• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.41 no.12
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• pp.653-660
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• 1997

Silicone rubber-matrix membranes doped with tetradecyltrimethylammonium chloride (TDTMACl) are used to enhance electrode performance for chloride measurements in physiological samples. The optimized membrane formulation incorporates 95.4 wt% silicone rubber and 4.6 wt% TDTMACl, and its pH response is negligible in the range of pH 6-10. The TDTMACl-doped silicone rubber membrane exhibits sub-Nernstian response to chloride from 10 to 300 mM (-37.5 mV/decade), but its selectivities for chloride over other anions are remarkably enhanced: KpotCl,NO3=1.3, KpotCl,I=2.0, KpotCl,Sal=0.8, KpotCl,SCN=2.0 and KpotCl,ClO4=0.8. Furthermore, since the silicone rubber-matrix membrane exhibits better adhesion to the solid surface than do PVC membranes, the lifetime of the coated-wire type membrane electrode is greatly improved. The response properties toward chloride and salicylate for solid-state sensor are not significantly changed after at least 35 days of use.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.48 no.3
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• pp.266-272
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• 2004

We developed a miniaturized solid-state carbonate ion-selective electrode (carbonate ISE) based on one-component room temperature vulcanizing type silicone rubber 730 (730 RTV) without adding plasticizer to the matrix. The optimized carbonate ion selective membrane is prepared with 85.8 wt% of 730 RTV, 11.1 wt% of trifluoroacetyl-p-decylbenzene (TFADB), and 3.1 wt% of tridodecyl-methylammonium chloride (TDMACl). This carbonate ISE exhibited excellent potentiometric properties (i.e., slope: 26.3 mV/dec; selectivity: $logKT^{pot}_{CO_{2},Cl^-}$= -4.00 and $logKT^{pot}_{TCO_{2},Sal^-}$=1.69); and detection limit for $TCO_2:\;4.0{\times}10^{-4}M$). In addition, the early potentiometric properties of the solid-state sensor with optimized membrane composition were not deteriorated for more than 60 days.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.71.2-71.2
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• 2010

고체산화물연료전지는 청정에너지원으로써 기존의 발전방식을 대신할 차세대 에너지원으로 각광 받고 있다. 고체산화물 연료전지는 고온에서 작동하는 특성상 실험을 통하여 전극미세구조 및 구동조건을 최적화하는 것은 매우 어렵다. 본 연구는 전기화학식을 이용한 전산모사를 통해서 고체산화물 연료전지의 구동조건에 따른 성능 평가 및 전극의 미세구조 최적화 과정을 수행하였다. 전극 내 전달현상을 무시하고 오직 전기화학반응만을 고려한 전산모사는 단전지의 전극미세구조 및 구동조건에 따른 전지성능을 빠르게 예측할 수 있으며, 이를 기반으로 다양한 조건에서 얻은 전지 성능 데이터를 통해 전극미세구조를 최적화하였다. 개회로전압, 활성화분극, 저항분극, 물질수송손실을 표현하기 위하여 Nernst 식, Butler-Voler 식, 옴의 법칙, dusty-gas 모델을 각각 사용하였으며, 전극미세구조 및 구동조건의 변화는 물질확산계수 및 교환전류밀도를 통하여 그 영향이 전지성능에 반영된다. 온도, 압력, 주입 연료의 조성에 대한 성능평가가 수행되었으며, 1023K, 1 bar의 조건하에서 최적의 단전지 성능을 위한 기공도와 기공크기를 조사하였다. 더 향상된 단전지 성능 확보를 위해서 실험에서 쓰이는 기능층(functional layer)과 유사하게 넓은 반응 면적과 원활한 반응물 및 생성물의 이동을 보장하도록 기공도 및 기공크기를 그레이딩한 전극구조(graded-electrode)를 디자인하고 성능을 평가하였다. 그 결과 기존의 전지구조 대신에 그레이딩된 전극을 사용할 경우 50%이상 향상된 전지성능을 예측할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.202.1-202.1
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• 2014

최근 대용량 에너지 저장장치로 사용하고자 하는 리튬-공기전지는 리튬 음극과 액체 전해질 사이의 화학적 불안정성이 문제가 되고 있다. 또한 리튬이온전지는 액체전해질의 사용으로 인해 폭발 등의 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이다. 때문에 리튬-공기전지에서 리튬 음극을 액체 전해질로부터 보호할 수 있으며, 리튬이온전지의 액체전해질과 대체하였을 때 전극과도 안정한 고체전해질의 연구가 필요하다. 고체전해질은 구조적으로 crystalline, glassy, 폴리머로 나눌 수 있는데, 이 중 crystalline 구조의 고체전해질은 glassy 및 폴리머 고체전해질에 비해 상온에서 비교적 이온전도도가 높다고 알려져 있다 [1]. 그러나 이온전도도가 높은 황화물 및 질화물 고체전해질은 수분에 민감한 반면 [2,3], 산화물 계열의 물질은 안정할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 이온전도도가 높은 산화물인 lithium lanthanum titanate ($Li_{0.5}La_{0.5}TiO_3$, LLTO)를 고체전해질로 선정하여 다양한 환경에서 화학적 안정성에 관해 연구하였다. LLTO와 각종 용액과의 화학적 안정성을 살펴보기 위해 고체전해질을 DI water, 1 M $LiPF_6$ Ethylene Carbonate (EC)-Dimethyl Carbonate (DMC) (50:50 vol.%), 0.57 M LiOH (pH=13), 0.1 M HCl (pH=1)에 immersion하고 무게, 표면형상, 상(phase), 이온전도도 등의 변화를 관찰하였다. 또한 LLTO와 전극간의 반응성을 알아보기 위해 LLTO 분말과 음극물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$ 및 양극물질인 $LiCoO_2$ 분말을 혼합한 후 $300^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$의 온도범위에서 열처리하여 반응을 가속화 한 후 상변화 현상을 살펴보았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.4
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• pp.568-573
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• 2016

We investigated the charging characteristics of a conducting solid sphere (glassy carbon sphere) comparing with that of a water droplet and check the applicability of the perfect conductor theory. For the systematic research, sphere size, applied voltages, viscosity of the medium were changed and the results were compared with that of corresponding water droplets and the perfect conductor theory. Basically, a glassy carbon sphere follows the perfect conductor theory but the charging amount was lower as much as 70~80% of theoretical prediction value due to oil film formed between electrode and a carbon sphere. We hope this result provides basic understandings on the solid sphere contact charging phenomenon and related applications.

• Membrane Journal
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• v.32 no.1
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• pp.43-49
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• 2022

Solid-state supercapacitors with high safety and robust mechanical properties are attracting global attention as next-generation energy storage devices. As an electrode of a supercapacitor, an economical carbon-based electrode is widely used. However, when an aqueous electrolyte is introduced, the charge transfer resistance increases because the interfacial contact between the hydrophobic electrode surface and aqueous electrolyte is not good. In this regard, we propose a method to obtain higher electrochemical performance based on improved interfacial properties by treating the electrode surface with oxygen plasma. The surface hydrophilization induced by the enriched oxygen functionalities was confirmed by the contact angle measurement. As a result, the degree of hydrophilization was easily adjusted by controlling the power and duration of the oxygen plasma treatment. As the electrolyte of the supercapacitor, PVA/H₃PO₄, which is a typical solid-state aqueous electrolyte, was used. Free-standing membranes of PVA/H₃PO₄ electrolyte were prepared and then pressed onto the electrode. The optimal condition was to perform oxygen plasma treatment for 5 seconds with a low power of 15 W, and the energy density of the supercapacitor increased by about 8%.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.97.1-97.1
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• 2011

저온에서 양이온 고분자막을 사용하는 고분자 연료전지의 경우 뛰어난 성능과 다양한 응용분야로 인해 많은 연구와 실증이 이루어지고 있지만 공기극에서의 느린 산소 환원반응으로 인해 백금과 같은 귀금속의 사용이 불가피하고 백금의 제한된 매장량과 높은 가격으로 인해 상용화가 늦어지고 있다. 그래서 많은 연구자들이 합금 촉매 또는 비귀금속 촉매를 이용한 전극 개발에 집중하고 있다. 알칼리 분위기에서 저가의 전이 금속들이 백금과 비슷한 활성을 보이고 고체 음이온 교환막이 개발됨에 따라 최근 알칼리 연료전지가 다시금 큰 주목을 받고 있다. 그러나 고분자 연료전지와는 달리 아직 촉매나 전해질막, 이오노머의 특성 및 메커니즘에 관해 별로 알려진 것이 없다. 본 연구에서는 직접 개발한 세공충진막 형태의 탄화수소계의 음이온 교환막과 비귀금속 공기극 촉매를 이용하여 막전극접합체(MEA)를 개발하였고 촉매 및 이오노머 함량과 같은 전극 조성, 막전극접합체의 제조 및 체결, 가습이나 가스조성 등의 단위전지 운전조건과 같은 다양한 변수에 대해에 최적 조건을 도출하고자 하였다. 공기극 촉매는 Cu-Fe/C를 이용한 상용 촉매를 이용하였고 이오노머의 경우는 탄화수소계의 상용 제품을 사용하였으며 음이온 교환막에 전극층을 형성하기 위해서는 스프레이 공정을 이용하였다. 단위전지를 통해 성능을 확인하였고 임피던스 및 CV를 통해 전기화학적인 특성을 규명하였다. 조건의 최적화를 통해 상당한 성능 향상을 이루었으나 추가적인 성능 향상 및 내구성 확보 등에 대해 계속적인 실험을 진행할 예정이다.

• Journal of the Korean Institute of Gas
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• v.19 no.3
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• pp.38-43
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• 2015

For buried gas pipelines, cathodic protection system shall be installed to protect against corrosion. The surveys of pipe-to-soil potentials for the gas pipelines should be carried out at the test box more than once a year. In urban, the test box is usually located on the driveway, therefore, it is difficult to measure the potentials. That is, traffic control is needed when carrying out the measurements of the potentials on daytime, or measurements of pipe-to-soil potentials at the test box located on the driveway have to be carried out in the late night when the traffic is light. We have developed remote potential monitoring system using the solid reference electrode and the wireless communication technology for the purpose of removing above problems. We have installed the developed solid reference electrodes at a site and monitored the potentials by wireless communication. Measured potential values were transferred to the server in office and analyzed. We have found the pipe-to-soil potentials transferred to the web server make no difference to the potentials measured directly on the site.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.9 no.4
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• pp.523-528
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• 1998

The electrochemical characteristics of $V_2O_5$ as working electrode were studied in the cell (1-butene+$O_2$, $V_2O_5{\mid}YSZ{\mid}Ag$, $O_2$) with a YSZ solid electrolyte. The sintering of Ag as a counter electrode was occurred after calcination, and the structure which has the pores of over $3{\mu}m$ was achieved. In particular, the peak of (010) plane of the working electrode on the XRD spectrum which is responsible for selective oxidation appeared after calcination. The major product of 1-butene oxidation over $V_2O_5$ was butadiene. The technique of SEP (solid electrolyte potentiometry) was used to monitor the chemical potential of chemical species adsorbed on the working electrode. Over a wide range of gas compositions of 1-butene and oxygen, open circuit voltage (OCV) exhibited the mixed potential of surface oxygen activity.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.103-110
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• 2014

In the study, a room temperature ionic liquids as a co-solvent was used to evaluate the feasibility with various electrodes in Li-ion batteries. 1-Ethyl-1-methyl piperidinium bis(trifluoromethanesulfonyl) imide(PP12 TFSI) is an ionic liquid that melts at $85^{\circ}C$. Pure PP12 TFSI is not able to be used as an electrolyte because it is a solid salt at room temperature. PP12 TFSI is mixed with EC/DEC(1/1 vol.%) to prepare mixed solvents. The electrolyte 1.5M $LiPF_6$ in a mixed solvent having 44 wt.% PP12 TFSI is prepared to evaluated the various electrodes. The electrolytes provides good cycles life of cells with $LiNi_{0.5}Mn_{1.5}O_4(LNMO)$, $LiFePO_4(LFP)$, $Li_4Ti_5O_{12}(LTO)$ and artificial graphite. Further improvement of the cell performances can be accomplished by enhancing wettability of electrolytes to electrodes.