연료전지 핵심 소재인 고분자 전해질막은 높은 내화학성과 수소이온전도성을 갖는 과불소계 술폰산 이오노머가 주로 사용된다. 하지만 이러한 이오노머조차도 연료전지 구동 중 발생하는 라디칼 공격으로 인해 화학적 분해가 발생하여 장 기 내구성 확보에 어려움을 겪고 있다. 이를 완화하기 위해 라디칼 스캐빈저로 도입이 간편한 이온형 산화방지제를 적용하고 있으나, 연료전지 구동 중 전극 간 전위차에 의해 세륨 이온이 이동(cerium ion migration)하는 현상으로 스캐빈저 효과가 감 소하는 문제가 있다. 본 연구에서는 강화막 내에서 세륨 이온의 이동성을 조절하기 위한 방안으로 폴리에틸렌글리콜(PEG) 도입을 제시하였으며, 이를 통해 PEG 도입이 강화막의 내구성에 미치는 영향을 조사하였다.

This study intends to analyze physical and chemical changes using Thermo-Gravimetric Analysis （TGA） of MGO-bioethanol mixed fuel oil. We will analyze the thermal stability and state changes of MGO-Bioethanol mixed fuel oil and conduct and utilize various basic experiments on its applicability as ship fuel oil in the future and eco-friendly alternative fuels. The physical and chemical conditions set through this experiment were set through non-isothermal heating at about 20°C to 933°C, and the heating rate was 100°C/min, the measurement time was 10 minutes, and the amount of samples in each mixed fuel oil was about 18mg-24mg. In the range of pyrolysis temperatures from 235.241°C to 253.320°C, the weight of BE0 was 30.992%, BE10 was 36.199.%, BE20 was 35.879%, and BE30 was 35.725%, indicating that the pyrolysis temperature and weight tended to increase as the bioethanol content increased.

본 논문은 독일의 에너지 전환 정책이 경제성장과 화석연료 의존도에 미친 영향을 분석하며, 특히 그린플레이션과 화석연료플레이션에 중점을 둔다. 본 논문은 2010년부터 2022년까지의 분기별 데이터를 활용하여, 화석연료 가격(브렌트유 및 천연가스)과 주요 경제지표(가계 전기요금, 소비자물가지수, GDP 성장률) 간의 관계를 상관관계 분석과 다중회귀분 석으로 평가하였다. 분석 결과, 천연가스 가격과 가계 전기요금 간에는 0.85의 강한 양의 상관관계가 확인되어, 천연가스 가격 상승이 직접적으 로 전기요금 상승에 영향을 미쳤음을 보여준다. 또한, 천연가스 가격과 소비자물가지수 간에도 0.72의 유의미한 양의 상관관계가 나타나, 화석 연료 가격 상승이 물가상승 압력을 가중시킴을 시사하였다. 반면, 화석연 료 가격과 GDP 성장률 간에는 -0.56의 음의 상관관계가 나타나, 에너지 비용 상승이 경제성장에 부정적 영향을 미쳤음을 보여준다. 다중회귀분 석 결과, 천연가스 가격이 가계 전기요금에 미치는 영향은 브렌트유 가 격보다 더 강력한 것으로 확인되었으며, 이는 독일의 에너지 구조가 천 연가스 의존도가 높음을 반영한다. 이러한 결과는 에너지 공급망 다변화 와 재생 가능 에너지 확대를 통해 에너지 안보를 강화하고 화석연료 의 존도를 줄이는 것이 중요함을 시사한다.

본 연구는 친환경 선박의 연료 특성 분석, 사고 사례분석, FRAM(Functional Resonance Analysis Method) 분석을 통하여 사고의 원인과 선박 운항시 발생 가능한 다양한 변동성을 분석하였다. LNG, 메탄올, 암모니아, 액화수소 등 다양한 친환경 선박연료는 각각의 물리적, 화학적 특성으로 인해 누출, 화재, 폭발 등의 위험을 내포하고 있으며, 특히 벙커링 과정이 관련된 사고가 빈번하게 발생하였 다. 사고 사례분석과 FRAM 분석을 통해 인적, 기술적, 환경적 변동성이 친환경 선박의 사고원인으로 도출됨을 확인하였다. 사고를 예 방하고 줄이기 위해서는 변동성을 최소화하고, 인적/기술적 오류를 없애고 환경적 변화에 최적화된 대응이 필요하다. 연구내용을 기반 으로 친환경 선박 운항에서 다양한 오류와 변동성을 최소화 하기 위한 연구가 지속적으로 필요할 것으로 보이며, 이에 따른 체계적인 사고 대응 시스템이 구축되어야 할 것이다.

본 연구에서는 유기계 산화 방지제인 가려진 페놀이 그래프팅된 산화 그래핀(hindered phenol-grafted graphene oxide, HP-GO)을 합성하였고, 이를 도입한 나피온(Nafion) 기반의 복합 막을 제조하여 고분자 전해질 막 연료전지에 응용하 였다. HP-GO는 3,5-디-tert-뷰틸-4-히드록시페닐프로피오닐 클로라이드에 존재하는 염화 카보닐기(carbonyl chloride)와 GO에 존재하는 히드록시간의 치환 반응을 통해 합성되었으며, 합성된 HP-GO를 고분자 기지체 대비 0.01~0.5 wt%까지 포함하는 복합 막을 제조하여 순수 Nafion과의 물성 차이를 비교하였다. 특정 함량의 HP-GO가 첨가된 복합 막은 순수 Nafion에 비해 우수한 인장강도와 수분 흡수율 및 치수안정성을 나타내었다. 특히 HP-GO의 산화 방지 특성으로 인해 HP-GO가 첨가된 복 합 막은 장시간의 펜톤 평가(Fenton’s test) 이후 순수 Nafion 대비 높은 산화 안정성을 나타내었다. 또한 HP-GO에 의한 향상 된 수분 흡수율에 의해 복합 막은 전 습도 구간에서 순수 Nafion 대비 우수한 수소 이온 전도도를 나타내었다.