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- 저자 : 한종희(Jonghee Han) (검색결과 25 건)
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기준 전극을 이용한 용융탄산염 연료전지의 분극 특성 해석
한종희,이갑수,정창열,윤성필,남석우,임태훈,홍성안,Han Jonghee,Lee Kab Soo,Chung Chang-Yeol,Yoon Sung-Pil,Nam Suk-Woo,Lim Tae-Hoon,Hong Seong-Ahn 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.3
용융탄산염 연료전지의 장기 운전시 각 전극별 분극의 변화를 Au, $CO_2/O_2$ 기준전극이 부착된 단위전지를 이용하여 성공적으로 해석하였다. 서로 다른 구성요소로 조합된 네 가지 단위 전지를 운전하며 각 전극의 분극을 해석한 결과, 이미 알려진 바와 같이 공기극의 분극 크기가 연료극의 경우보다 큰 것을 실험적으로 측정할 수 있었다. 고온 부식 방지를 위해 cell frame의 wet seal부분에 Al코팅을 한 전지는 6,000시간까지 성능을 유지하여 부식이 전지 성능 저하에 큰 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 한편, $LiCoO_2$가 코팅된 안정화 공기극은 일반적으로 사용되는 NiO 공기극보다 lithiation에 필요한 시간이 길어 운전 초기에 공기극 분극이 크고 성능이 낮았으나 지속적인 운전으로 공기극이 충분히 lithiation되면서 공기극의 분극이 작아지고 성능도 점차 증가하였다. $Li_2CO_3/Na_2CO_3$ 전해질을 사용한 전지는 운전 중 성능이 하락과 상승을 반복하는 진동현상을 보였는데 이는 연료극보다는 공기극의 영향으로 해석되었다. 대부분의 단위전지들이 급격한 성능 하락을 보였을 경우의 공기극 분극은 급격히 증가하였으며 이로써 용융탄산염 연료전지의 수명 향상을 위해서는 공기극의 개선이 필수적이라는 것을 알 수 있었다. A long-term variation of electrode polarization in the MCFC has been analyzed successfully using a single cell with a Au, $CO_2/O_2$ reference electrode Four different cells with different components were operated and their electrode polarizations were analyzed. As published in the literatures, the cathode polarization was larger than that of the anode. The more stable operation of a single cell with the Al-coated cell frame up to 6,000hrs indicates that the corrosion at the cell frame, particularly wet seal area, plays an important role to determine the lifetime of a MCFC. At the initial stage of the cell operation, the voltage of the cell using a cathode stabilized by the $LiCoO_2$ coating was relatively low due to the high cathode polarization. As the cell was operated and the stabilized cathode was lithiated sufficiently, the cathode polarization decreased and the cell voltage was recovered. It was observed that the voltage of the cell using the $Li_2CO_3/Na_2CO_3$ electrolyte fluctuated with operation time and the cathode polarization fluctuated along with the cell voltage quite similarly. Although the mechanisms of the voltage fluctuation were not clear yet, the results imply that the voltage fluctuation was related with a reaction in the cathode side. After testing every single cell, the cathode polarization increased with the steep decrease in the cell voltage. Thus, the cathode should be improved in order to develop more durable MCFC.
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윤성필,한종희,남석우,임태훈,홍성안,현상훈,유영성,Yoon Sung Pil,Han Jonghee,Nam Suk Woo,Lim Tae-Hoon,Hong Seong-Ahn,Hyun Sang-Hoon,Yoo Young-Sung 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.2
기체/전해질/LSM $(La_{0.85}Sr_{0.15}MnO_3)$ 공기극이 만나는 삼상계면 (triple phase boundary) 주위에 YSZ ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) 코팅막 (coating film) 을 형성하여 추가로 삼상계면을 크게 늘린 새로운 전극 미세구조를 갖는 복합 공기극 (composite cathode) 을 개발하였다. 이 복합 공기극을 전해질 두께가 약 $30{\mu}m$인 연료극 (anode)v 지지체 위에 형성하여 $700\~800{\circ}C$의 온도에서 전류전압 특성 및 교류 임피던스 분석을 실시하였다. $800^{\circ}$, 공기 및 수소 조건에서 교류 임피던스 분석 결과 1000Hz주파수 영역을 대변하는 저항성분 R1은 연료극 분극 저항에 해당하였고 100Hz주파수 영역의 저항성분 R2는 공기극 분극 저항 성분, 그리고 10Hz이하 영역의 저항성분 R3는 전극을 통한 기체확산 저항성분으로 특히, 작동 조건인 공기 및 수소 분위기에서는 연료극 쪽 반응기체에 의한 기체확산 저항 성분임을 알 수 있었다. 전지성능 측정 결과 이 복합 공기극을 장착한 전지는 $800^{\circ}C$, 공기 및 산소 조건에서 각각 $0.55W/cm^2$ $1W/cm^2$의 높은 전지성능을 나타내었다. 전류전압 곡선은 기울기가 다른 두 구간으로 구분되었으며, 낮은 전류밀도 하에서 보이는 급격한 전압감소 구간은 공기극 분극저항이 주된 성능 저하의 원인인 반면, 높은 전류밀도 하에서 나타나는 완만한 전압 감소 구간은 전해질에 관련된 분극저항이 주된 성능 저하의 원인이었다. YSZ ($8mol\%$ yttria-stabilized zirconia)-modified LSM $(La_{0.85}Sr_{0.15}MnO_3)$ composite cathodes were fabricated by formation of YSZ film on triple phase boundary (TPB) of LSM/YSZ/gas. The YSZ coating film greatly enlarged electrochemical reaction sites from the increase of additional TPB. The composite cathode was formed on thin YSZ electrolyte (about 30 Um thickness) supported on an anode and then I-V characterization and AC impedance analyses were performed at temperature between $700^{\circ}C\;and\;800^{\circ}C$. As results of the impedance analysis on the cell at $800^{\circ}C$ with humidified hydrogen as the fuel and air as the oxidant, R1 around the frequency of 1000 Hz represents the anode Polarization. R2 around the frequency of 100Hz indicates the cathode polarization, and R3 below the frequency of 10 Hz is the resistance of gas phase diffusion through the anode. The cell with the composite cathode produced power density of $0.55\;W/cm^2\;and\;1W/cm^2$ at air and oxygen atmosphere, respectively. The I-V curve could be divided into two parts showing distinctive behavior. At low current density region (part I) the performance decreased steeply and at high current density region (part II) the performance decreased gradually. At the part I the performance decrease was especially resulted from the large cathode polarization, while at the part H the performance decrease related to the electrolyte polarization.
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KEMAR 마네킹을 이용한 단이 보청기용 FDSI 빔포밍 알고리즘의 정량적 평가
조경원,남경원,한종희,이상민,김동욱,홍성화,장동표,김인영,Cho, Kyeongwon,Nam, Kyoung Won,Han, Jonghee,Lee, Sangmin,Kim, Dongwook,Hong, Sung Hwa,Jang, Dong Pyo,Kim, In Young 대한의용생체공학회 2013 의공학회지 Vol.34 No.1
To enhance the speech perception of hearing aid users in noisy environment, most hearing aid devices adopt various beamforming algorithms such as the first-order differential microphone (DM1) and the two-stage directional microphone (DM2) algorithms that maintain sounds from the direction of the interlocutor and reduce the ambient sounds from the other directions. However, these conventional algorithms represent poor directionality ability in low frequency area. Therefore, to enhance the speech perception of hearing aid uses in low frequency range, our group had suggested a fractional delay subtraction and integration (FDSI) algorithm and estimated its theoretical performance using computer simulation in previous article. In this study, we performed a KEMAR test in non-reverberant room that compares the performance of DM1, DM2, broadband beamforming (BBF), and proposed FDSI algorithms using several objective indices such as a signal-to-noise ratio (SNR) improvement, a segmental SNR (seg-SNR) improvement, a perceptual evaluation of speech quality (PESQ), and an Itakura-Saito measure (IS). Experimental results showed that the performance of the FDSI algorithm was -3.26-7.16 dB in SNR improvement, -1.94-5.41 dB in segSNR improvement, 1.49-2.79 in PESQ, and 0.79-3.59 in IS, which demonstrated that the FDSI algorithm showed the highest improvement of SNR and segSNR, and the lowest IS. We believe that the proposed FDSI algorithm has a potential as a beamformer for digital hearing aid devices.
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인공 신경망을 이용한 보청기용 실시간 환경분류 알고리즘
서상완,육순현,남경원,한종희,권세윤,홍성화,김동욱,이상민,장동표,김인영,Seo, Sangwan,Yook, Sunhyun,Nam, Kyoung Won,Han, Jonghee,Kwon, See Youn,Hong, Sung Hwa,Kim, Dongwook,Lee, Sangmin,Jang, Dong Pyo,Kim, In Young 대한의용생체공학회 2013 의공학회지 Vol.34 No.1
Persons with sensorineural hearing impairment have troubles in hearing at noisy environments because of their deteriorated hearing levels and low-spectral resolution of the auditory system and therefore, they use hearing aids to compensate weakened hearing abilities. Various algorithms for hearing loss compensation and environmental noise reduction have been implemented in the hearing aid; however, the performance of these algorithms vary in accordance with external sound situations and therefore, it is important to tune the operation of the hearing aid appropriately in accordance with a wide variety of sound situations. In this study, a sound classification algorithm that can be applied to the hearing aid was suggested. The proposed algorithm can classify the different types of speech situations into four categories: 1) speech-only, 2) noise-only, 3) speech-in-noise, and 4) music-only. The proposed classification algorithm consists of two sub-parts: a feature extractor and a speech situation classifier. The former extracts seven characteristic features - short time energy and zero crossing rate in the time domain; spectral centroid, spectral flux and spectral roll-off in the frequency domain; mel frequency cepstral coefficients and power values of mel bands - from the recent input signals of two microphones, and the latter classifies the current speech situation. The experimental results showed that the proposed algorithm could classify the kinds of speech situations with an accuracy of over 94.4%. Based on these results, we believe that the proposed algorithm can be applied to the hearing aid to improve speech intelligibility in noisy environments.
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개미산 분해 반응에서 수소 생산성 증대를 위한 Pd/Pd<sub>3</sub>Fe 합금 촉매: 범밀도 함수 이론 연구
조진원 ( Jinwon Cho ),한종희 ( Jonghee Han ),윤성필 ( Sung Pil Yoon ),남석우 ( Suk Woo Nam ),함형철 ( Hyung Chul Ham ) 한국화학공학회 2017 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.55 No.2
본 연구에서는 양자 역학 계산 이론 중 하나인 Density Functional Theory (DFT)를 사용하여 Pd/Pd<sub>3</sub>Fe 촉매 표면에서 개미산(HCOOH) 분해 반응으로부터 수소를 생산하는 반응 메커니즘을 분석하였다. 기존 연구에 따르면, 단일 원자 촉매 중에서 개미산 분해 반응에 가장 높은 수소 생산성을 기록하는 원자는 Pd 촉매이지만, 부 반응으로 생산되는 CO가 Pd에 독성을 띄우기 때문에 Pd 촉매의 성능을 저하시킨다. 이러한 단점을 극복하고자, Pd를 기반으로 Pd와 Fe를 3:1로 합금하여 Pd<sub>3</sub>Fe가 코어(core) 형태로 존재하고 Pd가 표면에 위치한 core-shell Pd/Pd<sub>3</sub>Fe 촉매를 설계하여 개미산 분해 반응에 의한 수소 생산 속도를 계산하였다. 순수 Pd촉매 보다 Pd/Pd<sub>3</sub>Fe 촉매의 수소 생산 반응의 활성 에너지가 감소 하였다. 그 이유는 Pd와 Fe가 합금화 되면서 Pd<sub>3</sub>Fe의 격자 상수가 2.76 A로 줄어 들어 HCOO의 흡착에너지를 0.03 eV 감소시켰고, Fe에서 표면 Pd로 전자가 이동하면서 표면 전자 구조가 변화하여 HCOO의 흡착에너지를 0.29 eV 낮추었기 때문이다. 본 연구에서 제안하는 결과를 바탕으로 추후 개미산으로부터 수소 생산이 더 용이한 새로운 촉매 설계 메커니즘을 제안하고자 한다. Formic acid has been known as one of key sources of hydrogen. Among various monometallic catalysts, hydrogen can be efficiently produced on Pd catalyst. However, the catalytic activity of Pd is gradually reduced by the blocking of active sites by CO, which is formed from the unwanted indirect oxidation of formic acid. One of promising solutions to overcome such issue is the design of alloy catalyst by adding other metal into Pd since alloying effect (such as ligand and strain effect) can increase the chance to mitigate CO poisoning issue. In this study, we have investigated formic acid deposition on the bimetallic Pd/Pd<sub>3</sub>Fe core-shell nanocatalyst using DFT (density functional theory) calculation. In comparison to Pd catalyst, the activation energy of formic acid dehydrogenation is greatly reduced on Pd/Pd<sub>3</sub>Fe catalyst. In order to understand the importance of alloying effects in catalysis, we decoupled the strain effect from ligand effect. We found that both strain effect and ligand effect reduced the binding energy of HCOO by 0.03 eV and 0.29 eV, respectively, compared to the pure Pd case. Our DFT analysis of electronic structure suggested that such decrease of HCOO binding energy is related to the dramatic reduction of density of state near the fermi level.
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김학윤,안상현,황승준,유성종,한종희,김지현,김수길,장종현,Kim, Hak-Yoon,Ahn, Sang Hyun,Hwang, Seung Jun,Yoo, Sung Jong,Han, Jonghee,Kim, Jihyun,Kim, Soo-Kil,Jang, Jong Hyun 한국전기화학회 2012 한국전기화학회지 Vol.15 No.4
전기화학적 환원을 통한 이산화탄소의 활용을 위한 노력은 오래 전부터 계속되어 왔다. 최근에는 액체연료 중 가격이 비싸고 그 활용도가 높은 포름산의 생성을 위한 연구가 많이 진행되고 있지만 실제 포름산을 생성하고 분석하는 과정에서 효율의 개선과 분석에 어려움이 따른다. 따라서 이산화탄소 환원을 이용한 포름산 생성에 필요한 시스템의 제조, 반응 조건의 개발 및 분석 방법의 정량화가 필요하다. 본 연구에서는 이산화탄소의 전기화학적 환원을 통한 포름산의 생성을 진행하고 생성된 포름산의 양을 분석하였다. 실험에 이용된 셀은 양이온 교환막을 사용하는 대용량의 회분형 셀을 이용하였으며 전위차계를 통하여 삼전극에서 전기화학 실험을 진행하였다. 전기화학 실험은 다양한 촉매 금속을 이용하여 선형 전위 주사법과 chronoamperometry를 통해 진행했으며 이 때 기준전극은 염화은 전극을 이용하였고 상대전극은 백금 전극을 사용하였다. 실험을 통해 생성된 포름산의 농도를 high performance liquid chromatography(HPLC)를 통하여 분석하여 시스템의 적정성과 분석 방법의 유효성을 검증하였다. Electrochemical reduction of carbon dioxide has been widely studied by many scientists and researchers. Recently, the production of formic acid, which is expensive but highly useful liquid material, is receiving a great attention. However, difficulties in the electrochemical reduction process and analyzing methods impede the researches. Therefore, it is important to design an adequate system, develop the reduction process and establish the analyzing methods for carbon dioxide reduction to formic acid. In this study, the production of formic acid through electrochemical reduction of carbon dioxide was performed and concentration of the product has been analyzed. Large scale batch cell with proton exchange membrane was used in the experiment. The electrochemical experiment has been performed using a series of metal catalysts. Linear sweep voltammetry (LSV) and chronoamperometry were performed for carbon dioxide reduction and electrochemical analysis using silver chloride and platinum electrode as a reference electrode and counter electrode, respectively. The concentration of formic acid generated from the reduction was monitored using high performance liquid chromatography (HPLC). The results validate the appropriateness and effectiveness of the designed system and analyzing tool.
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