• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.11a
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• pp.34-34
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• 2003

산업의 발달로 인하여 자원재활용의 문제와 환경 오염 방지와 더불어 에너지 절약에 대한 중요성이 확대되면서 분리 고정을 이용한 환경 오염 방지 및 에너지 절약에 대한 관심이 확대되었다. 세라믹 필터는 열악한 환경에서의 적용 그리고 에너지 소모가 적은 장점을 가지고 있다. 여러종류의 재료들 중에서 기공의 제어가 용이한 알루미나 여과막은 보에하미트(${\gamma}$-AlOOH) 분말과 금속 알콕사이드(ATSB, aluminum tri-sec butoxide)를 사용하여 간단하게 제조할 수 있다. 알루미나는 열처리 론도에 따라 $\alpha$-A1$_2$O$_3$ 결정상 뿐만 아니라 몇 가지 준안정한 결정구조를 가진다. 보에마이트(${\gamma}$-AlOOH)는 45$0^{\circ}C$ 근처에서 미세한 기공을 가진 ${\gamma}$-A1$_2$O$_3$로 상전이 되는 것으로 알려져 있고, 120$0^{\circ}C$보다 낮은 온도에서 열처리하게 되면 미세구조의 변화는 일어나지 않고 약간의 입자 성장만을 수반하는 $\delta$-A1$_2$O$_3$ 또는 $\theta$-A1$_2$O$_3$으로 상전이가 일어난다. $\alpha$-A1$_2$O$_3$로의 상전이는 기공 크기의 변화와 vermicular구조를 가지는 비정상적인 입자성장을 수반하게 된다. 여과막은 기공크기와 분포를 제어하는 것이 매우 중요하므로, 상전이와 미세구조의 변화를 이해하는 것은 중요하다.

• Polymer(Korea)
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• v.26 no.6
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• pp.759-766
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• 2002

Regular, spherical and isotropic open-microcellular foams having low density were prepared by the high internal phase emulsion (HIPE) polymerization mainly composed of styrene monomer and water The effects of Polymerization conditions. such as the content of water, divinylbenzene as a crosslinking agent and dodecane as a chain transfer agent, were investigated based on the tell size and foam properties. The microstructural morphology was observed using scanning electron microscopy (SEM) and the compression modulus of the foam was evaluated using compression test. The dropwise feeding of the aqueous phase into the oil phase was more effective than the batch feeding in producing the uniform and stable foam. Agitation speed and surfactant strongly influenced on the cell size and the window size between water droplets. Introduction of chain transfer agent increased the cell size, whereas it decreased the window size. Compression modulus increased with the crosslinking agent, but decreased with the chain transfer agent.

• 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.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.101-104
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• 2007

700 $^{\circ}C$이상의 온도에서 실시되는 고온수전해는 다가오는 수소경제시대의 주요한 수소제조기 술로 주목되고 있다. 이 연구에서는 Ni보다 전기전도도가 우수하고 가격이 저렴한 Cu를 사용하여 고온수 전해 수소극용 Cu/YSZ 복합체를 기계적합금법에 의해 제조하여 미세구조를 관찰하였고 Cu/YSZ를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수조제조 실험을 실시하였다. Cu/YSZ 복합체는 Cu와 YSZ를 6:4(vol%)의 조성비로 유성밀을 사용하여 400 rpm으로 24시간 동안 실시하여 제조하였다. 고에너지 볼밀 후 500 nm이하의 나노크기의 복합체가 제조되었으며 Cu입자에 YSZ가 고르게 분포되어 있었다. 수은압입법으로 측정한 기공률은 70%이고 기공크기는 평균 0.5 ${\mu}m$으로 미세한 기공으로 이루어져 있었다. 제조된 Cu/YSZ 복합체를 수소전극으로 한 반전지를 제조하여 수소제조 실험을 실시한 결과 Ni/YSZ 전극보다 수소제조 성능이 우수한 것으로 나타났다. Cu의 높은 열팽창계수와 낮은 녹는점을 보완하면 우수한 고온수전해용 전극재료로 사용될 것으로 판단된다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.197-197
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• 2011

고온 스퍼터 공정과 구리 리플로우 공정을 통해 다공성 니켈 지지체에 팔라듐-구리-니켈 삼원계 합금 수소 분리막을 제조하였다. 그러나 스퍼터와 같은 물리적 증착법은 주로 주상정 형태로 증착되기 때문에 다공성 니켈 지지체 표면의 수마이크론 내외의 기공이 존재할 경우 다공성 니켈 지지체에 기인한 많은 기공들 때문에 스퍼터 증착에 영향을 주어 수소 분리막 표면에 기공들이 존재하게 된다. 이를 방지하고 균일한 증착이 이루어지도록 다공성 지지체 표면의 전처리 공정이 필요하다. 본 연구에서는 스퍼터 코팅에 의한 균일한 팔라듐 금속층 형성하고 표면에 미세기공이 없는 수소 분리막을 제조하기 위해 다공성 니켈 지지체를 니켈도금, 알루미나 분말 주입 및 미세연마 전처리 공정을 통하여 다공성 니켈 지지체의 표면기공들을 매립하여 치밀한 팔라듐 합금 층을 형성하였다. 전처리를 하지 않은 다공성 니켈 지지체는 팔라듐 및 구리의 고온 스퍼터 증착 및 구리 리플로우 공정에 의해 표면 기공을 막을 수가 없었고 수소분리기능이 없어 수소 분리막으로 역할을 하지 못했다. Al2O3 분말 주입 전처리 공정을 한 다공성 니켈 지지체에 팔라듐 및 구리 고온 스퍼터 증착과 구리 리플로우 공정을 이용하여 제조된 수소 분리막은 다공성 니켈 지지체에 기인한 기공을 메우기 위해서 팔라듐 합금 층이 두꺼워지는 어려움이 있었다. 니켈도금 전처리 공정을 한 다공성 니켈 지지체에 형성한 수소 분리막은 우수한 선택도를 가졌으나 도금 전처리에 사용된 $2{\mu}m$ 두께의 니켈층이 수소의 확산을 방해하는 저항막 역할을 하여 수소 투과도가 3.96 $ml{\cdot}cm-2{\cdot}min-1{\cdot}atm-1$으로 낮게 나타났다. 미세연마 전처리 공정을 한 다공성 니켈 지지체에 형성한 수소 분리막 역시 우수한 수소 선택도를 가졌으며, 수소의 확산을 방해하는 저항막이 존재하지 않아 13.2 $ml{\cdot}cm-2{\cdot}min-1{\cdot}atm-1$의 우수한 수소 투과도를 나타내었다.

• Clean Technology
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• v.24 no.4
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• pp.287-292
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• 2018

Effect of physical property of activated carbon on its carbon dioxide adsorption was investigated for the effective control of carbon dioxide. Pinewood sawdust and coal were used as raw materials of activated carbon. Specific surface area, micropore volume and mesopore volume of the prepared activated carbons were determined, respectively. The prepared activated carbons were analyzed for their adsorption capacity of carbon dioxide. The adsorption capacity was then presented with respect to the surface area, micropore volume and mesopore volume, respectively. As a result, the specific surface area and micropore volume of both pinewood and coal activated carbon were highly related to its carbon dioxide capacity. Its mesopore volume hardly affected its carbon dioxide capacity. Preparation of activated carbon with high specific surface area and micropore volume was found to be critical to the effective control of carbon dioxide.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2009.11a
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• pp.82-82
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• 2009

본 연구에서는 Glass ceramic $SiO_2-CaO-Al_2O_3$를 사용하여 적층형 칩 퓨즈를 제조하였다. 퓨즈의 용단 특성 및 IR특성을 개선하기 위하여 기공조제로써 Corn starch 파우더(x=5, 10, 20, 30, 40, 50wt%)를 혼합하여 기공을 형성하게 하였다. 미세구조 관찰 결과 Corn starch 파우더의 함량이 증가함에 따라 기공률이 증가하였다. 또한 전극의 선폭(x=50, 100, 150, $200{\mu}m$)을 변화 시킴으로써 전극의 폭이 커질수록 저항값이 줄어든다는 것을 알 수가 있었다. 기공층 도입을 통하여 적층형 칩 퓨즈의 용단 특성의 개선 및 ARC 억제가 가능하였다.

• Composites Research
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• v.28 no.5
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• pp.254-259
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• 2015

Carbon fiber/aluminum (CF/Al) composites were successfully fabricated without pressure casting using wettability modification of carbon fiber. The wettability of liquid aluminum on carbon fibers was enhanced through electroless plating of copper on carbon fibers. Liquid aluminum was well infiltrated into carbon fiber bundles with Cu coating layer due to low wetting angle, and a lot of pores that existed in CF/Al composite without Cu coating on CF were greatly removed. However, a few tiny pores existed in carbon fiber bundles, which is due to not bad wettability between CF and Al but shrinkage cavity that was generated during cooling of CF/Al composite. The tiny pores could be effectively removed by a subsequent rolling.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2003.03a
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• pp.192-192
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• 2003

오염된 폐수를 처리하는 과정으로 다양한 방법이 사용되고 있으나, 담체를 이용하여 미생물을 배양하고, 미생물에 의해 정수하는 방법이 이용되고 있다. 이를 위해서는 미생물을 배양을 위한 담체의 조건으로 다양한 크기의 연속기공을 갖고, 젖음성과 표면거칠기가 높으며, 이들 중 초기 미생물번식의 조건을 제공하는 기체 포집용 미세기공을 보유하고, 미생물이 성장할 수 있는 수백 $\mu\textrm{m}$까지의 다양한 크기의 연속된 기공을 갖는 미생물 담체용 다공성 세라믹스의 제조를 목적으로 본 연구를 행하였다. 본 연구는 다양한 크기의 기공분포를 형성하기 위하여 첨가물로 activated carbon과 무기염, 고분자 binder를 활성알루미나 기지재료에 사용하여 수열반응에 의해 각각의 물질이 형성할 수 있는 기공의 크기를 확인하고, 수 nm에서 수백 $\mu\textrm{m}$까지의 연속된 기공이 존재하는 담체를 제조하였다. 수열조건과 첨가물의 양에 따라 수은침투가압을 이용하여 기공의 크기와 분포를 측정하고 평균기공률을 얻을 수 있었고, 압축강도를 측정하고, 기공의 형상을 주사전자현미경을 통해 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.57 no.4
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• pp.525-530
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• 2019

The performance and stability of solid oxide fuel cells (SOFCs) depend on the microstructure of the electrode and electrolyte. In anode, porosity and pore distribution affect the active site and fuel gas transfer. In an electrolyte, density and thickness determine the ohmic resistance. To optimizing these conditions, using costly method cannot be a suitable research plan for aiming at commercialization. To solve these drawbacks, we made high performance unit cells with low cost and highly efficient ceramic processes. We selected the NiO-YSZ cermet that is a commercial anode material and used facile methods like die pressing and dip coating process. The porosity of anode was controlled by the amount of carbon black (CB) pore former from 10 wt% to 20 wt% and final sintering temperature from $1350^{\circ}C$ to $1450^{\circ}C$. To achieve a dense thin film electrolyte, the thickness and microstructure of electrolyte were controlled by changing the YSZ loading (vol%) of the slurry from 1 vol% to 5 vol. From results, we achieved the 40% porosity that is well known as an optimum value in Ni-YSZ anode, by adding 15wt% of CB and sintering at $1350^{\circ}C$. YSZ electrolyte thickness was controllable from $2{\mu}m$ to $28{\mu}m$ and dense microstructure is formed at 3vol% of YSZ loading via dip coating process. Finally, a unit cell composed of Ni-YSZ anode with 40% porosity, YSZ electrolyte with a $22{\mu}m$ thickness and LSM-YSZ cathode had a maximum power density of $1.426Wcm^{-2}$ at $800^{\circ}C$.