• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2009년도 학술논문요약집
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• pp.346-346
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• 2009

산화물 형태 사용후핵연료의 효율적 처분 혹은 재활용을 위한 연구 가운데, 고온의 LiCl 용융염 중에서 전해환원하여 금속으로 환원시킨 후, 환원된 금속을 고온의 LiCl-KCl 용융염에서 전해정련하는 연구가 국내외적으로 활발하게 진행되고 있다. 전해환원을 위해 일정 농도 $Li_2O$가 LiCl 용융염에 첨가되며 $Li_2O$ 농도가 높으면 반응 재질의 부식성이 크게 증가하므로 일반적으로 우라늄 산화물은 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서 전해환원 된다. 우라늄 산화물의 전해환원 전위는 $Li_2O$의 전해환원 전위 보다 표준 상태를 기준으로 공정온도인 650 $^{\circ}C$ 에서 약 70 mV 정도 낮기 때문에 전해환원 과정에서 $Li_2O$ 의 환원으로 Li 금속이 생성될 가능성이 있으며 우라늄 산화물은 대부분 직접 전해환원 되지만 일부 Li에 의해 화학적으로 환원되기도 한다. 전해환원 공정에서 환원되지 않은 희토류 산화물은 전해정련 공정에서 $UCl_3$와 반응하여 $UO_2$를 생성시켜 공정 효율을 떨어뜨린다. 따라서 전해환원 공정에서 가능하연 최대한 희토류 산화물을 금속으로 환원시키는 조건을 찾아내는 것이 바람직하고 이를 위해서 우선 전해환원 공정에서 희토류 산화물의 화학적 거동의 이해가 요구된다. 본 연구에서 열역학적 검토를 통하여 희토류 산화물의 환원 조건을 조사한 결과 희토류 산화물은 매운 낮은 $Li_2O$ 농도에서 Li에 의해 환원되고, 1wt% 이하의 $Li_2O$ 농도에서는 Sc와 Lu의 산화물이 $Li_2O$와 복합산화물을 형성하고 이들 복합산화물은 Li에 의해 환원되지 않는 것으로 나타났다. 또한 희토류 원소 별로 희토류 원소 산화물의 Li에 의한 환원 조건으로서 평형상태에서의 $Li_2O$ 농도 즉 환원 임계 $Li_2O$ 농도를 실험적으로 측정하였으며 1wt% $Li_2O$ 농도 이하에서 열역학적 해석과 동일하게 Sc와 Lu만이 복합산화물을 형성하여 Li에 의해 직접환원 되지 않는 것으로 관찰되었다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2003년도 가을 학술논문집
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• pp.373-378
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• 2003

$LiCl-Li_2O_2$용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 오스테나이트 합금인 Fe-base 및 Ni-base 합금의 부식거동을 분위기온도; 650~$725^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도: Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. $LiCl-Li_2O_2$ 용융염계에서 Ni-base 합금이 Fe-base 합금보다 높은 내부식성을 나타내었으며, 또한 Fe-base 합금에서 Fe의 함량이 낮고 Ni의 함량이 높은 경우 부식저항성이 증가하였다. 아울러 Fe-base 합금의 부식생성물은 $Cr_2O_3$, $FeCr_2O_4$ Ni-base 합금에서는 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$로 나타났다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권3호
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• pp.347-353
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• 2019

파이로프로세싱의 전해환원공정에서 생산된 금속전환체의 조성은 전해정련공정 운전의 중요한 운전변수인 용융염 중 $UCl_3$의 농도변화에 영향을 미친다. 따라서, 본 연구에서는 금속전환체에 함유된 TRU와 RE 원소의 함량 및 금속전환체에 동반되어 전해정련 전해조에 유입될 수 있는 $Li_2O$ 농도가 전해정련 전해조의 $UCl_3$ 농도 변화에 미치는 영향을 검토하였다. 금속전환체의 TRU 원소와 RE 원소의 농도만을 고려하였을 때 전해정련 운전 batch 수 증가에 따라 $UCl_3$ 농도가 감소하였다. 전해정련 1 campaign(20 batch)를 운전하기 위해서는 $UCl_3$를 3회 이상 추가 보충해야 함을 알 수 있었다. 한편, 금속전환체에 동반되어 전해정련 전해조에 유입되는 $Li_2O$의 유입량 증가에 따라 $UCl_3$ 농도 감소의 영향이 크게 나타났으며, 이에 따라 운전 가능 batch 수가 급격히 감소하게 되어 전해정련 운전에 중요한 운전 변수임을 보여주었다. 이러한 결과는 전해정련 운전 중 $UCl_3$ 농도 유지를 위해 금속전환체에 포함된 TRU 및 RE 원소뿐만 아니라 금속전환체에 동반되어 유입될 가능성이 있는 $Li_2O$의 영향도 고려하여 전해정련 운전모드를 설정하여야 함을 보여주었다.

• 전기화학회지
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• 제14권2호
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• pp.98-103
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• 2011

본 연구에서는 리튬 이차 전지의 양극 재료인 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$을 공침법(co-precipitation)을 활용하여 성공적으로 합성하였다. 이때 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$의 금속염 농도를 실험 변수로 하여 합성 조건을 변화 시키면서 금속염 농도 변화로 인한 전지 특성의 영향을 분석하였다. SEM(scanning electron microscope)과 XRD (X-Ray Diffraction) 분석결과 금속염의 농도(2몰/L)가 높을 경우 분말의 균일성과 구조의 결정성이 떨어져 전지 특성이 저하되는 현상이 발생하였다. 균일성과 결정성을 향상시키기 위하여 금속염의 농도(1몰/L)를 줄여 합성 한 결과 입도의 미분이 적고 균일성이 및 구조적 결정성이 증가됨을 확인하였다. 또한 충/방전 용량, C-rate, 사이클 등 전기화학적 특성에서도 상대적으로 우수한 특성을 보였다. 이러한 측정 결과를 바탕으로 $Li[Ni_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}]O_2$ 물질의 금속염 농도에 따른 영향을 종합적으로 고찰하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.285-291
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• 2004

LiCl-$Li_2O-O_2$ 용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 Inconel 718, X-750, Haynes 75, 263 합금의 부식거동을 분위기온도; $650^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도; Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. LiCl-$Li_2O-O_2$ 용융염계에서 부식속도는 Haynes 263 ＜ Haynes 75 ＜ Inconel X-750 ＜ Inconel 718 순서로 나타났으며, Haynes 263 합금이 가장 우수한 내부식성을 나타내었다. Haynes 75의 부식생성물은 $Cr_2O_4$, $NiFe_2O_4$, $LiNiO_2$, $Li_2NiFe_2O_4$, Inconel 718의 부식생성물은 $Cr_2O_4$ 및 $NiFe_2O_4$ 이며 Haynes 263은 $Li(Ni,Co)O_2$, $NiCr_2O_4$ 및 $LiTiO_2$, Inconel X-750은 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$,$FeNi_3$, (Al,Nb,Ti)$O_2$의 부식생성물을 나타내었다. Haynes 263은 국부부식의 거동을 보이는 반면, Haynes 75, Inconel 718 및 Inconel X-750은 전면 부식 거동을 나타내었다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제9권3호
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• pp.169-174
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• 2015

본 연구는 $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체를 고상법으로 합성하여 X선 회절 실험으로 결정화 정도와 인회석 구조를 확인하였다. $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체의 $Ce^{3+}$이온의 농도 변화에 따른 여기 및 방출 스펙트럼과 수명시간을 측정하였다. 여기 스펙트럼에서 $Ce^{3+}$ 이온의 농도 증가에 따라 276 nm ($Gd^{3+}$ $^8S_{7/2}{\rightarrow}^6I{_J}$ 전이) 형광 세기가 감소하는 에너지 전달을 확인하였다. 방출 스펙트럼에서 $Ce^{3+}$ 이온의 농도 증가에 따라 결정장의 변화에 의해 410 nm($Ce^{3+}$ $^2F_{5/2}$ and $^2F_{7/2}$) 방출 밴드의 파장이 장파장 쪽으로 이동하는 특성을 확인하였으며 314 nm에서 $Gd^{3+}$에서 $Ce^{3+}$로의 에너지 전달로 인해 $Gd^{3+}$ 형광 방출 세기가 감소하는 것을 확인하였다. $LiGd_9(SiO_4)_6O_2:Ce^{3+}$ 형광체의 $Ce^{3+}$의 수명시간은 약 20 ns로 짧은 특성을 나타내었고 $Ce^{3+}$의 농도가 증가하면 수명시간이 수 ns 감소하였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권9호
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• pp.896-899
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• 1999

이산화탄소 기체센서를 Li$_2$ZrO$_2$계에서 온도와 $CO_2$농도의 함수로서 연구했다. Li$_2$ZrO$_3$를 열처리해서 합성했다. 시편은 직경 10mm, 두께 1mm의 벌크형과 알루미나 기판 위에 후막형으로 각각 제조했다. Li$_2$ZrO$_3$는 45$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$의 온도 범위에서 0.1%에서부터 100%까지 이산화탄소 농도 변화를 감지한다. 이산화탄소 감도는 측정온도와 연관성이 있다. Li$_2$ZrO$_3$는 45$0^{\circ}C$에서 $650^{\circ}C$의 온도 범위에서 $CO_2$와 반응해서 Li$_2$CO$_3$와 ZrO$_2$로 분해된다. $650^{\circ}C$ 이상에서 Li$_2$CO$_3$는 Li$_2$O와 $CO_2$로 재분해된다. Li$_2$ZrO$_3$센서의 재현성은 좋지 않았고, 동작온도는 55$0^{\circ}C$ 정도가 적당하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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• pp.452-452
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• 2009

HEV용 리튬 이차전지의 양극물질로서 $LiMn_2O_4$는 일반적으로 사용되고 있는 $LiCoO_2$에 비해 값이 저렴하고 독성이 낮으며, 높은 전압과 좋은 율 특성을 갖는 물질이다. 하지만 고온에서 전이금속인 Mn이 전해액으로 용출되어 급격한 용량감소로 인한 짧은 수명의 단점을 가지고 있다. 흔히 전구체로 쓰이는 $MnO_2$, $Mn_3O_4$, MnOOH등은 전기 분해법을 이용한 EMD가 주로 이용된다. 본 연구에서는 출발 물질로 $KMnO_4$와 $Mn(NO_3)_2$를 수용액 반응을 시켜서 농도, 온도변화에 따른 입자 형상 및 크기와 결정상의 변화를 관찰하고, 화학적 방법으로 얻어진 $MnO_2$와 LiOH를 합성하여 각각의 $LiMn_2O_4$를 비교 분석하고자한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제12권1호
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• pp.27-30
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• 2002

Liquid phase epitaxy(LPE)법을 이용하여 ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$, 단결정 박막을 $LiNbO_3$ (001) 기판 위에 성장시켰다. ZnO co-doped Er:$LiNbO_3$박막 성장의 초기 융액은 첨가제 $Er_2O_3$ 농도를 1 mol%로 고정시키고 ZnO 농도를 3,5 mol%로 조절하였다. ZnO co-doped Er :$LiNbO_3$박막의 결정성은 $LiNbO_3$ 기판보다 더 우수하였다. ZnO 5mol% 첨가한 경우 박막의 표면에는 수직한 방향과 평행한 방향으로 모두 압축응력이 작용하고 있었다. 또한 ZnO 3mol% 첨가된 Er :$LiNbO_3$박막의 표면은 원래의 $LiNbO_3$기판보다 더 평탄하였다

• 자원리싸이클링
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• 제10권6호
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• pp.9-14
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• 2001

폐리튬이온전지의 재활용 일환으로 양극활물질인 $LiCoO_2$로부터 Co와 Li을 회수하기 위하여 황산침출거동을 조사하였다. 황산 2M용액, $75^{\circ}C$ 조건에서 환원제를 첨가하지 않은 경우, $LiCoO_2$로부터 Li가 거의 100% 침출되는 반면에 Co는 같은 조건에서 40% 이하의 침출율을 보였다. Co의 침출율을 향상시키기 위하여 과산화수소를 환원제로 2~20 vol%범위에서 사용하였다 10 vol% 이상의 과산화수소를 첨가하였을 때, Co와 L거 침출율은 모두 95% 이상 이었다. 이는 환원제로서 과산화수소가 Co(III)를 Co(II)로 환원시켜 침출이 용이해졌기 때문으로 생각된다. 황산농도, 온도, 과산화수소 첨가량이 증가함에 따라 Co와 L리 침출율은 증가한 반면에 초기 광액농도가 증가할수록 Co와 L긴 침출율은 감소하였다. 이상의 조업변수 실험을 통하여 코발트계 리튬이온전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$의 황산침출에서 황산농도 2 M, 침출온도 $75^{\circ}C$,초기광액농도 100 g/L, 과산화수소 첨가량 20 vol%에서 30분의반응시간이 침출 최적조건으로 생각된다.