• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권1호
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• pp.17-21
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• 2019

산화환원흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)는 대용량 에너지 저장장치로 바나듐 산화환원흐름전지가 대표적인 RFB인데, V-RFB는 고가인 점이 문제다. 철-크롬 RFB는 저가의 활물질(철, 크롬)을 사용해 경제적인 점이 장점인데, 성능이 낮은 점이 해결해야 할 과제다. 낮은 성능의 한 원인이 활물질의 크로스오버인데, 본 연구에서 불소계막 대신 탄화수소계막인 sulfonated Poly (ether ether ketone) (sPEEK)막을 사용해 활물질 투과를 감소시키는 연구를 하였다. sPEEK막의 크롬 이온 투과도는 $1.8{\times}10^{-6}cm^2/min$으로 Nafion막에 비해 약 1/33으로 작아서 불소계막 대신 sPEEK막을 사용하면 높은 활물질 투과문제를 해결할 수 있음을 보였다. 철 이온의 sPEEK막 확산의 활성화 에너지도 24.9 kJ/mol으로 Nafion막의 약 66%로 작았다. 그리고 고분자막에 들어간 e-PTFE 지지체가 철-크롬 산화환원흐름전지(ICRFB)에서 활물질 투과도를 감소시킴을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.695-700
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 안트라퀴논(AQDS)와 템포(TEMPO)를 활물질로 사용하고 N 중성 전해질 기반 수계 유기레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 안트라퀴논과 템포 모두 중성 전해질인 염화칼륨(KCl) 전해질에 대해 높은 전자전달성(0.068 V의 산화 반응 및 환원 반응의 피크 전위차) 및 셀전압(1.17 V)을 얻을 수 있었다. 성능비교를 위해 사용한 멤브레인으로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 212를 사용하였을 때, 0.1 M 활물질을 1 M 염화칼륨 전해질에 용해해서 작동한 레독스 흐름전지 완전지 테스트를 통해, 전류효율 97%, 전압 효율 59%의 성능을 나타내었지만, 방전 용량(discharge capacity)은 4 사이클에서 $0.93Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 35%를 도달하였으며, 총 10사이클 동안 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.018Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 이다. 그 외에도 Nafion 117 멤브레인, SELEMION CSO 멤브레인을 사용하여 단전지 성능을 테스트하였을 때, 오히려 저항 증가 및 투과 유도로 인해 더 큰 용량 손실을 이끌었다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2002년도 연료전지심포지움 2002논문집
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• pp.139-146
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• 2002

본 연구에서는 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)용 전극 슬러리 조성변화가 막전극접합체(MEA)의 전극 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 전극촉매의 구성 성분인 Nafion의 함량을 변화시켜 전극 성능의 최적 함량을 고찰하였고, 백금의 함침량의 변화에 따른 전극 성능을 고찰하였다.

• Environmental Engineering Research
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• 제7권3호
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• pp.177-184
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• 2002

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2004년도 수소연료전지공동심포지움 2004논문집
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• pp.57-60
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• 2004

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1999년도 하계학술대회 논문집 D
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• pp.1824-1826
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• 1999

In order to develop key technologies for a kW class for polymer electrolyte fuel cell (PEFC), various membranes (Nafion(112, 115, 117), Dow, Flemion, Gore, and Hanwha), and electrocatalysts (Pt/C, PtNi/C PtNiCo/C and PtRu/C) were used in the fabrication of the MEAs by using transfer printing technique. The effects of the thickness of Nafion membranes, electrocatalysts and the operating conditions (e.g. temperature, reactant gas pressure, and composition) on the performance of the MEA were investigated in the PEFC single cell($O_2/H_2$, and Air/$H_2$ cell). The performances of the MEAs for $O_2/H_2$ and Air/$H_2$ cells has been evaluated.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권6호
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• pp.1651-1655
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• 2013

Anion exchange membranes for a vanadium redox flow battery (VRB) were prepared by pore-filling on a PE substrate with the copolymerization of vinylbenzyl chloride (VBC) and glycidyl methacrylate (GMA). The ion exchange capacity, water uptake and weight gain ratio were increased with a similar tendency up to 65% of GMA content, indicating that the monomer improved the pore-filling degree and membrane properties. The vanadium ion permeability and open-circuit voltage were also investigated. The permeability of the VG65 membrane was only $1.23{\times}10^{-7}\;cm^2\;min^{-1}$ compared to $17.9{\times}10^{-7}\;cm^2\;min^{-1}$ for Nafion 117 and $1.8{\times}10^{-7}\;cm^2\;min^{-1}$ for AMV. Consequently, a VRB single cell using the prepared membrane showed higher energy efficiency (over 80%) of up to 100 cycles compared to the commercial membranes, Nafion 117 (ca. 58%) and AMV (ca. 70%).

• 분석과학
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• 제12권2호
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• pp.89-93
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• 1999

적은 양의 시료를 분석할 수 있는 마이크로 컬럼 이온 크로마토그래피용 전도도 셀과 억압컬럼을 개발하였다. 안지름이 작은 모세관 컬럼을 사용하는 경우 이동상의 유속은 보통 $5{\sim}20{\mu}L/min$ 정도 된다. 따라서 이 경우 일반적인 전도도 셀은 사용할 수가 없기에 내부 부피가 작은 모세관 컬럼용 전도도 셀과 억압컬럼을 제작하였다. 전도도 셀은 두 개의 백금 피하주사 바늘을 안지름이 0.010 mm인 튜브 속에 넣어 간격이 $2{\mu}m$ 되게 만들었고, 억압컬럼은 Nafion 튜브를 이용하여 막-억압컬럼 형태로 개발하였다. 이 전도도 셀과 억압컬럼을 이용하여 실제 음이온들(플루오르화물, 아질산염, 질산염, 염소산염)을 분석한 결과 재현성 있고 양호한 크로마토그램을 얻었다.

• 한국소음진동공학회:학술대회논문집
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• 한국소음진동공학회 2007년도 추계학술대회논문집
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• pp.714-717
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• 2007

In this study, a novel actuator was developed by employing the newly-synthesized ionic networking membrane (INM) of poly (styrene-alt-maleic anhydride) (PSMAn)-incorporated poly (vinylidene fluoride) (PVDF). Based on the same original membrane, various samples of INM actuator were prepared through different reduction times with the electroless-plating technique. The as-prepared INM actuators were tested in terms of surface resistance, platinum morphology, resonance frequency, tip displacement, current and blocked force, and their performance was compared to that of the widely-used traditional Nafion actuator. Scanning electron microscope (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) revealed that much smaller and more uniform platinum particles were formed on the surfaces of the INM actuators as well as within their polymer matrix. Although excellent harmonic response was observed for the newly-developed INM actuators, this was found to be sensitive to the applied reduction times during the fabrication. The mechanical displacement of the INM actuator fabricated after optimum reduction times was much larger than that of its Nafion counterpart of comparable thickness under the stimulus of constant and alternating current voltage.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.382-382
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• 2009

In this study, we prepared electrodes containing ionic liquid for high temperature polymer electrolyte fuel cells. Effects of ILs on electrochemical properties of the electrodes were investigated carrying out measurement of cyclic voltammograms of the various electrodes with the content of IL in a strong supporting electrolyte. As the ILs content increased in electrodes, electrochemical surface area(ESA) decreased due to the leakage of ILs from Nafion ionomer. In addition, two case of cyclic voltammograms under two simulated environment, i.e. IL leakage from Nafion ionomer in I) electrode and ii) polymer electrolyte, were investigated. As a result, IL leakage from polymer electrolyte showed worse results in electrochemical properties of the electrode.