• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
• /
• v.36 no.10
• /
• pp.1033-1041
• /
• 2012

Performance evaluation of a direct carbon fuel cell (DCFC) was conducted according to coals and a graphite particle. Several fuel properties such as thermal reactivity, textural structure, gas adsorption characteristic, and functional groups on the surface of fuels were investigated and their effects on electrochemistry were discussed. The strong carbon structure inside of fuels led the rapid potential decreasing in high current density region, because it caused small surface area and low pore volume. The functional groups on the surface were related to the low current density region. The maximum current density and power density of fuels were affected by the total carbon content in fuels. The effect of operating conditions such as stirring rate and operating temperature was investigated in this study.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
• /
• 2003.04a
• /
• pp.91-94
• /
• 2003

탄소재료는 높은 전기전도도 및 기계적 강도, 화학적 안정성, 큰 비표면적(1000~3000 $m^2$/g) 등의 특성 때문에 연료전지, 리튬이온 이차전지, 전기이중층 캐패시터(electric double layer capacitor, EDLC)의 전극활물질로 주목받고 있다[1]. 일반적으로 활성탄소섬유는 1000~3000 $m^2$/g의 비표면적을 갖기 때문에 종래의 필름 콘덴서와 세라믹 콘덴서에 비해 비약적인 고용량(체적당 수천 배, Farad급)을 얻을 수 있다. 전기이중층 캐패시터는 수명이 반영구적이며 사용온도의 범위가 넓고 안전하다는 장점을 지니고 있으며 이러한 캐패시터의 성능은 전극으로 사용되는 활성탄소 섬유의 비표면적, 세공의 크기, 구조 및 형태, 표면의 관능기 및 전기 전도도 등의 특성에 크게 좌우된다[1-3]. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.207-207
• /
• 1999

고분자 재료에 이온을 주입함으로서 소재 표면은 경도, 내마모, 내피로성의 기계적인 특성과 내부식성의 화학적 특성, 전기 전도도, 광학적 특성(Optical Density)의 물리적인 특성이 향상된다. 본 논문에서는 MPPO(Modified-Polyphenylene Oxide) 표면에 Ar, N2, He, H 이온을 50, 70, 100 KeV, Dose 1$\times$1014~1$\times$1017 ions/$ extrm{cm}^2$로 조사하였다. XPS와 RBS로 소재의 Binding Energy와 이온의 침투깊이, 분자 조성과 결합 상태 등의 특성을 관찰하였다. 표면 저항값은 1$\times$1011~6.7$\times$106($\Omega$/$\square$)으로 감소함으로서 전기 전도도가 향상되었고, Optical Density는 증가하여 전기적 특성과 광학적 특성간의 상관 관계가 있음을 보여준다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2015.11a
• /
• pp.272-273
• /
• 2015

DLC는 고경도, 화학적 안정성 및 고내식성, 내마모성 및 낮은 마찰계수로 인하여 여러 산업분야의 표면처리기술로 적용되고 있다. 하지만 DLC의 절연특성은 전기 산업 분야에 적용 한계가 있다. 이번 연구에서는 DLC를 연료전지 중 PEMFC(고체산화물 연료전지)의 금속 분리판 표면처리에 적용시키고자 하였으며, 높은 전도성과 고내식성의 Me-DLC박막 제작을 목표로 하였다. Cr을 Buffer layer로 하고 Cr과 DLC를 동시에 증착한 Cr-DLC 박막을 제작하였다. Cr-DLC코팅의 기계적 특성을 확인하기 위하여 나노인덴터를 이용하여 경도 및 탄성률을 측정하였으며, ball-on disk를 이용하여 마찰계수를 확인하였다. 각 샘플들의 전기전도성을 확인하기 위하여 4-point probe system을 이용하여 측정하였으며, 부식 저항 특성을 확인하기 위하여 1mole $H_2SO_4$ + 2 ppm HF 분위기의 전해질 내에서 동전위 분극시험을 통한 내식성 테스트를 하였으며, XPS를 통하여 Cr-DLC박막내의 구조적 특성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.613-613
• /
• 2013

그래핀은 저차원계 구조에서 기인하는 뛰어난 전기적, 물리적, 기계적 성질을 지니고 있어 실리콘 기반 기술을 대체할 전계 효과 트랜지스터 이외에도 투명전극, 초고용량 커패시터, 전계방출 디스플레이 등 다양한 응용분야에 적용 가능하다. 최근에는 이러한 응용 연구분야에서 그래핀과 탄소나노튜브 각각의 단점을 최소화하고 장점을 극대화하기 위한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조에 대한 연구들이 진행되고 있는 추세이다. 이전 연구들에서 환원된 그래핀 산화물(Reduced Graphene Oxide, RGO)을 이용한 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조가 제작되었는데, 이는 RGO의 제작과정에서 복잡한 공정과 긴 합성과정이 요구될 뿐 아니라, 복합 물질에서 탄소나노튜브의 밀도 제어가 어렵다는 단점을 지닌다. 또한 현재까지 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 경우, 열 화학기상증착법으로 합성된 다층(few-layers)의 그래핀과 탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다 [1-6]. 본 연구에서는 우수한 전기적 특성을 가진 단층(monolayer)의 그래핀을 열 화학기상증착법으로 합성한 후, 그래핀 위에 단일벽 탄소나노튜브를 성장시킴으로써 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조를 제작하였다. 합성된 그래핀-탄소나노튜브의 구조적 특징은 주사 전자 현미경과 라만 분광기 측정을 통해 확인하였고, 촉매의 표면 형상 및 화학적 상태는 원자힘 현미경과 X선 광전자 분광법을 통해 확인하였다. 또한 그래핀 기반의 전계 효과 트랜지스터의 경우, 상온에서 그래핀은 우수한 전하 이동도를 가지며 웨이퍼 스케일에서 제작하기 쉬우나 밴드 갭이 없으므로 높은 Ion/Ioff를 가지는 그래핀 기반의 트랜지스터를 만드는 것이 과제이다. 반면 탄소나노튜브는 큰 에너지 갭을 가지고 있으므로 높은 Ion/Ioff를 구현하는 소자 제작이 가능하다. 그리하여 제작된 그래핀-탄소나노튜브 혼성 나노구조의 소자 제작을 통해 전기적 특성을 조사하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.08a
• /
• pp.110-110
• /
• 2012

탄소나노튜브와 그래핀 소재는 나노 스케일의 탄소를 대표하는 소재로서 전기적, 기계적인 특성이 뛰어나며, 화학적으로 안정하고, 환경 친화성을 가지고 있다. 탄소나노튜브의 경우 전기적으로 도체 및 반도체성을 가지고 있을 뿐만이 아니라 직경이 최소 1 nm 수준으로 종횡비 및 비표면적이 매우 큰 특성을 가지고 있어서 차세대 정보 전자소재, 고효율 에너지 소재, 고기능성 복합소재, 친환경 소재 등의 분야에서 많은 응용연구가 활발히 진행되고 있다. 그래핀의 경우 실리콘의 100배에 이르는 전하 이동도, 구리의 100배에 이르는 전류밀도를 가지며, 열전도도 및 내화학성이 뛰어나고 다양한 화학적 기능화가 가능할 뿐 아니라 뛰어난 유연성과 신축성을 보이면서 그래핀 자체의 물리화적 특성구명과 더불어 투명전극, 반도체, 에너지 전극, 구조체, 가스 베리어 등의 응용연구가 최근 활발히 진행되고 있다. 본 발표에서는 최근의 나노카본 기반의 투명전극 및 기체 차단 필름의 연구 개발동향 등에 대해 발표하고자 한다.

• Polymer(Korea)
• /
• v.36 no.5
• /
• pp.599-605
• /
• 2012

The physicochemical properties such as surface hardness, solvent mechanical wear resistance, and resistance to scratch properties of poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) thin film prepared by vapor phase polymerization (VPP) was effectively improved by post-treatment of various metal alkoxide sol solutions. Metal oxide layer derived from sol-gel process of metal alkoxide was generated on the PEDOT thin film layer by VPP, resulting in improving mechanical properties of the conductive thin films without any deterioration of their original surface resistance. Several kinds of silicone and titanium alkoxide derivatives with various functional groups were used as metal alkoxide sol sources. Among them, PEDOT-metal oxide composite thin film derived tetraethyl orthosilicate showed the best performance in the terms of surface resistance, transmittance, and various physicochemical properties. The effect of metal alkoxide content in washing solution, oxidant content and drying temperature have been investigated in order to optimize the various properties of PEDOT-metal oxide composite thin film.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.21 no.5
• /
• pp.500-504
• /
• 2010

The PU-g-MWNTs/PU film was synthesized by simple blending method to fabricate composites which have excellent mechanical and electrical properties. PU-g-MWNTs based composite revealed much enhanced dispersity than pristine MWNTs composite because of interfacial interaction related with interfacial compatibility between polymer matrix and PU on the MWNTs surface. The electro-conductivity of composite was measured as a function of PU-g-MWNTs concentration. The results were correlated with percolation threshold theory. As a result, the critical concentration and exponent of electro-conductivity behavior was equal to 0.78 wt% and 0.945.

• Elastomers and Composites
• /
• v.42 no.2
• /
• pp.112-118
• /
• 2007

An HRP immobilized carbon paste electrode, which was bound by EPDM, was newly fabricated and its electrochemical properties were investigated for the purpose of validating the new possibility for the practical use of biosensor. In the experimental range of substrate concentration, Lineweaver-Burk plot of the signal showed a good linearity. This means that HRP was embedded effectively to preserve its identity in the bulk of composite electrode materials and EPDM is a recommendatory binder. When the electrode was run at low operating potential($0.0\sim-1.0$ V vs. Ag/AgCl), it showed a high sensitivity and a good reproducibility. Especially the mechanical stability of the dried rubber was a remarkable breakthrough to get over a difficulty in putting the carbon-paste electrode bound with silicon oil to real use.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2009.05a
• /
• pp.260-260
• /
• 2009

탄소나노튜브 (carbon nanotube, CNT)는 우수한 전기적, 화학적, 기계적 성질과 큰 비표면적인 구조적인 특성에 기인하여 전자방출원 수직 소자에서의 interconnection, 에너지 저장 소자에서의 전극재료 및 고감도센서 등 다양한 분야로의 응용이 예상되고 있다 [1]. 본 연구에서는 이러한 응용을 위한 계면제어 측면제어 측면에서, 고전도성을 확보하기 위하여 금속 기판 위에 수직배향 탄소나노튜브(VCNT)를 직접 성장시키고자 하였다.