• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제12권4호
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• pp.1605-1610
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• 2017

The electrochemical luminescence (ECL) device was investigated, which has similar structure to the dye-sensitized solar cell. The structure of the ECL cell in this experiment reliably induces a large amount of the oxidation around electrodes. The band gap of the ECL electrode is of 3.0 - 3.2 eV. Titanium dioxide ($TiO_2$) nanoparticle has following properties: a band gap of 3.4 eV, a low-priced material, and 002 preferred orientation (Z-axis). Zinc Oxide (ZnO) nanorod is easy to grow in a vertical direction. In this paper, in order to determine material suitable for the ECL device, the properties of various materials for electrodes of ECL devices such as ZnO nanorod (ZnO-NR) and $TiO_2$ nanoparticle ($TiO_2-NP$) were compared. The threshold voltage of the light emission of the ZnO-NR was 2.0 V which is lower than 2.5 V of $TiO_2-NP$. In the other hand, the luminance of $TiO_2-NP$ was $44.66cd/m^2$ and was higher than that of $34cd/m^2$ of ZnO-NR at the same applied voltage of 4 V. Based on the experimental results, we could conclude that $TiO_2-NP$ is a more suitable electrode material in ECL device than the ZnO-NR.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.191-193
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• 2005

This study has investigated the effects of the etching method of a Ti substrate for a metal oxide electrode on the electrochemical characteristics of the electrode. The HCl etching develops a fine and homogeneous roughness on the Ti substrate. Fabrication and material properties of the catalytic oxide electrode, which is known to be so effective to destruct refractory organics in aqueous waste, were studied. A method to enhance the fabrication reproducibility of the oxide electrode was tested for Ru, Zr, Sn oxide on the Ti substrate using SEM, XRD, Cyclic voltammetry.

• 청정기술
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• 제9권3호
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• pp.133-144
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• 2003

본 연구는 불용성 산화물계 촉매전극을 제조하고 이를 이용하여 난분해성 유기물질을 포함하고 있는 염색폐수를 대상으로 전해처리 실험을 수행하였으며, 이때 전해시스템에 사용된 가용성 전극(Fe, Al)과 불용성 전극 [SUS, R.C.E(Replaced Catalyst Electrode);금속산화물 전극]에 대한 환경오염물질의 처리 효율성과 각 전극에 대한 유용성 여부를 비교 고찰하였고, 또한 전해 처리 효율성을 극대화하기 위한 전해처리 조건들에 관해 조사하였다. 이 결과 오 폐수 처리를 위한 전기분해 공정의 실용화에 있어서 가장 큰 문제점 중의 하나인 전극 안정성은 불용성 산화물계 촉매전극을 제조 사용함으로써 해결될 수 있었으며 이에 따른 실험결과는 다음과 같다. 1. 불용성 전극인 R.C.E 제조시 $RuO_2-SnO_2-IrO_2-TiO_2$의 4성분계 혼합물의 몰 비가 70/20/5/5이 될 때 내구성이 가장 양호함을 확인 할 수 있었다. 2. 불용성 전극인 R.C.E를 이용한 염색폐수 처리 시 전극간 거리 5mm, 전해시간 60분, 인가전압 10 V, 처리 용량 $0.5{\ell}$의 실험 조건에서 90% 이상의 양호한 CODMn 처리효율을 얻을 수 있었으며 또한 T-N 제거에도 양호한 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.28-28
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• 2018

수전해(electrochemical water splitting)는 연료전지의 가역적 역반응을 이용하여 물로부터 수소와 산소를 발생시키는 기술이다. 산소는 음극에서 발생하는데, 이 때 음극 표면은 고농도의 산소 음이온 및 라디칼에 장시간 노출된다. 때문에 기계적, 화학적 내구성이 우수한 전극재를 사용할 필요가 있다. 불용성 전극 (dimensionally stable anode, DSA)은 이러한 기술적 요구사항을 잘 만족하는 상용화 된 전극이다. 티타늄이나 티타늄 합금 표면에 촉매를 미량 반복 살포하여 산화물 형태의 매우 견고한 표면을 형성함으로서 내구성을 확보한다. 그러나, 보통 DSA 제조 기법의 특징에 따라 다공성 표면 구조를 사용하지는 않기 때문에 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 발생하는 문제를 여전히 나타내고 있다. 본 연구는 상기 문제를 개선하기 위한 수전해용 음극 제조 기술에 관한 연구이다. 티타늄과 티타늄 합금은 동일한 양극산화 기술 적용이 가능하다는 점을 이용하여 티타늄 기판으로부터 다공성 구조를 형성함으로써 바인더의 사용을 배제하였다. 단일공정양극산화기법 (single-step anodization)을 이용하여 $IrO_2$와 $RuO_2$를 도핑함으로써 TiO2에 촉매능을 부여하였다. 제조된 나노튜브들의 구조적 특징을 HR-TEM (High-resolution transmission electron microscope)과 FE-SEM (Field-emission scanning electron microscope)으로 분석하고 SAED (selective area electron diffraction) 패턴을 분석하여 전극재의 결정성을 확인하였다. 알칼라인 분위기에서 일으킨 산소발생반응 (oxygen evolution reaction, OER)의 LSV (linear sweep voltammetry) 결과를 XPS (X-ray photoelectron microscoscopy) 결과와 연관지어 촉매 표면 구조와 과전압의 관계를 해석하였다. LSV 결과로부터 Tafel 분석을 연달아 수행함으로써 전극의 속도결정단계를 정의하였다. 최종적으로 사이클 테스트 통하여 DSA로써의 성능을 평가하였다.

• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.356-360
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• 2007

나노 다공질 $TiO_2$ 전극막, 광 감응형 염료, 전해질 그리고 상대전극으로 구성된 염료감응형 태양전지(Dye-Sensitized Solar Cells, DSSCs)는 최근에 많은 관심을 받아오고 있다. 염료감응형 태양전지에서 $TiO_2$ 전극막은 태양광의 흡수량을 증가시키기 위해 가능한 많은 양의 Ru 착물을 표면에 흡착시켜야 하는데 이를 위해 높은 비표면적과 나노 다공성 입자로 구성된 광전극이 요구된다. 또한 에너지 전환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 $TiO_2$ 페이스트의 제작시 산을 첨가 후 열처리하는 방법이 보고되고 있다. 이 논문에서는 산이 첨가된 페이스트로 제조한 $TiO_2$ 광전극이 염료감응형 태양전지의 에너지 변환 효율에 미치는 영향을 체계적으로 이해하기 위해 FE-SEM, XPS, EXAFS 그리고 AFM 등을 이용하여 제조된 광전극의 물리적 화학적 특성을 조사하였다. 또한 광전류-전압 곡선으로부터 산처리된 페이스트를 이용하여 제조한 염료감응형 태양전지의 에너지 전환효율을 평가하였다. 산처리된 페이스는 염료감응형 태양전지의 에너지 전환효율에 크게 영향을 미침을 알 수 있었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권4호
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• pp.333-338
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• 2000

$Ba_{0.7}Sr_{0.3}TiO_3$(BST) thin films were deposited simultaneously on various electrodes and buffers by the sputtering technique. When the substrate temperature was varied, the BST thin film on each electrode showed good crystallinity above $550^{\circ}C$ as revealed by X-ray diffraction measurements. The surface morphology, determined by atomic force microscopy, indicated that the roughness of BST thin films on $RuO_2$was substrate dependent. However, BST thin films on Ru electrodes are smoother and showed no substrate dependence, probably because the precursor surface diffusion length was greater than the sinusoidal perturbations of the wavelength.

• 전기화학회지
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• 제7권4호
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• pp.206-210
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• 2004

금속산화물 $(TiO_2,\;RuO_2,\;PbO_2,\;Ni(OH)_2)$과 Prussian blue (PB)를 각각 탄소반죽에 혼합한 후 스크린 프린팅 기법으로 6종의 탄소반죽 전극들을 제작하였다. 제작된 탄소반죽 전극들로 전자혀 시스템을 제작하여 다양한 음료수와 식품에 대한 감응을 0.1M carbonate buffer, pH 9.6완충 용액에 묽힌 후 대시간전류법의 방법으로 측정하였다 얻어진 자료를 주성분 분석법 (principal component analysis; PCA)으로 처리한 후 식음료의 맛을 평가할 수 있도록 2차원 좌표계에 표시하였으며, 그 결과 본 실험에서 제작한 시스템 및 분석법은 다양한 식음료의 종류를 뚜렷이 구분해 낼 수 있음을 확인하였다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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• pp.87-87
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• 2010

Photoelectrochemical (PEC) systems are promising methods of producing H2 gas using solar energy in an aqueous solution. The photoelectrochemical properties of numerous metal oxides have been studied. Among them, the PEC systems based on TiO2 have been extensively studied. However, the drawback of a PEC system with TiO2 is that only ultraviolet (UV) light can be absorbed because of its large band gap (3.2 - 3.4 eV). Two approaches have been introduced in order to use PEC cells in the visible light region. The first method includes doping impurities, such as nitrogen, into TiO2, and this technique has been extensively studied in an attempt to narrow the band gap. In comparison, research on the second method, which includes visible light water splitting in molecular photosystems, has been slow. Mallouk et al. recently developed electrochemical water-splitting cells using the Ru(II) complex as the visible light photosensitizer. the dye-sensitized PEC cell consisted of a dye-sensitized TiO2 layer, a Pt counter electrode, and an aqueous solution between them. Under a visible light (< 3 eV) illumination, only the dye molecule absorbed the light and became excited because TiO2 had the wide band gap. The light absorption of the dye was followed by the transfer of an electron from the excited state (S*) of the dye to the conduction band (CB) of TiO2 and its subsequent transfer to the transparent conducting oxide (TCO). The electrons moved through the wire to the Pt, where the water reduction (or H2 evolution) occurred. The oxidized dye molecules caused the water oxidation because their HOMO level was below the H2O/O2 level. Organic dyes have been developed as metal-free alternatives to the Ru(II) complexes because of their tunable optical and electronic properties and low-cost manufacturing. Recently, organic dye molecules containing multi-branched, multi-anchoring groups have received a great deal of interest. In this work, tri-branched tri-anchoring organic dyes (Dye 2) were designed and applied to visible light water-splitting cells based on dye-sensitized TiO2 electrodes. Dye 2 had a molecular structure containing one donor (D) and three acceptor (A) groups, and each ended with an anchoring functionality. In comparison, mono-anchoring dyes (Dye 1) were also synthesized. The PEC response of the Dye 2-sensitized TiO2 film was much better than the Dye 1-sensitized or unsensitized TiO2 films.

• 한국재료학회지
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• 제29권1호
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• pp.16-22
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• 2019

Indirect oxidation using chlorine species oxidizing agents is often effective in wastewater treatment using an electrochemical oxidation process. When chlorine ions are contained in the wastewater, oxidizing agents of various chlorine species are produced during electrolysis. In a ballast water management system, it is also used to treat ballast water by electrolyzing seawater to produce a chlorine species oxidizer. However, ballast water in the brackish zone and some wastewater has a low chlorine ion concentration. Therefore, it is necessary to study the chlorine generation current efficiency at various chlorine concentration conditions. In this study, the chlorine generating current efficiency of a boron-doped diamond(BDD) electrode and insoluble electrodes are compared with various chloride ion concentrations. The results of this study show that the current efficiency of the BDD electrode is better than that of the insoluble electrodes. The chlorine generation current efficiency is better in the order of BDD, MMO(mixed metal oxide), $Ti/RuO_2$, and $Ti/IrO_2$ electrodes. In particular, when the concentration of sodium chloride is 10 g/L or less, the current efficiency of the BDD electrode is excellent.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1999년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.329-332
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• 1999

In this paper, BST((Bao.&o,dTi0:3) thin films were deposited by the rf magnetron sputtering method on Pt/$SiO_2$/Si substrate. Pt, $RuO_2$, Ag, Cu films for the formation of top electrode were deposited on BST thm films. And then Top Electrodes/BST/Pt capacitors were annealed with rapid thermal annealing(RTA) at various temperature. We have investigated effect of post-annealing on the electrical properties such as dielectric constant and leakage current of the capacitors. It was found that electrical properties of the capacitors were greatly depended on the annealing temperatures as well as the materials of top electrodes. In BST thin films with Pt top electrode was annealed at $700^{\circ}C$. the dielectric constant was measured to the value of 346 at l[kHzl and the leakage current was obtained to the value of $8.76\times10^8$[A/$\textrm{cm}^2$] at the forward bias of 2[V].