• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.10 no.1
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• pp.31-35
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• 2007

In this review article, we are going to explain the recent development of lithium secondary batteries for a cellular phone. There are three kinds of rechargeable batteries for cellular phones such as nickel-cadmium, nickel-metal hydride, and lithium ion or lithium ion polymer. The lithium secondary battery is one of the most excellent battery in the point of view of energy density. It means very small and light one among same capacity batteries is the lithium secondary battery. The market volume of lithium secondary batteries increases steeply about 15% annually. The trend of R&D is focused on novel cathode materials including $LiFePO_4$, novel anode materials such as lithium titanate, silicon, and tin, elecrolytes, and safety insurance.

• Resources Recycling
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• v.26 no.2
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• pp.3-10
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• 2017

Rare earth elements with high purity are demanded for the manufacture of advanced materials. Light rare earth elements are contained in domestic monazite and Ni-MH batteries. In this paper, solvent extraction to separate the light rare earth elements from hydrochloric acid leaching solutions of these resources was discussed. A mixture of cationic and tertiary amine shows synergistic effect on the extraction of LREEs and the extent of pH decrease during extraction is reduced. The effect of solution pH on the extraction and synergism was reviewed. Acquisition of the operation data with mixer-settler on the separation of LREEs by this mixture is necessary to develop a process.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.07a
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• pp.189-190
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• 2005

본 논문에서는 탄소나노튜브를 성장시키기 전 과정인 전처리시 촉매 층에 인가되는 마이크로웨이브 파워에 따른 탄소나노튜브의 성장 및 특성 변화를 관찰하였다. 촉매층으로 사용되는 Ni층과 adhesion층으로 사용되는 Ti층은 마그네트론 스퍼터링 방식으로 증착하였고, 탄소나노튜브 성장에는 마이크로웨이브 플라즈마 화학기상 증착기를 사용하였다 탄소나노튜브의 성장특성은 평면과 단면 SEM image를 통하여 관찰하였으며, Raman spectrometer 분석을 통하여 성장된 탄소나노튜브의 구조적 특성을 알아보았다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.278.2-278.2
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• 2013

그래핀은 우수한 전기적, 기계적, 광학적 특성들로 인하여 전자소자, 센서, 에너지 재료 등으로의 응용이 가능하다고 알려진 단 원자층의 탄소나노재료이다. 특히 그래핀을 전자소자로 응용하기 위해서는 캐리어 농도, 전하 이동도, 밴드갭 등의 전기적 특성을 향상시키거나 제어하는 것이 요구되며, 에너지 소재로의 응용을 위해서는 높은 전기전도도와 함께 기능화를 통한 촉매작용을 부여하여 효율을 향상시키는 것이 요구된다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로 질소, 수소, 산소 등 다양한 이종원소를 열처리 또는 플라즈마 처리함으로써 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 흡착시켜 기능화 처리된 그래핀을 얻는 방법들이 제시되었다. 이중 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 처리가 가능하고, 처리시간, 공정압력, 인가전압 등 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 비교적 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 열화학기상증착법으로 합성된 그래핀을 직류 플라즈마로 처리함으로써 효율적인질소도핑 조건을 도출하고자 하였다. 그래핀의 합성은 200 nm 두께의 니켈 박막이 증착된 몰리브덴 호일을 사용하였으며, 원료가스로는 메탄을 사용하였다. 그래핀의 질소 도핑은 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 암모니아($NH_3$) 플라즈마로 처리하였으며, 플라즈마 파워와 처리시간을 변수로 최적의 도핑조건 도출 및 도핑 정도를 제어하였다. 그래핀의 질소 도핑 정도는 라만 스펙트럼의 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. NH3 플라즈마 처리 후 G밴드의 위치가 장파장 방향으로 이동하며, 반치폭은 감소하는 것을 통해 그래핀의 질소도핑을 확인하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.3 no.3
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• pp.527-534
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• 1992

Raney nickel was used as catalyst in the hydrogen electrode for an alkaline fuel cell. The hydrogen electrode manufactured with the Raney nickel catalyst which was sintered at $700^{\circ}C$ was found to have the highest electrode performance. Using the Raney nickel powder of average particle size $90{\AA}$ for the electrode, the current density which had been measured was $450mA/cm^2$ at $80^{\circ}C$ using 6N KOH solution as an electrolyte. The effects of PTFE addition were investigated with CO-chemisorption, polarization curves and Tafel slope. CO-chemisorption had shown the optimum value when the Raney nickel was mixed with 5wt% of PTFE, but from the current density and Tafel slope at porous Raney nickel electrode, the appropriate value of PTFE addition was 10wt%. Recommendable Ni and Al portion for Raney nickel was 60 : 40 and loading amount was $0.25g/cm^2$. Also the influence of pressing pressure for manufacturing catalytic layer and for junction with gas diffusion layer was examined. The morphology of catalyst surface was investigated with SEM. The influence of reactivation time and heat-treatment temperature were also studied.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.02a
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• pp.681-682
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• 2013

전기는 우리 주변의 에너지 형태 중에서 가장 편리하고 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전기는 전자제품, 전기자동차, 에너지 저장 플랜트 등 매우 많은 분야에서 저장되고 사용되고 있다. 특히 에너지 저장 용량의 확대는 휴대폰, 노트북 PC 등 휴대용 IT 기기의 성장에 결정적인 역할을 하였다. 가볍고 작으면서도 고용량의 전기 에너지 저장 장치가 없었다면, 통신이나 인터넷 그리고 오락 등 다양한 기능을 작은 휴대용 기기에 구현할 수 없었을 것이다. 그러나 시간이 흐를수록 기기의 요구 성능이 높아지고 소비자의 니즈가 더욱더 다양해지고 고도화될수록 단일 부품으로 가장 큰 부피를 차지하는 에너지 저장 장치의 용량과 디자인은 점점 중요해지고 있다. 이러한 에너지 저장 장치에서 가장 친숙한 형태는 2차 전지 계열이다. 납 축전지를 비롯하여, 니켈수소, 니켈카드뮴, electrochemical capacitor와 Li ion 계열 등이 대표적이다. 특히 Li ion 배터리는 모바일, 자동차 및 에너지 저장 그리드 등과 같은 다양한 분야에 가장 많이 적용되고있다. Li ion 배터리에 대하여 현재의 핵심적인 연구분야는 전극 재료(cathode, anode)와 electrolyte에 대한 것이다. Anode 전극 재료 중에서 가장 많이 사용되는 재료는 카본을 기반으로 하는 재료로 안정성에 대한 장점이 있지만 에너지 밀도가 낮다는 단점이 있다. 에너지 저장 용량 증가에 대한 필요성이 증가하기 때문에 현재 많이 사용되고 있는 에너지 밀도가 낮은 카본 재료를 대체하기 위해서 이론 용량이 높다고 알려진 실리콘과 같은 메탈이나 주석 산화물과 같은 천이 금속 산화물에 대하여 많은 연구가 진행되고 있다. 특히 현재까지 알려진 많은 재료 중에서 가장 큰 capacity (~4,000 mAh/g)를 가지고 있다고 알려진 실리콘이 카본의 대체 재료로 많은 연구가 진행되고 있다. 그러나, Li 과 반응을 하며 약 300~400%에 달하는 부피팽창이 발생하고, 이러한 부피 팽창 때문에 충 방전이 진행됨에 따라 current collector로부터 박리되는 현상을 보여 빠른 용량 감소를 보여주고 있다. 본 연구에서는 adhesion layer를 current collector와 실리콘 전극 재료 사이에 삽입하여 충 방전 시 부피팽창에 의한 미세구조의 변화와 electrochemical 특성에 대한 영향을 알아보았다. 실험에 사용한 anode 전극은 상용 Cu foil current collector에 RF/DC magnetron 스퍼터링을 통해 다양한 종류(Ti, Ta 등)의 adhesion layer과 200 nm 두께의 Si 박막을 증착하였다. 또한 Bio-logic Potentiostat/ Galvanostat VMP3 와 WanAtech automatic battery cycler 장비를 사용하여 0.2 C-rate로 half-cell 타입의 코인 셀로 조립한 전극에 대한 충 방전 실험을 진행하였다. Adhesion layer의 사용으로 인해 실리콘 박막과 Cu current collector 사이의 박리 현상을 줄여줄 수 있었고, 충 방전 시 Cu 원자의 실리콘 박막으로의 확산을 통한 brittle한 Cu-Si alloy 형성을 막아 줄 수 있어 큰 특성 향상을 확인할 수 있었다. 또한, 리튬과 실리콘의 반응을 통한 형태와 미세구조 변화를 SEM, TEM 등의 다양한 장비를 사용하여 확인하였고, 이를 통해 adhesion layer의 사용이 전극의 특성향상에 큰 영향을 끼쳤다는 것을 확인할 수 있었다.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.21 no.1
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• pp.48-54
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• 2012

Carbon coils could be synthesized on nickel catalyst layer-deposited silicon oxide substrate using $C_2H_2$ and $H_2$ as source gases and SF6 as an additive gas under thermal chemical vapor deposition system. The geometries of as-grown carbon materials were investigated with increasing the reaction temperature as the increment of $25^{\circ}C$ from $650^{\circ}C$ up to $800^{\circ}C$. At $650^{\circ}C$, the embryos for carbon coils were formed. With increasing the reaction temperature to $700^{\circ}C$, the coil-type geometries were developed. Further increasing the reaction temperature to $775^{\circ}C$, the development of wave-like nano-sized coils, instead of nano-sized coils, and occasional appearance of micro-sized carbon coils could be observed. Fluorine in $SF_6$ additive may shrink the micro-sized coil diameter via the reduction of Ni catalyst size by fluorine's etching role. Finally, the preparation of the micro-sized carbon coils having the smaller coil diameters, compared with the previously reported ones, could be possible using $SF_6$ additive.

• Clean Technology
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• v.23 no.1
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• pp.104-112
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• 2017

Hydrogen production via steam reforming of liquefaction liquid from marine algae over hydrothermal liquefaction was carried out at 873 ~ 1073 K with a commercial catalyst and Ni based $K_2Ti_xO_y$ added catalysts. Liquefaction liquid obtained by hydrothermal liquefaction (503 K, 2 h) was used as a reactant and comparison studies for catalytic activity over different catalysts (FCR-4-02, $Ni/K_2Ti_xO_y-Al_2O_3$, $Ni/K_2Ti_xO_y-SiO_2$, $Ni/K_2Ti_xO_y-ZrO_2/CeO_2$ and Ni/$K_2Ti_xO_y$-MgO), reaction temperature were performed. Experimental results showed Ni/$K_2Ti_xO_y$ based catalysts ($Ni/K_2Ti_xO_y-Al_2O_3$, $Ni/K_2Ti_xO_y-SiO_2$, Ni/$K_2Ti_xO_y-ZrO_2$/ $CeO_2$ and Ni/$K_2Ti_xO_y$-MgO) have a higher activity than commercial catalyst (FCR-4-02) and In particular, a product composition was different depending on support materials. An acidic support ($Al_2O_3$) and a basic support (MgO) led to a higher selectivity for CO while a neutral support ($SiO_2$) and a reducing support ($ZrO_2/CeO_2$) resulted in a higher $CO_2$ selectivity due to water gas shift reaction.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.9 no.2
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• pp.303-310
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• 2008

We fabricated hydrogenated amorphous silicon(a-Si:H) 140 nm thick film on a $180\;nm-SiO_2/Si$ substrate with an inductively-coupled plasma chemical vapor deposition(ICP-CVD) equipment at $250^{\circ}C$. Moreover, 30 nm-Ni film was deposited with a thermal-evaporator sequently. Then the film stack was annealed to induce silicides by a rapid thermal annealer(RTA) at $200{\sim}500^{\circ}C$ in every $50^{\circ}C$ for 30 minuets. We employed a four-point tester, high resolution X-ray diffraction(HRXRD), field emission scanning electron microscope(FE-SEM), transmission electron microscope(TEM), and scanning probe microscope(SPM) in order to examine the sheet resistance, phase transformation, in-plane microstructure, cross-sectional microstructure evolution, and surface roughness, respectively. We confirmed that nano-thick high resistive $Ni_3Si$, mid-resistive $Ni_2Si$, and low resistive NiSi phases were stable at the temperature of <300, $350{\sim}450^{\circ}C$, and >$450^{\circ}C$, respectively. Through SPM analysis, we confirmed the surface roughness of nickel silicide was below 12 nm, which implied that it was superior over employing the glass and polymer substrates.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.10 no.2
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• pp.44-51
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• 2005

Fractional composition and mobility of some heavy metals in sediments from Okdong stream are investigated. The fractional scheme for heavy metals in the sediment was established for five chemically defined heavy metal forms as adsorbed fraction, carbonate fraction, reducible fraction, organic fraction, and residual fraction. The most abundant fraction heavy metals in the sediments is reducible and secondly abundant is organic fraction. Adsorbed fraction is minor part of the total heavy metals. Mobilization of heavy metals in the sediments from Okdong stream occur $19.8{\sim}56.7%$ of total cadmium concentrate. The most abundant fraction of the sediment metal is organic fraction in Cu, Pb metals investigated. Labile fraction of sediment metals are $0.5{\sim}48.5%$ of total Zn, $2.6{\sim}48.1%$ of total Pb, and $0.2{\sim}36.9%$ of total Cu, respectively. Most of labile fraction consists of reducible fraction for Cd, Zn, adsorbed fraction for Pb, reducible fraction for Cu, adsorbed fraction for Ni. The Mobilization of Zn and Cu is most likely to occur when oxygen depletes and that of Pb and Ni occurs when physical impact, oxygen depletion and pH reduction.