카르복시산과 이황하물 다리를 가지며 산화환원 활성이 있는 칼릭스[4]아렌을 합성하였고 그것이 은과 금 표면 위에 자발적으로 흡착하는 것을 관찰하였다. 칼릭스[4]아렌은 특이한 구조 때문에 수용액에서 알칼리 토금속이온에 선택적인 친화력을 보인다 한편 둥그런 이온 수용체를 전극 위에 고정시켰을 때 금속 이온을 포획하는 것을 전압전류법 및 분광학적인 연구를 통해 확인하였다. 아울러 EDTA와 같은 강한 킬레이트제를 이용하여 이온을 가역적으로 제거할 수 있음을 보였다.

For the purpose of developing the non-stoichiometric Zr-based Laves phase alloy with higher capacity and better performance for electrochemical application, extensive work has been carried out in KAIST. After careful alloy design of $ZrMn_2-based$ hydrogen storage alloys through varing their stoichiometry while susbstituting or adding some alloying elements, the $Zr-Ti-(Lh-V-Ni)_{2.2},\;Zr-Ti-(Mn-V-Cr-Ni)_{1.8\pm0.1}$ with high capacity and better performance was developed. Consequently the $Zr-Ti-(Mn-V-Ni)_{2.2}$ alloy has a high discharge capacity of 394mAh/g and shows a high rate capability equaling to that of commercialized $AB_5$ type alloys. On the other hand, in order to develop the hydrogen storage alloy with higher discharge capacity, the hypo-stoichiometric $Zr(Mn-V-Ni)_{2-\alpha}$ alloys substituted by Ti are under developing. As the result of competitive roles of Ti and $stocihiometry({\alpha})$, the discharge capacity of $Zr-Ti-(Mn-V-Cr-Ni)_{l.8\pm0.1}$ alloys is about 400mAh/g(410 mAh/g, which shows the highest level of performance in the Zr-based alloy developed. Our sequential endeavor is improving the shortcoming of Zr-based Laves phase alloy for commercialization, i.e., poor activation property and low rate capability, etc. It is therefore believed that the commercialization of Zr-based Laves phase hydrogen storage alloy for Ni-MH rechargeable battery is in near future.

Electrochemical oxidation of ethanol has been studied at nickel and $RuO_2-modified$ nickel electrodes in 1 M KOH using electrochemical impedance spectroscopy. Equivalent circuits have been worked out from simulation of impedance data to model oxidation of ethanol as well as the passivation of the electrode. The charge-transfer resistances for oxidation of these electrodes became smaller in the presence of ethanol than in its absence. The nickel substrate facilitated ethanol oxidation at $RuO_2-modified$ nickel electrodes. We also describe the Performance of nanosized electrocatalysts of the same composition in comparison to those of the bulk electrodes. The nanosized electrodes were obtained by electrode-positing the alloy from complexed form of these metal ions with fourth and fifth generation polyamidoamine dendrimers.

This article deals with various photochemical processes occurring at $TiO_2$ surface and its applications in practical living conditions. In the first part, we present an overview of $TiO_2$ photocatalysis under weak W illumination with a special emphasis on bactericidal and detoxification properties of $TiO_2$ films. The second part deals with the photoinduced super hydrophilic TiCt surftce which has a wide commercial applications. In the last part, we present our recent work on boehmite-based super hydrophobic surfaces containing small amount of $TiO_2$ to obtain self-cleaning effect.

Lithium ion Battery(LIB)의 음극 활물질로써 리튬을 대체하기 위한 노력으로 phenol resin을 탄화시킨 탄소재료를 사용하였다. Phenol resin을 소성하면 축합반응을 일으키면서 탄화되어 무정형 탄소가 된다. 무정형 탄소는 층간거리가 넓어 리튬의 삽입과 탈리가 용이하지만 탄소간의 결합력이 약하여 구조적 붕괴가 일어난다. 이러한 문제를 해결하기 위해 세공형성제로서 $ZnCl_2$를 사용하였다. $ZnCl_2$는 생성된 물질에서 3차원적 망상구조로 성장하는 개방세공을 형성하는 세공형성제로서 뿐만 아니라, 벌크 첨가제가 도핑된 느슨한 구조를 형성하는 미세세공 형성제로서 작용하였다. SEM을 통해서 구조적 차이를 알 수 있었으며, XRD분석으로 층간의 거리를 알 수 있었다. CV측정을 통해 두 가지 샘플에 대한 산화와 환원 반응의 차이를 알아보았다.

겔형 VRLA전지의 파손방식을 조사하기 위하여 $100\%$ 방전심도에서 5시간율 전류로 충방전 수명시험을 하였다. 정전압 충전방식을 사용하여 충전전압을 2.40V와 2.50V로 하였을 때 1,000회 이상의 수명을 나타내었으며, 전지의 무게변화를 측정한 결과 각각 426.4g과 391.2g의 전해액이 감소하였다 2.50V로 충전한 전지가 우수한 수명특성을 나타내었으며, 전해액 손실량이 충전계수와 비례하는 것을 알 수 있었다 1,000회의 충방전 수명시험을 한 전지의 양극기판에는 약 $50{\mu}m$의 부식층이 관찰되었고, 활성물질의 미세구조는 크게 변하였다. 양극판의 파손방식은 활물질 탈락이며, 전해액 손실이 방전용량 감소의 원인인 것을 알 수 있었다.

리튬 망간 산화물 박막의 고율 방전 특성을 향상시키기 위하여 사진 식각 법을 이용하여 미세 패턴된 양극 박막을 제조하였다. 방전 전류 밀도를 달리하여 측정한 결과, 리튬 이온의 intercalations kinetic레 관계하는 전하 전달 저항 값이 감소하게 되어 고율 방전 특성이 향상되었다.

유리섬유(glass fiber cloth, GFC)가 보강된 겔상의 고분자 필름을 전해질로 이용하여 박형 리튬이온 전지를 제조하여 충방전 특성을 조사하였다. 고분자 전해질은 polyacrylronitrile(PAN), poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene)(PVdF), ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), diethyl carbonate(DEC), Licla을 혼합하여 제조한 점성 유체를 $38{\mu}m$두께의 GFC에 함침시켜 고분자 겔 상의 필름을 제조하였다. 전지는 $LiCoO_2$와 mesophase pich-based carbon fiber(MCF)를 양극과 음극으로 각각 사용하여 제조하였다. 충방전시험은 0.2C에서 양극질량 기준으로 110mAh/g의 용량을 나타내었으며, 2.9-4.1V영역에서 400 cycle까지 초기용량의 $80\%$이상을 유지하였다. 이러한 결과는 GFC가 기계적 강도가 빈약한 고분자겔의 보강제로서 기계적 물성을 향상시킬 뿐 아니라 고분자 겔의 점탄성에 기인한 creep현상을 억제하여 고분자 겔 필름의 치수를 일정하게 유지시켜주어 전해질의 저항변화를 최소화시키고 전극간의 단락을 효과적으로 방지하는 것으로 추론할 수 있다.

전기화학에 있어서 전극 물질의 실제 거칠기(real roughness)를 아는 것은 매우 중요하다. 그러나 여러 가지 이유 때문에 전극 물질의 절대적인 거칠기를 아는 것은 불가능하다. 여기에서는 scanning tunneling microscopy (STM), 순환전압전류법을 이용하여 전기화학에서 자주 사용하는 다결정 금 전극의 거칠기를 구하여 Au(111), HOPG로부터 구한 거칠기와 비교해 보았다. STM으로부터 얻은 다결정 금전극의 거칠기는 $1.1(\pm0.1)$,산소의 탈착으로부터는 $2.4(\pm0.7)$, N-docosyl-N'-methyl viologen의 흡착으로부터 는 $1.6(\pm0.1)$이 얻어졌다.

다결정 $Ir/H_2SO_4$수성 전해질 계면에서 중간주파수 구간의 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계를 교류임피던스 방법 즉 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 간소화된 계면 등가회로는 전해질저항(Rs), Faraday저항$(R_F)$, 흡착유사용량$(C_\phi)$ 등가회로 요소$(C_P)$의 직렬접속으로 구성된다. 음전위(E)에 대한 위상이동$(-\phi)$과 표면피복율$(\theta)$ 변화율$[\Delta(-\phi)/{\Delta}E,\;{\Delta}{\theta}/{\Delta}E]$을 비교 및 제시하였다. 지연되는 위상이동$(-\phi)$은 음전위(E) 및 주파수(f)에 따르며, $\phi=tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_P]$이다. 중간주파수(1 Hz)에서 위상이동 변화$(-\phi\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식 $(\theta\;vs.\;E)$의 결정에 적용할 수 있는 실험적인 방법이다. 다결정 Ir/0.1 M $H_2SO_4$ 전해질 계면에서 수소의 흡착평형상수(K)와 흡착표준자유에너지 $({\Delta}G_{ads})$는 각각 $2.0\times10^{-4}$와 21.1kJ/mol이며 과전위 수소흡착(OPD H)에 기인한다.

양극 물질로 산화바나듐 박막, 고체전해질로는 LiPON 박막 그리고 음극 물질로는 리튬 금속 박막을 선택하여 $Li/LiPON/V_2O_5/Pt$ 구조의 전고상 박막 전지를 제작하였고 전지 특성을 평가하였다. 산화바나듐 박막은 여러 산소 분압에서 직류 반응성 스퍼터링으로 증착하여 전기화학적 특성을 분석한 결과 $20\%\;O_2/Ar$비에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. 직류 반응성 스퍼터링에 의해 산화바나듐 박막을 제작한 후 진공을 그대로 유지한 상태에서 r.f. 반응성 스퍼터링에 의해 LiPON 고체전해질 박막을 증착하였다. 그 후 dry room내에서 진공 열증착법에 의해 리튬 금속 박막을 증착하여 전고상의 박막 전지를 제작하였다. $Li/LiPON/V_2O_5$ 박막 전지를 전압 범위와 전류 밀도를 변화시켜 충방전 시험을 행한 결과 $7{\mu}A/cm^2$의 전류 밀도와 3.6-2.7 V의 전압범위에서 가장 우수한 가역 특성을 나타내었다. $Li/LiPON/V_2O_5$박막 전지로 초시계를 구동 시켰으며 이는 in-situ공정에 의해 제작된 박막 전지가 소자 에너지원으로의 응용 가능성을 보여 주었다.

[ $AB_5$ ] 수소저장합금인 $LaNi_5$, 합금분말에 Ni 및 Cu 무전해 도금의 영향을 전기 화학적 실험을 통하여 고찰하였다. 전기 화학적 실험은 정전류 충$\cdot$방전 실험, 순환전류전위 실험, 교류 임피던스 실험 등을 실시하여 도금하지 않은 $LaNi_5$ 전극과 Ni 및 Cu 무전해 도금한 전극간의 특성을 비교 연구하였다. 현상학적인 분석으로는 SEM을 이용하여 분말상의 미세조직을 관찰하였으며 X-선 회절시험을 실시하였다 무전해 도금을 실시하여 Ni 및 Cu박막이 피복된 수소저장 합금은 활성화 특성파 싸이클 수명 등의 특성이 개선되었으며 도금하지 않은 전극에 비하여 반응속도가 증가하였다. 또한 충$\cdot$방전이 반복됨에 따라 전극과 전해질 계면에서의 전하이동저항이 현저하게 감소하였다. 따라서 본 연구에서 실시한 $LaNi_5$, 활물질에 Ni및 Cu 무전해 도금을 실시하면 초기 활성화반응을 촉진시키며 $LaNi_5$활물질이 전해질과의 직접 접촉을 피하게 되어 전극의 수명을 증가시키는 것을 알 수 있었다.