated using the X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). After electrochemical oxidation, XPS analysis of PAN based GF20-3 carbon felt electrode revealed on increase in the overall surface oxygen content of the carbon felts after electrochemical oxidation. Redox reaction characteristics using cyclic voltammetry (CV) were ascertained that the electrochemical treated electrode were more reversible than the untreated electrode.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제30권1호
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• pp.43-48
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• 2019

This study investigates the electrochemical characteristics of the hybrid cell that combined the advantageous characteristics of Li secondary battery and supercapacitor, high energy density and high power density, respectively. Electrochemical behaviors of the hybrid cell was characterized by charge/discharge, cycle and impedance tests. The hybrid cell using Li secondary battery and supercapacitor had better discharge capacity and cycle performance than that of using Li secondary battery only. Proper design of such a hybrid cell system is expected to result in substantial benefits to the well being of the Li secondary battery. The hybrid cell involving Li secondary battery for high energy density and supercapacitor for high power density may be the possible solution for future energy storage system.

• 한국작물학회지
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• 제63권2호
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• pp.140-148
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• 2018

본 논문은 수수에 엽면처리된 과산화수소의 한발 스트레스 완화 효과가 있는지 알아보기 생리적 연구를 실시하였다. 수분 스트레스가 가장 심한 -0.15 MPa와 -0.20 MPa에서 과산화수소 처리에 의한 발아율 증가가 20%로 발아율의 차이가 가장 크게 조사되었다. 이는 과산화수소가 발아 과정에서 자극을 주어 대사 활성을 유도하여 수분스트레스가 심한 조건에서 일어나는 대사 저하가 완화되었기 때문으로 보인다. 1. 수분 스트레스 하에서 10 mM 과산화수소 처리는 무처리 보다 20% 높은 발아율을 보였고, 유아 유근의 신장을 촉진하였다. 2. 온실 pot 실험 결과 한발 하에서 과산화수소 처리는 형태적 형질(초장, 줄기 직경, 엽장, 엽수)과 생리적 형질(SPAD, 엽록소형광, 기공전도도) 모두 증가시켰다. 토양수분 구배장치를 이용한 실험 결과 역시 과산화수소 엽면처리가 광합성 능력(SPAD, 기공전도도)과 뿌리 발근(지하부 건물중, 뿌리길이)이 우수하여 생육, 건물 생산량이 무처리 보다 높았다. 결과적으로 과산화수소의 처리는 수수의 발아율 향상과 기공 폐쇄를 억제하여 광합성능력을 향상시켰다. 이를 통해 한발 스트레스 대한 내성을 높여 수수의 생육을 유지 및 회복시켜 주었다.