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용융탄산염형 연료전지에서 기상물질전달의 영향 (XI) -가압하에서의 불활성가스 계단형 첨가법 측정-
이충곤,임희천 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.1
저자들은 용융탄산염형 연료전지의 전극반응에서 기상의 물질전달의 영향을 검토해오고 있다. 본 연구에서는 가압하의 용융탄산염형 연료전지에서 기상의 물질전달의 영향을 불활성 가스 계단형 첨가법 (Inert gas step addition, ISA)을 통해 검토하였다. 사용한 전지는 전극면적 100 cm2급의 단위전지로서 불활성가스로 질소를 사용하였으며, 절대압 3기압의 가압하에서 ISA의 측정이 가능함을 알았다. Anode 및 cathode 모두 가압하에서 불활성 가스 첨가에 의한 전압변화가 가스 부피감소에 의해 느리게 나타났으나, 유량변화에 따른 명확한 전압변화가 관찰되었다. 이 결과로부터 가압하에서도 기상의 물질전달 저항이 전극반응에 영향을 미침을 알 수 있었다. ISA법의 측정결과로부터 anode 및 cathode모두에서 기상의 물질전달에 의한 과전압이 가압에 의해 약간 증가하는 것이 관찰되어, 가압에 의해 기상의 물질전달 저항이 증가함을 알았다.
용융탄산염형 연료전지에서 과전압에 미치는 전극두께의 영향
이충곤,이성윤,류보현,김도형,임희천,Lee, Choong-Gon,Lee, Sung-Yoon,Ryu, Bo-Hyun,Kim, Do-Hyung,Lim, Hee-Chun 한국전기화학회 2010 한국전기화학회지 Vol.13 No.1
This work investigated the effect of anode thickness on the anodic overpotential with $100\;cm^2$ class MCFC single cells. The hydrogen oxidation rate in the molten carbonate is sufficiently high, which may lead to weak relation of overpotential with anode geometrical area. The relation of anode surface area and overpotential was analysed in terms of anode thickness in this work. Steady state polarization, inert gas step addition (ISA), and reactant gas addition (RA) methods were employed to the two cells with 0.77 mm and 0.36 mm thickness of anode. The result represented that the anodic overpotential at the cells were identical. It implied that the anodic overpotential was independent on the electrode thickness within the tested range. 본 연구에서는 용융탄산염형 연료전지의 연료극 전극두께가 과전압에 미치는 영향을 $100\;cm^2$ 급 단위전지를 사용하여 검토하였다. 용융탄산염형 연료전지에서의 수소 산화속도는 충분히 빨라 전극면적이 성능에 크게 영향을 미치지 않을 수 있어, 본 연구에서는 전극의 기하학적 면적의 크기가 과 전압에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 평가는 정상분극법과 비활성가스 계단형 첨가법 (ISA)와 반응물 첨가법 (RA)를 사용하여 연료극 두께 0.77 mm와 0.36 mm에 대해 수행하였다. 평가결과 두 전지에서 연료극 과전압이 거의 동일하게 관찰되어 연료극 두께에 의한 과전압의 차이는 발생하지 않았다.
Gasification of ash-free coal prepared with microwave method
이충곤,Won-Ki Kim,Duc-Luong Vu 한국화학공학회 2015 Korean Journal of Chemical Engineering Vol.32 No.9
The production of ash-free coal as a clean fuel for high temperature fuel cell was investigated. The ash-free coal was made from a bituminous coal. It was prepared by solvent extraction using a microwave. The solvent-to-coal ratio and microwave irradiation time of raw coal were parameters for the extraction yield. The microwave method showed merits in terms of faster extraction and higher extraction yield than conventional heating methods. In addition, gasification behaviors of the ash-free coal were investigated by gas chromatography. Contrary to carbon, ash-free coal showed hydrogen as a dominant gas species in its gasification and did not require carbonate catalyst. The electrical conductivity of ash-free coal was found very low close to zero.
용융탄산염형 연료전지에서 기상물질전달의 영향 (XII) -전극조건에 따른 물질전달 저항에 의한 과전압의 변화-
이충곤,임희천 한국화학공학회 2007 화학공학의이론과응용 Vol.10 No.2
용융탄산염형 연료전지(MCFC)의 고성능화를 위해서는 전극반응시 발생되는 과전압의 원인의 규명이 필요하다. 이를 위해서는 전극반응의 율속단계의 검토가 필요하였고, 저자들은 자체 고안한 불활성가스 계단형 첨가법(Inert Gas Step Addition, ISA)과 반응물 첨가법(Reactant Gas Addition, RA)을 사용하여, MCFC에서 기상에서의 물질전달이 전극반응에 크게 영향을 미침을 알았다. 특히 연료극의 경우는 주로 기상의 물질전달이 과전압을 지배하게 되며, 공기극은 액상에 비해서는 작으나 기상의 물질전달이 영향을 미침을 알았다. 기상의 물질전달은 크게 가스채널과 다공질 전극에서 발생하는 것으로 생각할 수 있고, 훨씬 복잡한 구조의 다공질 전극에서 발생하는 물질전달 저항에 대한 검토는 중요하다고 할 수 있다. 본 연구에서는 다공질전극의 구조 및 전해질 양에 따른 기상 물질전달 저항에 의한 과전압을 검토하였다. 아직 명확한 결론에는 도달하지 못하였으나, 전극에서의 전해질 양 또는 기공구조에 의해 물질전달 저항에 의해 발생하는 과전압이 다름을 관찰하였다.
Comparison of Catalytic Activity for Methanol Electrooxidation Between Pt/PPy/CNT and Pt/C
이충곤,J.-S. Baek,D.-J. Seo,J.-H. Park,전경용 한국전기화학회 2010 한국전기화학회지 Vol.13 No.4
This work explored the catalytic effect of Pt in multi-wall carbon nanotube and poly-pyrrole conductive polymer electrocatalysts (Pt/PPy/MWCNT). A home-made Pt/PPy/MWCNT catalyst was first evaluated by comparing its electrochemical active surface area (ESA) with E-Tek commercial catalysts by cyclic voltammetry in H2SO4 solution. Then, the methanol oxidation currents of Pt/PPy/MWCNT and the hydrogen peaks in H2SO4 solution were serially measured with microporous electrode. This provided the current density of methanol oxidation based on the ESA, allowing a quantitative comparison of catalytic activity. The current densities were also measured for Pt/C catalysts of E-Tek and Tanaka Precious Metal Co. The current densities for the different catalysts were similar, implying that catalytic activity depended directly on the ESA rather than charge transfer or electronic conductivity.