Seongmin Kim;Hanseul Kim;Sung Wook Doo;Hee-Jae Jeon;In Hye Kim;Hyun-seung Kim;Youngjin Kim
Journal of Electrochemical Science and Technology
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v.14
no.3
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pp.293-300
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2023
The global energy storage markets have gravitated to high-energy-density and low cost of lithium-ion batteries (LIBs) as the predominant system for energy storage such as electric vehicles (EVs). High-Ni layered oxides are considered promising next-generation cathode materials for LIBs owing to their significant advantages in terms of high energy density. However, the practical application of high-Ni cathodes remains challenging, because of their structural and surface instability. Although extensive studies have been conducted to mitigate these inherent instabilities, a two-step process involving the synthesis of the cathode and a dry/wet coating is essential. This study evaluates a one-step β-Li2SnO3 layer coating on the surface of LiNi0.8Co0.2O2 (NC82) via the thermal segregation of Sn owing to the solubility limit with respect to the synthesis temperature. The doping, segregation, and phase transition of Sn were systematically revealed by structural analyses. Moreover, surface-engineered 5 mol% Sn-coated LiNi0.8Co0.2O2 (NC82_Sn5%) exhibited superior capacity retention compared to bare NC82 owing to the stable surface coating layer. Thus, the developed one-step coating method is suitable for improving the properties of high-Ni layered oxide cathode materials for application in LIBs.
Park Su Mi;Won Jongok;Lee Myung-Jin;Kang Yong Soo;Kim Se-Hye;Kim Youngmee;Kim Sung-Jin
Macromolecular Research
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v.12
no.6
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pp.598-603
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2004
Cellulose nitrate (CN) composite membranes, containing cobalt porphyrin (CoP) complexes self-assembled within nanometer-sized rhenium clusters (ReCoP), have been prepared and their oxygen and nitrogen gas permeabilities were analyzed. The solubility of ReCoP and the characteristics of the corresponding composite membranes were analyzed using a Cahn microbalance, FT-IR spectroscopy, wide-angle X-ray scattering, and differential scanning calorimetry. The nitrogen permeability through the CN composite membranes decreased upon addition of ReCoP and CoP, which implies that the presence of these oxygen carrier complexes affects the structure of the polymer matrix. The oxygen permeability through the composite membranes containing small quantities of ReCoP decreased, but it increased upon increasing the concentration. The oxygen gas transport was affected by the matrix at low ReCoP concentrations, but higher concentrations of ReCoP increased the oxygen permeability as a result of its reversible and specific interactions with oxygen, effectively realizing ReCoP carrier-mediated oxygen transport.
Park, Kwan-Ho;Koh, Dong-Wook;Ur, Soon-Chul;Kim, Il-Ho
Korean Journal of Materials Research
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v.16
no.6
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pp.351-354
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2006
[ $Co_{1-x}Fe_xSb_3$ ] skutterudites were synthesized by encapsulated induction melting and their thermoelectric properties were investigated. Single phase ${\delta}-CoSb_3$ was successfully obtained by the subsequent heat treatment at 773 K for 24 hours in vacuum. However, ${\delta}-CoSb_3$ was decomposed to FeSb2 and Sb when $x{\leq}0.3$, which means that the solubility limit of Fe to Co is x<0.3. The positive signs of Seebeck coefficients for all Fe-doped specimens revealed that Fe atoms acted as p-type dopants by substituting Co atoms. Thermoelectric properties were remarkably enhanced by Fe doping and optimum composition was found to be $Co_{0.7}Fe_{0.3}Sb_3$ in this study.
Jeong, Soon Kwan;Kim, Dae Hoon;Baek, Il Hyun;Lee, Si Hyun
Korean Chemical Engineering Research
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v.46
no.3
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pp.492-497
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2008
The solubility of carbon dioxide in ionic liquids and amine solvents has been investigated in gas-liquid absorption equilibrium reactor. Absorption capacity and kinetics of $CO_2$ with $CO_2$ pressure and absorption time in 9 different ionic liquids and 2 kinds of amine solvents were evaluated. In order to understand the effect of ionic type, we changed the cation or anion of ionic liquids. $CO_2$ absorption capacity and absorption rate of amine solvents were higher than those of ionic liquids. $CO_2$ absorption capacity of [emim][$Tf_2N$], $0.14molCO_2/mol\;IL$ at 1 bar, was the highest among the ionic liquids. $CO_2$ absorption capacity of ionic liquid steeply decreased with increasing temperature. Anion of ionic liquid dominates interaction with $CO_2$ and cation plays secondary role.
An aqueous solution of $Ca(OH)_2$ containing a small amount of dissolved $Sr(OH)_2$ was carbonated with $CO_2$ gas, and the effects of the reaction temperature and $Sr(OH)_2$ on the carbonation were investigated. The higher the reaction temperature and the larger the ratio of $Sr(OH)_2(aq)$ to $Ca(OH)_2(aq)$, which amounts to the larger the ratio of $OH^-$ to $CO_2(aq)$, the better pillar aragonite was formed. $Sr(OH)_2$ played an important role in the formation of pillar aragonite, because it is easily formed itself into rhombic $SrCO_3$ during the initial period of carbonation process and acting as a seed for the pillar aragonite of similar morphology. In addition, due to its substantially higher solubility compared with $Ca(OH)_2$, $OH^-$ concentration in the carbonation mixture and subsequently $CO_3^{2-}$ necessary for the crystal growth are increased.
Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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v.19
no.1
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pp.128-138
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2015
Carbonation is one of the most critical deterioration phenomena to concrete structures exposed to high $CO_2$ concentration, sheltered from rain. Lots of researches have been performed on evaluation of carbonation depth and changes in hydrate compositions, however carbonation modeling is limitedly carried out due to complicated carbonic reaction and diffusion coefficient. This study presents a simplified carbonation model considering diffusion coefficient, solubility of $Ca(OH)_2$, porosity reduction, and carbonic reaction rate for low concentration. For verification, accelerated carbonation test with varying temperature and MIP (Mercury Intrusion Porosimetry) test are carried out, and carbonation depths are compared with those from the previous and the proposed model. Field data with low $CO_2$ concentration is compared with those from the proposed model. The proposed model shows very reasonable results like carbonation depth and consuming $Ca(OH)_2$ through reduced diffusion coefficient and porosity compared with the previous model.
A micromodel was applied to estimate the effects of geological conditions and injection methods on displacement of resident porewater by injecting scCO2 in the pore scale. Binary images from image analysis were used to distinguish scCO2-filled-pores from other pore structure. CO2 flooding followed by porewater displacement, fingering migration, preferential flow and bypassing were observed during scCO2 injection experiments. Effects of pressure, temperature, salinity, flow rate, and injection methods on storage efficiency in micromodels were represented and examined in terms of areal displacement efficiency. The measurements revealed that the areal displacement efficiency at equilibrium decreases as the salinity increases, whereas it increases as the pressure and temperature increases. It may result from that the overburden pressure and porewater salinity can affect the CO2 solubility in water and the hydrophilicity of silica surfaces, while the neighboring temperature has a significant effect on viscosity of scCO2. Increased flow rate could create more preferential flow paths and decrease the areal displacement efficiency. Compared to the continuous injection of scCO2, the pulse-type injection reduced the probability for occurrence of fingering, subsequently preferential flow paths, and recorded higher areal displacement efficiency. More detailed explanation may need further studies based on closer experimental observations.
Journal of the Korean Society of Groundwater Environment
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v.7
no.2
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pp.73-88
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2000
The geochemistry of the $CO_2$-rich waters ($Pco_2\leq$about 1 atm) in NE part of the Kangwon province was investigated. The $CO_2$-rich waters can be divided to three types based on chemical compositions: Na-$HCO_3$, Ca-Na-$HCO_3$and Ca-$HCO_3$types. The water chemistry indicates that these type waters were evolved through reaction with host rocks by supply of deep-seated $CO_2$during deep circulation, and their geochemical environments in depth might have been different each other. The dissolution process of plagioclase is important in water/granite interactions and its solubility change according to reaction temperature played an important role in the determination of chemical compositions. The higher reaction temperature coincides with the lower different in solubility between albite and anorthite. It means that calcium is mainly released to the water in the lower temperature, whereas sodium in the higher temperature due to high Na/Ca ratio in plagioclase. The application of various chemical geothermometries on the $CO_2$-rich waters shows that the calculated reservoir temperature of Na-$HCO_3$type (about 15$0^{\circ}C$) is higher than those of Ca-$HCO_3$type. Therefore, we now interpret the recognized chemical difference was mainly due to the difference of reaction temperature. Considering normal thermal gradient, we can understand that the Na-$HCO_3$type was evolved from deeper crustal depth than the Ca-$HCO_3$type.
Yoon, Chung Sik;Paik, Nam Won;Kim, Jeong Han;Park, Dong Uk;Ha, Kwon Chul;Cho, Sang Jun;Kim, Shin Bum;Chae, Hyun Byung
Journal of Korean Society of Occupational and Environmental Hygiene
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v.10
no.1
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pp.32-44
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2000
The practice of welding stainless steel is known to produce various valance states of chromium. $CO_2$ flux cored arc welding on stainless was performed in fume collection chamber. Content of total chromium and hexavalent chromium in fumes, content of hexavalent chromium in total chromium, solubility of hexavalent chromium were investigated. Content of total chromium in fumes increases from 2~3% to 7~9% as a function of input energy, but hexavalent chromium, less than 1.2% in fumes, is not related to input energy. Hexavalent chromium in fumes exists as solubles up to 90%. Content of total chromium in flux cored arc welding fumes and solubility of hexavalent chromium are similar to shielded metal arc welding fumes, but content of hexavalent chromium is similar to metal inert gas welding fumes. These characteristics are relevant to flux of wires and $CO_2$ shielding gas.
This study was carried out to investigate the solubility of vanadium in ammoniacal solution and precipitation of $NH_4VO_3$ as a function of temperature and addition of ammonia salt. Higher solution temperature is required to get high solubility of vanadium and the vanadium concentration of solution was 16.8g/L at $90^{\circ}C$ with the solution of 20 g/L $(NH_4)_2CO_3$ and 2.5M $NH_4OH$. From this solution, vanadium could be precipitated up to 99.8% with adding 20 g/L $NH_4Cl$, 72 hours settling time at $25^{\circ}C$.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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