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전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Soc...전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society 11건

  1. [국내논문]   Reduction of Methanol Crossover in a Direct Methanol Fuel Cell by Using the Pt-Coated Electrolyte Membrane   피인용횟수: 1

    Jung, Eun-Mi (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research ) , Rhee, Young-Woo (Department of Chemical Engineering, Chungnam National University ) , Peck, Dong-Hyun (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research ) , Lee, Byoung-Rok (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research ) , Kim, Sang-Kyung (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research ) , Jung, Doo-Hwan (Advanced Fuel Cell Research Center, Korea Institute of Energy Research)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 1 - 5 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    A Pt-layer was deposited on the anode side of a Nafion membrane via a sputtering method in order to reduce methanol crossover in a direct methanol fuel cell (DMFC). The methanol permeation and the proton conductivity through the modified membranes were investigated. The performances of the direct methanol fuel cell were also tested using single cells with a Nafion membrane and the modified membranes. The Pt-layers on the membrane blocked both methanol crossover and proton transport through the membranes. Methanol permeability and proton conductivity decreased with an increase of the platinum layer thickness. At methanol concentration of 2 M, the DMFC employing the modified membrane with a platinum layer of 66 nm-thickness showed similar performance to that of a DMFC with a bare Nafion membrane in spite of the lower proton conductivity of the former. The maximum power density of the cell using the modified membrane with a platinum layer of 66 nm-thickness increased slightly while that of the cell with the bare membrane decreased abruptly when a methanol solution of 6M was supplied.

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    Fig. 1 이미지
  2. [국내논문]   직접메탄올연료전지에서 메탄올 크로스오버에 미치는 인자 연구   피인용횟수: 1

    현민수 (한국에너지기술연구원 ) , 김상경 (한국에너지기술연구원 ) , 임성엽 (한국에너지기술연구원 ) , 이병록 (한국에너지기술연구원 ) , 백동현 (한국에너지기술연구원 ) , 정두환 (한국에너지기술연구원)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 6 - 10 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    직접메탄올연료전지의 운전 변수에 따른 메탄올 크로스오버를 메탄올 농도센서를 이용하여 정량적으로 측정하였으며 실제 셀 운전 시 메탄올크로스오버 저감의 측면에서 유리한 운전조건을 분석하였다. 메탄올 농도, 전극 양단의 압력차, 전류의 크기, 온도, stoichiometry등을 변화시켜 diffusion, convection, electro-osmosis의 메커니즘별 기여도와 실제 전지 운전 조건의 영향을 함께 분석하였다. 이상의 세 가지 메커니즘 중에서 농도 차이에 의한 diffusion이 가장 큰 영향을 미쳤으며 electro-osmosis에 의한 영향은 고농도에서만 관찰할 수 있었다.

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  3. [국내논문]   Composite Membrane Containing a Proton Conductive Oxide for Direct Methanol Fuel Cell  

    Peck, Dong-Hyun (Korea Institute of Energy Research(KIER) ) , Cho, Sung-Yong (Korea Institute of Energy Research(KIER) ) , Kim, Sang-Kyung (Korea Institute of Energy Research(KIER) ) , Jung, Doo-Hwan (Korea Institute of Energy Research(KIER) ) , Kim, Jeong-Soo (Dept. of Polymer Eng., Chungnam National University)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 11 - 15 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    The composite membrane for direct methanol fuel cell (DMFC) was developed using $H_3O^+-{\beta}"-Al_2O_3$ powder and perfluorosulfonylfluroride copolymer (Nafion) resin. The perfluorosulfonylfluroride copolymer (Nafion) resin was mixed with $H_3O^+-{\beta}"-Al_2O_3$ powder and it was made to sheet form by hot pressing. The electrodes were prepared with 60 wt% PtRu/C and 60wt% Pt/C catalysts for anode and cathode, respectively. The morphology and the chemical composition of the composite membrane have been investigated by using SEM and EDXA, respectively. The composite membrane and $H_3O^+-{\beta}"-Al_2O_3$ were analyzed by using FT-IR and XRD. The methanol permeability of the composite membranes was also measured by gas chromatography (GC). The performance of the MEA containing the composite membrane (2wt% $H_3O^+-{\beta}"-Al_2O_3$ ) was higher than that of normal pure Nafion membrane at high operating temperature (e.g. $110^{\circ}C$ ), due to the homogenous distribution of $H_3O^+-{\beta}"-Al_2O_3$ , which decreased the methanol permeability through the membrane and enhanced the water contents in the composite membrane.

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  4. [국내논문]   Bar-Coating 방법으로 제조한 직접메탄올 연료전지 MEA의 성능   피인용횟수: 1

    강세구 (한국에너지기술연구원 ) , 박영철 (한국에너지기술연구원 ) , 김상경 (한국에너지기술연구원 ) , 임성엽 (한국에너지기술연구원 ) , 정두환 (한국에너지기술연구원 ) , 장재혁 (삼성전기 ) , 백동현 (한국에너지기술연구원)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 16 - 21 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    직접메탄올 연료전지 (DMFC)의 핵심 구성 요소 중에서 하나는 고분자 전해질막과 촉매층 (연료극과 공기극)으로 구성된 전해질/전극 접합체 (MEA)이다. 그중에서 촉매층은 브러싱법, 전시법, 스프레이 코팅법, 스크린 프린팅법과 같은 다양한 방법을 사용하여 carbon paper나 carbon cloth등과 같은 전극 지지체 위에 코팅한다. 그러나 이러한 촉매 코팅방법들은 전극 지지체 위에 촉매를 균일한 두께로 코팅하기 어렵고, 촉매의 손실이 많으며, 또한 코팅 시간이 많이 필요하다는 단점들이 있다. 본 연구에서는 DMFC용 MEA의 전극층을 바코팅 방법 (bar-coating method)을 사용하여 한 번에 원하는 양의 촉매가 코팅되도록 제조하였다. 이렇게 제조한 전극 촉매층 표면과 단면의 형태를 SEM을 사용하여 관찰하였다. 제조한 MEA의 성능과 저항은 단위전지와 임피던스 분석기를 사용하여 측정하였다.

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  5. [국내논문]   고체 수소이온 전도체를 이용한 중온형 연료전지 개발  

    서동호 (연세대학교 화학공학과 ) , 김홍록 (연세대학교 화학공학과 ) , (연세대학교 화학공학과 ) , 설용건 (연세대학교 화학공학과)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 22 - 32 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    청정에너지의 중요성이 부각됨에 따라 수소연료를 활용한 고효율, 무공해 전력 공급원인 연료전지에 대한 관심이 증가하고 있다. 연료전지는 전기화학 반응에 의한 화학에너지를 직접 전기에너지로 변환시키는 장치로 자동차, 우주항공, 산업 및 가정용 발전 등에 적용할 수 있는 잠재력이 있다. 최근 재료 및 에너지 변환공정 차원에서 바람직한 $200{\sim}500^{\circ}C$ 의 온도범위에서 작동하는 중온형 연료전지에 대한 새로운 인식과 이 온도범위에서 사용 가능한 수소이온 전도성 물질의 개발 필요성이 요구되고 있다. 본 논문은 고체 수소이온 전도체의 특성과 기술 현황을 소개하고, perovskite형 고체 무기 산화물을 이용한 중온형 연료전지 응용에 관한 연구에 대하여 고찰하였다.

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  6. [국내논문]   겔식 납축 전지의 충전상태에 따른 임피던스 특성 연구   피인용횟수: 1

    안상용 (부산대학교 화학과 ) , 정의덕 (한국기초과학지원연구 부산센터 ) , 원미숙 (한국기초과학지원연구 부산센터 ) , 심윤보 (부산대학교 화학과)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 33 - 36 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    본 연구에서는 겔식 VRLA (valve regulated lead acid번지의 충전상태(SoC) 판단을 위해 임피던스 기법을 이용하여 조사하였다. 임피던스는 VRLA전지 (2V/1.2Ah)의 다양한 충전상태에서 진폭 10mV로 100kHz에서 ${\sim}$ 10mHz까지 측정하였다. 측정된 임피던스 데이터로부터 등가회로를 유도하고, CNLS (Complex Non-linear Least Squares) 법을 사용하여 분석하였다. 양극 쪽의 전하전이 저항과 전기이중층 커패시턴스가 음극보다 높았다. 겔 저항은 충전상태가 감소함에 따라 증가하며 이는 VRLA 전지의 충전상태를 판단하는데 중요한 파라미터임을 확인하였다.

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  7. [국내논문]   Electrochemical Properties and Structural Analysis of Carbon-Coated Silicon Anode for Lithium Secondary Batteries   피인용횟수: 1

    Kim, Hyung-Sun (Battery Research Center, Korea Institute of Science and Technology ) , Chung, Kyung-Yoon (Battery Research Center, Korea Institute of Science and Technology ) , Cho, Byung-Won (Battery Research Center, Korea Institute of Science and Technology)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 37 - 41 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    The effects of carbon-coated silicon anode on the electrochemical properties and structural change were investigated. The carbon-coated silicon powders have been prepared by thermal decomposition under argon/10wt% propylene mixed gas flow at $700^{\circ}C$ . The surface and crystal structure of the synthesized materials were examined by scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM), and Raman spectroscopy. Lithium cells with electrodes made from the uncoated and the carbon coated silicon anode were assembled and tested. The carbon-coated silicon particles merged together well after the insertion/extraction of lithium ions, and showed a relatively low irreversible capacity compared with the uncoated silicon particle.

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  8. [국내논문]   연료중의 이산화탄소 불순물에 의한 고분자전해질연료전지의 성능변화 연구   피인용횟수: 1

    서중근 (울산대학교 화학공학부 연료전지연구실 ) , 권준택 (울산대학교 화학공학부 연료전지연구실 ) , 김준범 (울산대학교 화학공학부 연료전지연구실)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 42 - 46 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    연료전지는 수소를 직접 사용하는 것이 가장 효율이 높지만 가정이나 사무실에서는 수소 저장탱크를 사용하기보다는 도시가스(메탄가스)를 연료 source로 하여 수소를 생산하는 것이 유리하다. 연료전지에 사용하는 수소는 천연가스나 바이오가스, 탄화수소계열의 연료를 개질하여 생산하며 개질반응과정에서 필연적으로 여러 성분의 불순물이 포함되어 있다. CO, $CO_2$ , $H_2S$ , $NH_3$ , $CH_4$ 등의 불순물이 포함된 수소연료가 PEM fuel cell에 공급되면 연료전지 성능에 영향을 준다고 보고되어 있다. 이러한 영향에는 전극 촉매의 피독에 의한 kinetic losses, 전해질막과 촉매이온층의 양이온 전도성 감소에 의한 ohmic losses 그리고 촉매층의 구조나 소수성 감소에 의한 mass transport losses가 있다. 개질기에서 생산된 수소연료는 약 73%의 $H_2$ 와 20% 이하의 $CO_2$ , 5.8% 이하의 $N_2$ , 2% 이하의 $CH_4$ , 10ppm 이하의 CO로 최종 공급된다. 본 연구에서는 연료 중에 $CO_2$ 가 고분자전해질 연료전지 anode측 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 실험은 연료전지에 공급되는 연료중에 $CO_2$ 농도를 10%, 20%, 30%로 전류와 전압의 성능곡선과 장시간(10시간)실험 그리고 임피던스를 측정하였다. 또한 가스크로마토그래피를 이용하여 순수한 수소와 $CO_2$ 가 함유된 수소의 혼합을 통해 나온 연료전지 inlet에서의 불순물의 농도를 검증하였다.

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  9. [국내논문]   리튬이온이차전지용 고효율 음극(SiO-Graphite)  

    신혜민 (부경대학교 공업화학과 ) , 도칠훈 (한국전기연구원 전지연구그룹 ) , 김동훈 (경상대학교 나노신소재공학부 ) , 김효석 (한국전기연구원 전지연구그룹 ) , 하경화 (경상대학교 나노신소재공학부 ) , 진봉수 (한국전기연구원 전지연구그룹 ) , 김현수 (한국전기연구원 전지연구그룹 ) , 문성인 (한국전기연구원 전지연구그룹 ) , 김기원 (경상대학교 나노신소재공학부 ) , 오대희 (부경대학교 공업화학과)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 47 - 50 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    현재 상용화 되어있는 흑연의 저용량 문제를 해결하기 위해 실리콘이나 주석계 등 고용량 비탄소계 음극전극재료들이 연구되고 있다. 이 중 산화실리콘(SiO)은 초기 충전(환원)과정에서 Li이 삽입되면서 $Li_2O$ 생성으로 비가역 비용량이 발생하여 초기 싸이클에서 쿨롱효율이 낮고, 싸이클링에 따라 리튬 탈 삽입 과정의 비용량이 증가하는 특징으로 실제의 전지를 설계할 시 문제점을 가진다. 본 연구에서는 고용랑 특성을 나타내는 비탄소계 실리콘을 포함하는 리튬이차전지용 음극활물질과 흑연의 복합체를 제조하여 흑연으로 실리콘의 부피팽창을 완화시키고, 사이클 특성을 향상시키는 실리콘(SiO-Graphite) 재료를 개발하고, 산화실리콘과 흑연 복합체의 높은 비가역 용량의 해소와 싸이클에 따른 리튬 탈삽입 과정의 용량증가를 해소하기 위한 전처리를 통하여 초기 효율을 향상한 전극의 제조에 대하여 연구하였다.

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  10. [국내논문]   유동방향 변화에 따른 고분자 전해질 연료전지의 성능 및 전달특성에 대한 3차원 수치해석적 연구  

    이필형 (인천대학교 기계공학과 ) , 한상석 (인천대학교 기계공학과 ) , 황상순 (인천대학교 기계공학과)
    전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society v.11 no.1 ,pp. 51 - 58 , 2008 , 1229-1935 ,

    초록

    고분자 전해질 연료전지의 성능향상을 위한 방법으로 유동채널의 형상을 변경한 많은 연구가 진행되어 왔으나 동일한 유동채널 형상에서 유동방향 변경에 따른 연구는 많이 진행되지 못하였다. 본 연구에서는 동일한 반응면적과 동일한 유동채널의 고분자 전해질 연료전지의 수소와 산소의 유동방향을 Co-flow에서 Counter-flow로 변경될 경우의 연료전지의 성능변화를 분석하기 위하여 연료극과 공기극이 포함된 3차원 수치해석모델을 개발하였다. 개발된 수치해석모델을 활용하여 Co-flow와 Counter-flow의 유동채널 내부의 압력손실, 반응물질의 농도분포, 고분자 전해질 막을 통한 Water Transport, 고분자 전해질 막의 이온전도도 및 I-V 성능곡선을 비교하였다. 그 결과 반응물질의 농도분포, Water Transport, 고분자 전해질 막의 이온전도도가 우수한 Counter-flow 유동조건에서의 성능이 Co-flow 유동조건에 비하여 더욱 우수하였다.

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