• 공업화학
• /
• 제18권4호
• /
• pp.356-360
• /
• 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.

• 전기화학회지
• /
• 제18권2호
• /
• pp.81-85
• /
• 2015

A method for degradation of the perchlorate anion ($ClO{_4}^-$) has been studied using electrochemically generated zero-valent iron (ZVI) deposited on a porous carbon electrode. The first strategy of this study is to produce the ZVI via the electrochemical reduction of iron (II) on a porous carbon electrode coated with a conducting polymer, instead of employing expensive $NaBH_4$. The present method produced well distributed ZVI on conducting polymer (polypyrrole thin film) and increased surface area. ZVI surface can be regenerated easily for successive reduction. The second strategy is to apply a mild reducing condition (-0.3 V) to enhance the efficiency of the degradation of perchlorate with ZVI without the evolution of hydrogen. The electrochemically generated ZVI nanoparticles may offer an alternative means for the complete destruction perchlorate without evolution of hydrogen in water with high efficiency and at low cost.

• 한국전산유체공학회지
• /
• 제15권1호
• /
• pp.31-36
• /
• 2010

In the present study, computations for flow fields inside the CDI unit cells with electrodes and spacers have been made to evaluate their performance. Three types of unit cells that include a planar type, a serpentine channel type, and a spiral wound type were considered and their flow characteristics were compared. From the computational results, it is found that the serpentine channel type has a large flow resistance and can not guarantee the outflow flux for industrial applications. On the other hand, the planar type can sustain a large enough outflow flux but it's efficiency is low for the electrode-use because of the non-uniform velocity distribution inside the cell and dead zones in every corner. Finally, The spiral wound type has not only a large outflow flux as much as the planar type has, but also a high efficiency for the electrode-use because of uniform velocity distribution. From this comparison, we can expect that the spiral wound type of CDI unit cell would have a high performance deionization capability.

• 한국재료학회지
• /
• 제20권11호
• /
• pp.592-599
• /
• 2010

A porous nickel-tin nano-dendritic electrode, for use as the anode in a rechargeable lithium battery, has been prepared by using an electrochemical deposition process. The adjustment of the complexing agent content in the deposition bath enabled the nickel-tin alloys to have specific stoichiometries while the amount of acid, as a dynamic template for micro-porous structure, was limited to a certain amount to prevent its undesirable side reaction with the complexing agent. The ratios of nickel to tin in the electro-deposits were nearly identical to the ratios of nickel ion to tin ion in the deposition bath; the particle changed from spherical to dendritic shape according to the tin content in the deposits. The nickel to tin ratio and the dendritic structure were quite uniform throughout the thickness of the deposits. The resulting nickel-tin alloy was reversibly lithiated and delithiated as an anode in rechargeable lithium battery. Furthermore, the resulting anode showed much more stable cycling performance up to 50 cycles, as compared to that resulting from dense electro-deposit with the same atomic composition and from tin electrodeposit with a similar porous structure. From the results, it is expected that highly-porous nickel-tin alloys presented in this work could provide a promising option for the high performance anode materials for rechargeable lithium batteries.

• 대한기계학회:학술대회논문집
• /
• 대한기계학회 2003년도 춘계학술대회
• /
• pp.1100-1103
• /
• 2003

One of the good ways to raise the rate of the electrochemical reaction is to broaden the effective surface area of the electrode by developing cylindrical nano-pores on the surfaces. The numerous pores of several nanometer in diameter can be used to enhance a specific faradaic reaction so that the nano-porous structure attract keen attention in terms of implication of new bio/chemical sensors, in which no chemical modification is involved. Amperometric glucose sensor is a representative example that needs the selective enhancement of glucose oxidation over the current due to physiological interferents such as ascorbic acid. The present paper reports how the ascorbic acid and glucose diffuse around the nano-porous surface by simulation study, for which 2D-FDM (Finite Difference Method) was adopted. The results of the simulation not only consist with those from electrochemical experiments but also reveal valuable potential for more advanced application of the nano-porous electrode.

• 한국공작기계학회논문집
• /
• 제16권1호
• /
• pp.75-79
• /
• 2007

The cathode design is one of the most important parts in order to enhance the performance of fuel cells. A 3-D model of the porous oxygen reducing cathode with perforated current collectors is analysed for the enhanced design in fuel cells. Simulation is performed using equations of electric potential balance, momentum balance, and mass balance. The gas concentrations are quite large and are significantly affected by the reactions that take place. The weight fraction of oxygen, velocity field for the gas phase, and local overvoltage are illustrated in the porous reactive cathode layer. The current density is also analysed and the result shows the distribution and variation are stated in a wide range. It is found that the rate of reaction and the current production is higher beneath the orifice, and decreases as the distance to the gas inlet increases. The significance of the results is discussed in the viewpoint of the mass transportation phenomena, which is inferred that the mass transport of reactants dictates the efficiency of the electrode in this design and at these conditions.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2005년도 추계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
• /
• pp.145-147
• /
• 2005

In present, most of metallic structures(gas pipeline, oil pipeline, water pipeline, etc) are running parallel with subway and power line in seoul. Moreover subway system and power line make a stray current due to electrical corrosion on metallic structures. The owner of metallic structures has a burden of responsibility for the protection of corrosion and the prevention against big accident such as gas explosion or soil pollution and so on. So, they have to measure and analyze the data about P/S(Pipe to Soil) potential due to stray current of subway system. So, we have developed the Real-time Wireless Remote Monitoring System for Stray Current of Subway System. In this system, the permanent buried type reference electrode is necessary. In this paper, results of development of buried type reference electrode using porous ceramic$({\alpha}-Al_{2}O_{3})$ are presented.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제40회 동계학술대회 초록집
• /
• pp.439-439
• /
• 2011

기존의 고온에서 제작되는 TiO2 나노 입자를 이용한 염료감응형 태양전지를 저온에서 제작하기 위해 전자 이동층으로 ZnO 나노 입자를 사용하여, 저온($200^{\circ}C$)에서 염료감응태양전지(DSSC)를 제작하였다[1,2]. 상대전극(counter electrode)으로는 RF magnetron sputtering을 사용하여 ITO/glass위에 Pt를 증착하여 태양전지의 특성을 측정하였다. $180^{\circ}C$ 이상에서 hydropolymer가 증발되는 것을 이용하여, ZnO 나노입자와 hydropolymer 혼합한 paste 제작하여 소결 후 ZnO 나노입자 사이에 다공성을 생성시켜 Dye가 잘 침투하여 ZnO 나노입자 표면에 잘 흡착 되도록 하였다[3]. 20 nm 및 60 nm 크기의 ZnO 나노 입자를 사용하여 실험 해본 결과, 20 nm에 비하여 60 nm ZnO 나노입자의 경우 IPCE 값이 약 7% 정도로 높은 전환효율 값을 보였다. 60 nm ZnO 나노입자를 전자 수송층으로 사용한 DSSC 소자에서 단위면적당 흐르는 전류(Jsc), 전압 (Voc), fill factor (ff), 그리고 효율(${\eta}$)의 최대값은 4.93 mA/$cm^2$, 0.56V, 0.40, and 1.12%, 로 보였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
• /
• pp.369-369
• /
• 2011

양자점 감응형 태양전지는 가시광 영역을 흡수, 이용할 수 있는 광감응 물질로 무기물 양자점을 사용하며, 이 경우 나노미터 크기의 무기물 양자점으로 인한 양자제한 효과 (quantum confinement effect)에 의해 양자점의 사이즈 조절 만으로 밴드갭을 조절할 수 있어 광학적 특성 조절이 용이하며, 하나의 광자를 흡수하여 두개 이상의 전자-정공쌍을 만들 수 있는 (multiple exciton generation) 가능성이 있어 기존 태양전지가 가지는 이론적 한계효율(Shockley-Queisser limit)을 뛰어넘을 수 있다. 본 연구에서는 양자점 및 염료 감응형 태양전지분야에서 가장 많이 사용되고 있는 TiO2 다공성 필름이 아닌, ZnO 나노선 구조를 이용하여 양자점 감응형 태양전지를 제작하였다. ZnO의 경우 TiO2보다 높은 전자이동도를 가지며, 나노선 구조가 바닥전극까지 수직 연결된 1차원의 전자전달경로를 제공하여 결과적으로 광전자 포집에 유리하다. 또한, CdS, CdSe 양자점을 동시에 사용하여 광흡수 범위를 가시광 전 영역으로 확장하였으며, 계단형 밴드구조를 통해 광전자-정공 분리 및 포집을 용이하게 하였다. 더 나아가 전해질의 조성, 나노선의 길이 등 다양한 부분을 조절하면서 각 변수가 소자의 효율에 미치는 영향을 관찰하였다.

• 멤브레인
• /
• 제25권2호
• /
• pp.171-179
• /
• 2015

과불소계 술폰화 이오노머(perfluorinated sulfonic acid ionomers; PFSAs)는 뛰어난 수소이온전도성과 높은 내화학성으로 인해 고분자 전해질 연료전지(polymer electrolyte fuel cells)용 고체전해질로 널리 사용되고 있다. 그러나 PFSA 전해질은 가습-건조조건에서 연료전지가 구동에 따라 반복적인 팽윤-수축으로 인해 전극층이 전해질로부터 탈리되어 전기화학적 수명특성이 감소되는 문제점을 가지고 있다. 본 연구에서는 다공성 PTFE support film의 기공특성에 대한 이해를 바탕으로 기공구조 내 나피온 이오노머를 함침시키는 강화막을 제조하였고, 기본특성을 평가하였다. 제조된 강화막은 매우 높은 수소이온전도도(${\sim}~0.5S\;cm^{-1}@90^{\circ}C$ in liquid water)를 나타내었다.