• 한국세라믹학회지
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• 제53권3호
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• pp.306-311
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• 2016

Li-air batteries have received much attention due to their superior theoretical energy density. However, their sluggish kinetics on the cathode side is considered the main barrier to high performance. The rational design of electrode catalysts with high activity is therefore an important challenge. To solve this issue, we performed density functional theory (DFT) calculations to analyze the adsorption behavior of the $LiO_2$ molecule, which is considered to be a key intermediate in both the Li-oxygen reduction reaction (ORR) and the evolution reaction (OER). Specifically, to use the activity descriptor approach, the $LiO_2$ adsorption energy, which has previously been demonstrated to be a reliable descriptor of the cathode reaction in Li-air batteries, was calculated on $LaB_{1-x}B^{\prime}_xO_3$(001) (B, B' = Mn, Fe, Co, and Ni, x = 0.0, 0.5). Our fast screening results showed that $LaMnO_3$, $LaMn_{0.5}Fe_{0.5}O_3$, or $LaFeO_3$ would be good candidate catalysts. We believe that our results will provide a way to more efficiently develop new cathode materials for Li-air batteries.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 추계학술발표논문집 1부
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• pp.110-114
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• 2010

Li-incorporated mesoporous $TiO_2$ materials with various pore-sized istributions were synthesized by using triblockcopolymers via a sol-gel process in a queous solution. The properties of the se materials were characterized by HR-TEM, XRD, and BET analysis. All particles have spherical morphology with a diameterrange of $1-3{\mu}m$. The mesoporous $TiO_2$ materials calcined at $400^{\circ}C$ and their specific surface area, average pore size and crystallite sizes were 210 $m^2g^{-1}$, 6.4 nm and 8.8 nm respectively. The Li-incorporated mesoporous $TiO_2$ were tested for $CO_2$ adsorption and its adsorption capacity is 90mg/g. The Li-incorporated mesoporous $TiO_2$ ar eobserved to be thermally stable, recyclable and greens or bent for $CO_2$ capture. The effect of bimetallic $ZrLiTiO_2$ is also studied for $CO_2$ adsorption.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.160-165
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• 2007

Low Silica X (LSX) 제올라이트를 합성하여 질소 흡착 반응에 적용하였으며, 기존의 상용화된 질소흡착용 제올라이트와 질소 흡착 성능 및 그 특성을 비교하였다. LSX 제올라이트의 제조 변수로 젤 상태에서의 $Na_2O/(Na_2O+K_2O)$비와 결정화 시간을 고려하였다. $Na_2O/(Na_2O+K_2O)$ 비가 0.75일 때 LSX 제올라이트가 합성됨을 XRD, SEM 분석으로부터 확인하였다. 합성된 LSX 제올라이트는 같은 faujasite 구조를 갖는 NaY나 NaX 제올라이트보다 Si/Al 비가 작고 거의 1에 수렴함을 XRF와 FT-IR 결과로부터 확인하였다. 1A(Li, Na, K), 2A(Mg, Ca, Ba) 족 양이온으로 교환된 LSX 제올라이트에 대해 질소 흡착 테스트를 수행한 결과, 양이온의 전하밀도가 증가할수록 질소 흡착량이 증가하였으며, LiLSX의 경우 질소 흡착량이 가장 많았다. LiLSX의 $Li^+$ 이온 함량을 변화시켜 가며 질소 흡착량을 측정한 결과 Li/Al 비가 0.65 이상일 때, 질소 흡착량이 급격히 증가하였다. $Li^+$ 이온은 제올라이트 세공 내의 supercage(site III, III') 에 위치할 때, 질소 흡착점의 역할을 하였다. LiLSX 제올라이트에 $Ca^{2+}$ 이온을 이온교환시킨 결과 질소 흡착 성능이 더 향상되었는데, Ca/Al의 비가 0.26일 때 질소 흡착 성능이 가장 좋았다. LiCaLSX(Ca/Al=0.26) 제올라이트는 기존의 상용 NaX 제올라이트보다 질소 흡착 성능이 우수하였다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.123-130
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• 2005

산소 PSA용 흡착제의 제조를 위하여 표면적이 큰 제올라이트 X형 흡착제를 합성하고 양이온교환을 통하여 질소의 선택적 흡착 능력이 우수한 흡착제로 제조하였다. 제올라이트 X형 흡착제는 50 L급 대형 반응기에서 $SiO_2\;:\;Na_2O\;:\;H_2O\;:\;Al_2O_3$ = 2.5 : 3.5 : 150 : 1의 조성으로 $98^{\circ}C$, 18 h 동안 반응한 결과 표면적이 $650m^2/g$ 이상의 표면적을 나타내었다. 흡착제의 양이온교환은 Li, Ag, Ca, Br, Sr 등의 금속 이온을 대상으로 조사하였다. Ag 이온의 이온교환 속도가 가장 빠르게 일어났으며 모든 금속 이온이 제올라이트 X형에 포함된 Na 이온과 거의 당량적으로 이온 교환이 일어남을 알 수 있었다. 양이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소와 산소의 흡착 성능을 $10{\sim}40^{\circ}C$, 0~9 atm의 범위에서 측정한 결과 이온교환을 하지 않은 NaX 흡착제에 비하여 월등히 높은 흡착 성능을 나타내었으며 이온 교환된 제올라이트 X형 흡착제의 질소 흡착량은 0.5 atm 이하의 저압에서는 Ag > Li > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났으나 1 atm 이상의 고압에서는 Li > Ag > Ca > Sr > Ba > K 이온의 순으로 나타났다. 공기의 조성에 준하는 질소 및 산소의 분압에서 흡착량의 비를 조사하여 질소/산소 분리도를 측정한 결과 $20^{\circ}C$의 온도에서 Li으로 이온 교환된 흡착제의 분리도는 13.023을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.250-254
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• 2006

$Li_{2}ZrO_{3}$의 $CO_{2}$ 제거능을 평가하기 위하여 열중량분석기(thermogravimetric analyser, TGA)를 사용하여 실험하였고 $Li_{2}ZrO_{3}$를 이용한 $CO_{2}$ 제거반응시 $H_{2}$와 CO의 영향을 평가하기 위하여 충전층 반응기를 이용하여 실험하였다. $Li_{2}ZrO_{3}$의 $CO_{2}$ 제거반응 초기속도는 가스유량 증가에 따라 일정하게 증가하였고 가스유량 100 mL/min 이상에서 기체경막저항 소멸에 따라 일정하게 유지되었다. $Li_{2}ZrO_{3}$와 $CO_{2}$의 반응차수는 1차임을 확인했으며 최적온도 구간은 $500{\sim}600^{\circ}C$로 나타났으며, XRD와 SEM을 이용하여 $Li_{2}ZrO_{3}$의 구조를 살펴본 결과 결정구조의 $Li_{2}ZrO_{3}$와 다공성의 $Li_{2}CO_{3}$/$ZrO_{2}$로 구성되어 있음을 확인하였다. 또한 $CO_{2}$ 내의 $H_{2}$ 존재는 $CO_{2}$ 제거반응에 영향을 미치지 않지만 CO의 경우 $Li_{2}ZrO_{3}$상의 $Li_{2}CO_{3}$(L)에 흡착되는 $CO_{2}$의 수착을 억제하는 것으로 나타났다.

• Current Applied Physics
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• 제18권12호
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• pp.1528-1533
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• 2018

The trajectories of adsorption and dissociation process of $O_2$ on the Al (111) surface were studied by the spinpolarized ab initio molecular dynamics method, and the adsorption activation energy was clarified by the NEB method with hybrid functionals. Three typical dissociation trajectories were found through simulation of $O_2$ molecule at different initial positions. When vertically approaches to the Al surface, the $O_2$ molecule tends to rotate, and the activation energy is 0.66eV. If $O_2$ molecule does not rotate, the activation energy will increase to 1.43 eV, and it makes the O atom enter the Al sublayer eventually. When the $O_2$ molecules parallel approach to the Al surface, there is no activation energy, due to the huge energy released during the adsorption process.

• 자원리싸이클링
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• 제31권4호
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• pp.49-55
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• 2022

본 연구에서는 인덕션 탑플레이트(induction top plate) 소재로 사용된 후 폐기되는 사용 후 Li₂O-Al₂O₃-SiO₂계 결정화 유리를 활용하여 중금속 용액 내 존재하는 중금속(Pb, Cd, Cr⁶⁺, Hg) 이온들의 제거 실험을 진행하였다. 중금속 흡착제로 사용된 흡착제의 양, 흡착 반응 시간, 초기 중금속 원소의 농도, 초기 용액의 pH 등의 반응 조건에 따른 중금속 제거 효율의 변화를 조사하였다. 사용 후 LAS 첨가량이 증가할수록 중금속 제거 효율이 상승하였다. 흡착 반응 시간은 흡착 특성에 큰 영향을 미치는 것으로 확인되었으며, 모든 중금속 원소들의 제거 효율이 상승하였다. 특히 반응 시간에 따라서 Cd의 경우 흡착제거 효율이 크게 개선되었다. 초기 중금속 용액 농도는 중금속 제거 효율에 영향을 미치지 않았다. 중금속 용액의 pH는 중금속 제거 효율에 영향을 미쳤는데, Cd의 경우 pH증가에 따라 중금속 제거 효율이 증가하였으며, Pb, Cr⁶⁺는 감소하였다. Hg는 pH가 흡착 특성에 큰 영향을 미치지 않았다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권5호
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• pp.353-360
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• 2019

ZSM-5 membrane was prepared on tubular macroporous ${\alpha}$-alumina support using a different synthesis route. The effects of organic template agent and Si/Al ratio of the synthesis gel on morphology, structure, and separation performance of the ZSM-5 membrane used for dehydration of isopropanol were investigated. High water perm-selectivity ZSM-5 membrane with a thickness of about $3.0{\mu}m$ and a low Si/Al ratio of 10.1 was successfully prepared from organotemplate-free synthesis gel with a molar composition of $SiO_2$ : $0.050Al_2O_3$ : $0.21Na_2O$ : NaF : $51.6H_2O$ at $175^{\circ}C$ for 24 h. The ZSM-5 membrane exhibited high pervaporation performance with a flux of $3.92kg/(m^2{\cdot}h)$ and corresponding separation factor of higher than 10,000 for dehydration of 90 wt.% isopropanol/water mixture at $75^{\circ}C$.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제21권10호
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• pp.1047-1048
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• 2000

Dye-sensitized nanocrystalline rutile $TiO_2$ solar cells were prepared, and the influence of Li+ and 1,2-dimethyl-3-hexyl imidazolium ions in the electrolyte on the photovoltaic properties was compared. The electrolyte con-taining Li+ ions produced a lower open-circuit photovoltage than the electrolyte with 1,2-dimethyl-3-hexyl im-idazolium ions, suggesting that the adsorption of Li+ ions to the rutile $TiO_2$ surface causes a shift in the band edges toward more positive potentials. At the same time, both the short-circuit photocurrent and the maximum value of the incident-photon-current conversion efficiency (IPCE) of the electrolyte containing Li+ ions were relatively higher. Data analysis suggests that presence of adsorbed Li+ ions improves via the phenomenon of band-edge movement the charge-injection efficiency by altering both the energy and number of excited state levels of the dye that participate in electron injection.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.132.2-132.2
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• 2010

Mesoporous tinoxide ($SnO_2$) as anode materials for Li-ion battery were prepared by hydrothermal method and templating method using SBA-15 as template. And electrochemical properties of $SnO_2$ electrode were investigated with cyclic voltammogram (CV). The morphology and structures of $SnO_2$ were characterized by transmission electron microscopy (TEM) and X-ray diffractometer (XRD), respectively. The specific surface area was defined by $N_2$ adsorption with BET(Brunauer-Emmett-Teller) method. As a result, the surface area of mesoporous $SnO_2$ which was made from templating method is higher than the case of using hydrothermal method. In addition, in anodic performance, mesoporous $SnO_2$ which is prepared by templating method showed higher charge-discharge capasity compared to hydrothermal method and exhibited excellent stability over the entire cycle number. It was indicated that electrochemical performances of mesoporous $SnO_2$mainly affected to the structural features, such as specific surface area and porosity.