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유성종,전태열,성영은,Yoo, Sung-Jong,Jeon, Tae-Yeol,Sung, Yung-Eun 한국전기화학회 2009 한국전기화학회지 Vol.12 No.1
연료전지는 가까운 미래를 위한 핵심 청정 신에너지원 중의 하나로 기대된다. 그러나 고분자 연료전지에서 공기극은 느린 산소환원반응과 많은 백금 사용 때문에 상업화에 어려움을 겪고 있으며, 이것을 해결하는 것이 최근 당면 과제이다. 또한 연료극은 일산화탄소의 피독 현상과 전극의 안정성이 문제시 되고 있다. 본 총설에서는 고분자 연료전지를 위한 연료극, 공기극 전기화학 촉매의 이론적 접근을 통해 촉매를 설계하는 최근 연구 내용을 소개하려 한다. 촉매 설계는 합금 전기 화학 촉매를 통해 접근 했으며, 이는 electronic, geometric, lateral effects를 손쉽게 조절할 수 있게 한다. 이것은 계산되어진 d-band center의 함수에 의존하며, 촉매의 활성과 큰 관계를 가짐을 발견하였다. 본고에서 지향하는 촉매의 최종 방향은 이론적 접근을 통해서 촉매의 사용량을 줄이면서 효율적으로 사용하는 것이다. Fuel cells are expected to be one of the major clean new energy sources in the near future. However, the slow kinetics of electrocatalytic hydrogen oxidation reaction (HOR) and oxygen reduction reaction (ORR), and the high loading of Pt for the anode and cathode material are the urgent issues to be addressed since they determine the efficiency and the cost of this energy source. In this review paper, a new approach was developed for designing electrocatalysts for the HOR and ORR in fuel cells. It was found that the electronic properties of Pt could be fine-tuned by the electronic and geometric effects introduced by the substrate alloy metal and the lateral effects of the neighboring metal atoms. The role of substrate was found reflected in a volcano plot for the HOR and ORR as a function of their calculated d-band centers. This paper demonstrated a viable way to designing the electrocatalysts which could successfully alleviate two issue facing the commercializing of the fuel cell-the cost of electrocatalysts and their efficiency.
유성종,임주완,박선하,원호연,성영은,Yoo, Sung-Jong,Lim, Ju-Wan,Park, Sun-Ha,Won, Ho-Youn,Sung, Yung-Eun 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.2
[ $Li_+$ ]를 기반으로 하는 비수용액 전해질에서 Prussian blue가 degradation이 없이 구동할 수 있도록 소재를 design하고 제조하여 전기화학적 변색특성을 연구하였다. Prussian blue는 ITO가 코팅되어 있는 유리판위에 일정전류-전착법으로 코팅을 했고, 이 때 사용된 코팅 용액은 $FeCl_3,\;K_3Fe(CN)_6$을 deionized water에 녹이고, HCl, KCl, LiCl을 각각 넣었다. 전기화학적 변색특성을 비교하기 위해 continuous와 pulse potential cycle 하는 동안 transmittance 변화를 in-situ He-Ne laser를 이용하여 측정하였고, electroactive layer thickness를 통해 degradation된 정도를 실험하였다. The durability problem of Prussian blue in non-aqueous $Li_+$-based electrolytes has been due to the degradation of the Prussian blue electrode matrix during the insertion/extraction processes by $Li_+$. In this work, we designed and synthesised the Prussian blue without reducing the electrochromic performance in non-aqueous $Li_+$-based electrolytes. Prussian blue was electrodeposited on a glass which has ITO coating, and the coating solution is a mixture solution of $FeCl_3\;and\;K_3Fe(CN)_6$ with deionized water added HCl, KCl, and LiCl, respectively. The durability of Prussian blue was evaluated by an in-situ transmittance measurement during a continuous and pulse potential cycling test, and measured by electroactive layer thickness due to evaluating the degradation.
Sol-Gel법을 통한 리튬 기반 전해질에 적합한 니켈 산화물 박막의 제조와 리튬 기반 전해질에서의 전기변색 특성
박선하,유성종,임주완,윤성욱,차인영,성영은,Park, Sun-Ha,Yoo, Sung-Jong,Lim, Ju-Wan,Yun, Sung-Uk,Cha, In-Young,Sung, Yung-Eun 한국전기화학회 2009 한국전기화학회지 Vol.12 No.3
In this study, we fabricated nickel oxide thin film for lithium based electrolyte using sol-gel method. This film was deposited by dip-coating method with mixed solvent of DameH (N,N-dimethylaminoethanol) and DI water. As changing the ratio between DmaeH and DI water, nickel oxide thin film was presented in different charge density and optical transmittance because they were shown various thickness. It was accounted for changing viscosity and density by the ratio of DmaeH and DI water. The thin film synthesized with 1 : 1 ratio of DmaeH and DI water was expressed best electrochromic performance in lithium based electrolyte, because of thick thickness but porous structures.
스퍼터링 공정으로 제조된 금속박막을 이용한 고분자전해질 연료전지 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성 연구
조용훈,유성종,조윤환,박현서,성영은,Cho, Yong-Hun,Yoo, Sung-Jong,Cho, Yoon-Hwan,Park, Hyun-Seo,Sung, Yung-Eun 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.4
When reformer for fuel cell is used, CO in hydrogen gas leads to a seriously decreased membrane electrode assembly (MEA) performance by catalyst poisoning. The effect of CO on performance of modified MEA by sputtering method is studied in this paper. The experimental results show that sputtered Pt and Ru thin film improve a single cell performance of MEA and sputtered metal thin film has a CO tolerance. The air injection process on anode show improved CO tolerance test result. Moreover, Pt, Ru and PtRu thin film by sputtering had influence on the CO tolerance with air injection process. 개질기에서 생산된 수소를 연료전지용 연료로 사용할 때에는 개질수소가 포함하고 있는 일산화탄소가 막-전극접합체의 촉매를 피독시켜서 연료전지 성능이 크게 감소된다. 본 논문에서는 개질수소에 포함된 일산화탄소가 스퍼터링 공정으로 제조된 박막층에 의하여 개선된 막-전극접합체의 성능에 어떠한 영향을 미치는지 연구하였다. 실험결과 Pt와 Ru박막은 MEA의 단위전지 성능을 개선하였으며, 금속박막은 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성을 증가시켰다. 산화전극으로의 공기주입 운전기법은 막-전극접합체의 일산화탄소에 대한 내구성을 증가시켰다. 게다가 Pt, Ru그리고 PtRu박막은 공기주입 운전에 영향을 주는 것으로 확인되었다.