• 한국세라믹학회지
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• 제26권4호
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• pp.521-531
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• 1989

The dependence of the chemical durability of simulated waste glasses containing the simplified waste similar to the SRP waste on compositions of host glasses, amounts of waste loading, and kinds of leachants has been investigated as a basic study on the waste immobilization through vitrification. The maximum limit of the amount of waste loading for glassforming with the host sodium borosilicate glasses selected in this study was 50wt%. The chemical durability of waste glasses whose host glass belonged to the immiscible composition region was much higher than that of waste glasses whose host glass belonged to the miscible composition region. The former waste glass showed lower chemical durability in deionized and silicate waters than in brine, while the latter glass showed the lowest chemical durability in deionized and silicate waters than in brine, while the latter glass showed the lowest chemical durability in silicate water. It was also observed that the total leaching rates in brine were noticeably small in comparison with those in other solutions. The composition of the host borosilicate glass which was suitable for the treatment of the waste through vitrification was found to be 25 Na2O-5B2O3-70SiO2(wt.%).

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.45-51
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• 2023

PEMFC(고분자전해질 연료전지) 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 라디칼 제거제와 지지체가 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학적 내구성과 물리적 내구성을 향상시키기 위해서 해조류에서 추출한 후코이단과 가교제 역할을 하는 탄닌산을 첨가한 고분자막의 내구성을 평가하였다. 물리적 내구성은 인장강도를 측정해 확인했고, 화학적 내구성은 Fenton 실험으로 측정하였다. 막과 전극합체(MEA)를 제조하여 셀에서 가속 내구 평가를 통해 기계적 내구성과 화학적 내구성을 평가하였다. 인장강도 측정으로 후코이단과 탄닌산의 변형율과 항복강도 등을 향상시켜 고분자막의 기계적 내구성을 향상시킬 수 있음을 보였다. 후코이단이 라디칼 제거제 역할을 함을 Fenton 실험에서 확인했다. 단위전지에서 가속 내구 실험 결과 후코이단은 화학적 내구와 기계적 내구를 모두 향상시켜 무첨가막보다 가속 내구 평가 시간을 38.1% 증가시켰고, 탄닌산을 추가하면 기계적 내구성 향상에 의해 고분자막의 내구성이 13.9% 향상되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권3호
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• pp.333-338
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• 2021

대형 상용차용 PEMFC 스택 내구성은 승용차용보다 5배 이상 되어야 한다. 승용차용 PEMFC 고분자막의 화학적 가속 내구성 평가(AST)를 대형 상용차용에 그대로 적용하면 AST 시간이 2,500시간 이상이 되는 문제점이 있다. DOE(Department of Energy)의 AST 시간을 단축시키기 위해 Cathode 가스로 공기대신 산소를 사용하여 고분자막의 화학적 내구성을 평가하였다. 본 연구에서는 Nafion XL을 고분자막으로 사용해 OCV, 90 ℃, RH 30%, H₂ (Anode), 공기 또는 산소조건으로 가속 내구성을 평가하였다. DOE 내구 목표 기준 중 Short 저항 감소가 제일 빨리 나타났다. 공기대신 산소를 사용함으로써 전극 열화의 영향을 적게 받으면서, 고분자막의 열화 속도를 가속화시켜 고분자막 내구성 평가시간을 절반 이하로 단축시켰다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.321-326
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• 2022

고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 성능과 가격인하를 위해 고분자막의 두께가 얇아지는 추세에서 내구성을 향상시키는 연구가 더욱 중요하게 되었다. 고분자막의 내구성 평가에서 기계적 내구성 평가시간이 화학적 내구성 평가시간보다 2배 이상 소요되므로 내구성 평가 조건을 잘 선택하는 것이 필요하다. 본 연구에서는 기계적 내구 평가 프로토콜(Wet/Dry)에서 유입가스 종류와 유량에 차이가 있을 때 기계적 내구 평가시간이 얼마나 변하는지 확인하고자 하였다. 2,000 mL/min 유량에서 질소를 사용했을 때 평가시간이 공기를 사용했을 때보다 1.25배 증가했다. 공기 사용시 전극 Pt의 열화속도가 증가하는 것이 주 요인이었다. 유량이 800 mL/min 으로 감소하면 공기와 질소 평가시간이 각각 1.5배, 1.2배 증가했다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.16-20
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• 2021

PEMFC 고분자막의 내구성 향상을 위한 내구성 평가는 PEMFC 발전을 위해 매우 중요하므로 고분자막 내구성 평가 프로토콜(AST) 연구개발이 계속 되고 있다. 최근에 DOE의 고분자막 화학적/기계적 내구성 평가 AST가 개발되어 Nafion XL에 적용해 검토하였다. 평가시간을 단축시키기 위해 공기대신 산소를 Cathode 가스로 사용해 144시간만에 종료하였다. DOE AST가 가습 45초/건조 30초로 전압변화 횟수가 많아서 전극의 열화가 MEA 내구성에 더 많은 영향을 미쳤다. 그래서 가습 60초/건조 300초로 1사이클 시간을 길게하고 가습시간 대비 건조시간도 길게 하여 고분자막을 더 열화시키게 하였고, 240시간에 종료하였다. 고분자막 내구성 평가를 위한 DOE AST가 전극 열화도 동반됨을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.362-367
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• 2023

최근 고분자 전해질 연료전지(PEMFC)에서 고분자 막의 연구개발은 가격 저감과 성능 향상을 위해 박막화하는 방향으로 진행되고 있다. 그리고 상용차용 수소 전기 차량 수요가 증가하고 있는데, 승용차용보다 내구성이 5배 증가해야 한다. 막의 두께가 얇아짐에도 불구하고 내구성은 5배 증가해야 하므로, 막의 내구성 향상이 더 중요해진 상황이다. 가속 내구 평가 시간도 단축해야하기 때문에 기존 프로토콜에서 공기 대신 산소를 사용한 프로토콜을 10 ㎛ 박막에 적용해 내구성을 평가하였다. 가속 내구 평가(개회로 전압 유지)는 720시간에 종료하였다. 공기를 사용한 미국 에너지부(DOE) 프로토콜을 사용했다면 약 1,500시간의 내구성으로 운전시간 450,000 km 수명을 예상한다. 화학적 내구 평가중에 전극의 활성 면적이 51% 감소해 촉매 열화가 막 내구성 약화에 영향을 준 것으로 판단되고, 촉매 열화 속도를 감소시키면 막 내구성이 증가할 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회지
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• 제55권6호
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• pp.319-327
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• 2022

Ion exchange membranes have been developed from laboratory tools to industrial products with significant technical and trade impacts in the last 70 years. Today, ion exchange membranes are successfully applied for water and energy for different electro-membrane processes. Hydrogen could be produced by electrochemical water splitting using renewable energy, for example, solar, biomass, geothermal and wind energy. This review briefly summarizes the recent studies reporting the state-of-the-art anion-exchange membrane water electrolysis, especially focusing on the enhancement of the durability of anion-exchange membranes. Anion-exchange membrane water electrolysis could be used as inexpensive non-noble metal electrocatalysts that are capable of producing low cost of hydrogen. However, the main challenge of anion-exchange membrane water electrolysis is to increase the performance and durability. In this mini review, the limiting factors of the durability and the technology enhancing the durability will be discussed for anion exchange membrane water electrolysis.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.308-314
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• 2021

Chemical durability issue in polymer electrolyte membranes has been a challenge for the commercialization of polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFCs). In this study, we proposed a manufacturing method of Nafion composite membrane containing a stable polyimide antioxidant to improve the chemical durability of the membrane. The thermal casting of the Nafion solution with poly (amic acid) induced polyimide reaction. We evaluated proton conductivity, oxidative stability with ex-situ Fenton's test, and fluoride ion emission to analyze the effect of polyimide antioxidants. We confirmed that incorporating the polyimide antioxidant improves the chemical durability of the Nafion membrane while maintaining inherent proton conductivity.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.553-561
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• 2010

Like the shotcrete can be deteriorated by chemical compounds as service years increase, the grout which is used to fasten the cablebolt(rockbolt) system in the underground structures also can be deteriorated by chemical compounds such as sulphate and/or chloride contained in groundwater during service years. This can induce issues on the long term durability of cablebolt(rockbolt) system and consequently on the stability of underground structures. In this study, the deteriorations of long term durability of cement mortar grout by each chemical compound of sulphate or chloride are studied experimentally and also complex deterioration by the mix of sulphate and chloride is investigated. Based on the results obtained in this study, the characteristics and prediction of deterioration of long term durability of cement mortar grout for cablebolt(rockbolt) system are suggested.

• 한국건축시공학회:학술대회논문집
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• 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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• pp.108-109
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• 2014

The purpose of this study is to enhance durability of solidifying mat. solidifying mat excellent mechanical properties of geotextile. multi-layer coating system is applied to the mat and the chloride ions penetration resistance, chemical resistance, accelerated carbonation test were evaluated by testing the durability. Durability test results are as follows. chloride ions penetration resistance results are coated mat is approximately 70 % lower than plain. chemical resistance test results are coated mat no discoloration. accelerated carbonation test results are coated mat is approximately 90 % lower than the plain.