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Accelerated durability test of DMFC electrodes by electrochemical potential cycling
엄성현,이재영 한국공업화학회 2009 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.15 No.5
Durability of directmethanol fuel cell electrodes was evaluated by electrochemical potential cycling and we observed the degradation phenomena during the performance decay. An individual potential measurement of anode and cathode with built-in reversible hydrogen electrode revealed that the anode and cathode performance contributions are almost of the same order of magnitude to the entire performance loss, although the anode degradation is relatively bigger, due to the dominating effect of ruthenium dissolution, corresponding loss of electrocatalytic activity. On the contrary, it was apparent that the electrochemical active surface area of Pt cathode decreased significantly with potential cycling under methanol crossover condition, which is not clearly reflected on the performance loss due to the initial decrease of interfacial resistance between membrane and cathode catalyst layer. Impedance studies could reinforce the current–voltage polarization by more comprehensive information.
Effect of anode diffusion media on direct formic acid fuel cells
엄성현,이재광,Sung Taik Chung,이재영 한국공업화학회 2008 Journal of Industrial and Engineering Chemistry Vol.14 No.4
The effect of the anode diffusion media on the cell performance and mass transport in a direct formic acid fuel cell (DFAFC) has been characterized. Based on electrochemical impedance spectroscopy along with the cell performance tests of the fuel cell, it was found that, depending on the properties of the diffusion media, different molar concentrations of formic acid were required to avoid mass transfer limitation, i.e. maintain a sustained performance. By measuring the external contact angle, the wettability of the diffusion media was investigated in order to estimate the transport properties of formic acid through the diffusion media. Unlike the direct methanol fuel cell, the DFAFC suffers from severe mass transport limitations in more hydrophobic anode diffusion media. As an alternative to higher concentration operations, mixed fuel systems have been suggested to alleviate the IR drops and promote the performance without any voltage loss due to fuel crossover and membrane dehydration at relatively low-current density. Accordingly, not only favorable combinations of the hydrophobicity for gas product transport and the hydrophilicity for formic acid transport within the porous layer are necessary but also the proper choice of fuel concentration and type is needed to obtain the required performance for a simplified system or for higher fuel efficiency.
반도체 공정폐가스 고효율 처리를 위한 열플라즈마-습식 전기집진 융합 시스템 연구
엄성현,차우병 한국공업화학회 2018 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2018 No.0
반도체 및 디스플레이 제조공정 중에 화학기상증착(CVD), 식각(etching), 세정(cleaning) 공정에서 배출되는 과불화합물 (PFCs)를 포함한 폐 가스 처리를 위해서 POU (point of use) 가스 스크러버 시스템을 도입하여 사용하고 있다. 과불화합물의 열분해를 위해서는 3,000 K 이상의 고온이 요구되는 것이 일반적이기 때문에 효과적으로 제어하기 위한 방법으로 열플라즈마 기술을 도입하여 산업적으로 이용하고자 하였다. 열플라즈마 기술은 플라 즈마 토치 기술, 전원공급장치 기술 및 플라즈마 토치-전원공급장치 매칭 기술 최적화를 통해 안정적으로 플라즈마 발생원을 유지시키는 것이 중요하다. 또한, 과불화합물 고효율 처리를 위한 고온의 플라즈마와 폐 가스의 효과적인 혼합이 주요 기술요인으로 확인되었다. 본 연구에서는 열플라즈마 토치 설계를 개선하여 PFCs 분해효율과 에너지효율을 동시에 향상시키고, 습식 전기집진 공정을 효과적으로 연계하여 NOx, HF, PM10 등 2차 오염물질을 동시에 제거할 수 있는 기술을 개발하였다.
세포성 인지질분해효소 활성 억제에 따른 비티 살충력 증가 효과
엄성현,박지영,김건우,김용균,Eom, Seonghyeon,Park, Jiyeong,Kim, Kunwoo,Kim, Yonggyun 한국응용곤충학회 2014 한국응용곤충학회지 Vol.53 No.3
곤충병원성세균 Xenorhabdus nematophila (Xn)의 일부 대사물질은 대상 곤충의 phospholipase $A_2$ ($PLA_2$)를 억제하여 아이코사노이드 생합성 활성을 저해시킨다. 그러나 이들 세균 대사물질이 억제하는 곤충의 $PLA_2$에 대해서는 알려져 있지 않다. Xn의 배양액에서 화학구조가 동정된 8 가지 대사물질들은 두 종의 나비목 배추좀나방(Plutella xylostella)과 파밤나방(Spodoptera exigua)의 유충에 대하여 살충 활성을 보유했다. 특별히 이들 물질은 모두 Bacillus thuringiensis (비티)의 살충력을 크게 향상시켰다. 파밤나방의 세포성 인지질 분해효소($SecPLA_2$)를 클로닝하고 대장균에서 과발현시켰다. 분리된 $SecPLA_2$를 지방체에서 얻은 인지질과 반응시켰을 때 여러 다가불포화지방산을 해리시켰다. 이 효소활성이 Xn 유래 대사물질들에 의해 뚜렷이 억제되었다. 또한 $SecPLA_2$에 대한 억제효과와 비티 살충력 상승효과 사이에 정의 상관관계를 보였다. 본 연구는 $SecPLA_2$가 Xn 대사물질의 억제 대상 분자 종말점 가운데 하나라고 제시하고 있다. Some bacterial metabolites of Xenorhabdus nematophila (Xn) inhibit phospholipase $A_2$ ($PLA_2$) activity to shutdown eicosanoid biosynthesis in target insects. However, little has been known about the target insect $PLA_2$ of these bacterial metabolites. Eight bacterial metabolites identified in Xn culture broth exhibited significant insecticidal activities against larvae of both lepidopteran species of Plutella xylostella and Spodoptera exigua. Moreover, these bacterial metabolites significantly enhanced insecticidal activities of Bacillus thuringiensis (Bt). To determine target $PLA_2$, we cloned and over-expressed cellular $PLA_2$ ($SecPLA_2$) of S. exigua. Purified $SecPLA_2$ catalyzed phospholipids derived from the fat body and released several polyunsaturated fatty acids. Most Xn metabolites significantly inhibited $SecPLA_2$ activity, but were different in their inhibitory activities. There was a positive correlation between the inhibition of $SecPLA_2$ and the enhancement of Bt insecticidal activity. These results indicate that $SecPLA_2$ is a molecular target inhibited by Xn metabolite.
Structured Catalysts for Efficient Conversion of CO2 in High Temperature Electrolysis
엄성현,서민혜,이민석 한국공업화학회 2016 한국공업화학회 연구논문 초록집 Vol.2016 No.1
고온 전기분해에 의한 이산화탄소 전환은 고체산화물 연료전지 및 고온 수전해 기반기술 및 소재를 활용한다. 때문에 생성물의 선택성이 우수하며 전기에서 생성물로의 전환효율이 거의 100% 정도로 전기와 열을 매우 효율적으로 사용할 수 있게 할 뿐만 아니라 높은 반응속도, 이산화탄소와 물을 적절한 비율로 공급함으로써 합성가스를 연료 합성에 적합한 조성으로 제조할 수 있는 장점이 있다. 본 발표에서는 고체산화물 전해질 기반의 이산화탄소 고온 전기분해에 효과적으로 적용될 수 있는 촉매 설계 및 효율 향상을 위한 개발 전략 등을 소개하며, 특히 프로톤전도성 세라믹 기반 소재의 특징을 살펴보고자 한다.