• Korean Chemical Engineering Research
• /
• v.61 no.3
• /
• pp.362-367
• /
• 2023

Recently, research and development of proton exchange membrane fuel cells (PEMFC) membranes are progressing in the direction of thinning to reduce prices and improve performance. Demand for hydrogen-powered vehicles for commercial vehicles is also increasing, and their durability should be five times greater than those for passenger vehicles. Despite the thinning of the membranes, the durability of the membranes must be increased five times, so the improvement of the durability of the membranes has become more important. Since the acceleration durability evaluation time also needs to be shortened, the protocol using oxygen instead of air in the existing protocol was applied to a 10 ㎛ thin membrane to evaluate durability. The accelerated durability test (Open circuit voltage holding) was terminated at 720 hours. If the air-based department of energy (DOE) protocol was used, a lifespan of 450,000 km of driving hours would be expected, with a durability of about 1,500 hours. During the chemical durability evaluation, the active area of the electrode decreased by 51%, suggesting that catalyst degradation had an effect on membrane durability. Reducing the catalyst degradation rate is expected to increase membrane durability.

• Journal of the Korean institute of surface engineering
• /
• v.46 no.4
• /
• pp.168-174
• /
• 2013

In this study, low-cost, high-speed deposition, excellent processability, high mechanical strength and electrical conductivity, chemical stability and corrosion resistance of stainless steel to meet the obsessive-compulsive (0.1 mm or less) were selected CrN thin film. new price reduction to sputter deposition causes - the possibility of sublimation source for inductively coupled plasma Cr rods were attempts by DC bias. 0.6 Pa Ar inductively coupled plasmas of 2.4 MHz, 500 W, keeping Cr Rod DC bias power 30 W (900 V, 0.02 A) is applied, $N_2$ flow rate of 0.5, 1.0, 1.5 sccm by varying the characteristics of were analyzed. $N_2$ flow rate increases, decreases and $Cr_2N$, CrN was found to increase. In addition to corrosion resistance and contact resistance, corrosion resistance, electrical conductivity was evaluated. corrosion current density than $N_2$ 0 sccm was sure to rise in all, $N_2$ 1 sccm at $4.390{\times}10^{-7}$ (at 0.6 V) $A{\cdot}cm^{-2}$, respectively. electrical conductivity process results when $N_2$ 1 sccm 28.8 $m{\Omega}/cm^2$ with the lowest value of the contact resistance was confirmed that came out. The OES (SQ-2000) and QMS (CPM-300) using a reactive deposition process to add $N_2$ to maintain a uniform deposition rate was confirmed that.

• Journal of the Korean Ceramic Society
• /
• v.42 no.12 s.283
• /
• pp.827-832
• /
• 2005

In this study, thin electrolyte layer was prepared by 8YSZ ($8mol\%$ Yttria-Stabilized Zirconia) slurry dip and sol coating onto the porous anode support in order to reduce ohmic resistance. 8YSZ polymeric sol was prepared from inorganic salt of nitrate and XRF results of xerogel powder exhibited similar results $(99.2\pm1wt\%)$ compared with standard sample (TZ-8YS, Tosoh Co.). The dense and thin YSZ film with $1{\mu}m$ thickness was synthesized by coating of 0.7M YSZ sol followed by heat-treatment at $600^{\circ}C$ for 1 h. Thin film electrolyte sintered at $1400^{\circ}C$ showed no gas leakage at the differential pressure condition of 3 atm.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
• /
• v.17 no.2
• /
• pp.204-211
• /
• 2006

The electrolyte in the solid oxide fuel cell must be dense enough to avoid gas leakage and thin enough to reduce the ohmic resistance. In order to manufacture the thin and dense electrolyte layer, 8 mol% $Y_2O_3$ stabilized-$ZrO_2$ (8YSZ) electrolyte layers were coated on the porous tubular substrate by the novel vacuum slurry dip-coating process. The effects of the slurry concentration, presintering temperature, and vacuum pressure on the thickness and the gas permeability of the coated electrolyte layers have been examined in the vacuum slurry coating process. The vacuum-coated electrolyte layers showed very low gas permeabilities and had thin thicknesses. The single cell with the vacuum-coated electrolyte layer indicated a good performance of $495\;mW/cm^2$, 0.7 V at $700^{\circ}C$. The experimental results show that the vacuum dip-coating process is an effective method to fabricate dense thin film on the porous tubular substrate.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.32 no.4
• /
• pp.403-408
• /
• 2021

In this study, a thin and flexible planar supercapacitor (PSC) was fabricated by coating polyaniline (PANI) on a screen-printed carbon electrode. Carbon ink was coated onto the flexible polyethylene terephthalate using a screen-printing method; subsequently, a thin film of PANI was coated onto the carbon surface using a dilute polymerization method. A thin flexible PANI electrode in an interdigitated structure was assembled with a polymer gel electrolyte that resulted in planar-shaped supercapacitor (PSC) devices. The as-obtained PANI/PSC was very thin and flexible, exhibiting a high areal capacitance of 409 µF/cm was obtained at a rate of 10 mV/s. This capacitance retains 46% of its original value at 500 mV/s. The flexible PANI/PSC exhibited an excellent capacitance retention of 82% even under bent states of 180° and 100 repetitive bent cycles.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 1999.07a
• /
• pp.53-53
• /
• 1999

전계방출을 이용한 평판 표시장치는 CRT가 가진 장점을 모두 갖는 동시에 얇고 가벼우며 낮은 전력소모로 완벽한 색을 구현할 수 있는 차세대 표시장치로서 이에 대한 여국가 활발히 이루어지고 있다. 여기에 사용되는 음극물질로서 실리콘이나 몰리 등을 팁모양으로 제작하여 사용해 왔다. 하지만 잔류가스에 의한 역스퍼터링이나 화학적 반응에 의해서 전계방출 성능이 점차 저하되는 등의 해결해야할 많은 문제가 있다. 이러한 문제들을 해결하기 위하여 탄소계 재료로서 다이아몬드, 다이아몬드상 카본 등을 이용하려는 노력이 진행되어 왔다. 이중 유리화 비정형 탄소는 다량의 결함을 가지고 있는 유리질의 고상 탄소 재로로서, 전기전도도가 우수하면서 outgassing이 적고 기계적 강도가 뛰어나며 고온에서도 화학적으로 안정하여 전계방출 소자의 음극재료로서 알맞은 것으로 생각된다. 유리화 비정형 탄소가루를 전기영동법으로 기판에 코팅하여 전계방출 소자를 제작하였다. 전기영동 용액으로 이소프로필알코올에 질산마그네슘과 소량의 증류수, 유리화 비정형 탄소분말을 섞어주었고 기판으로는 몰리(Mo)가 증착된 유리를 사용하였다. 균일한 증착을 위해서 증착후 역전압을 걸어 주는 방법과 증착 후 플라즈마 처리를 하는 등의 여러 가지 방법을 사용했다. 전계방출 전류는 1$\times$10-7Torr이사에서 측정하였다. 1회 제작된 용액으로 반복해서 증착한 횟수에 따라 표면의 거치기, 입자의 분포, 전계방출 측정 결과 등의 차이가 관찰되었다. 발광이미지는 전압에 따라 변화하였고, 균일한 발광을 관찰하기 위해서 오랜 시간동안 aging 과정을 거쳐야 했다. 그리고 구 모양의 양극을 사용해서 위치를 변화시키며 시동 전기장을 관찰하여 위치에 따른 전계방출의 차이를 조사하여 발광의 균일성을 알 수 있었다.on microscopy로 분석하였으며 구조 분석은 X-선 회절분석, X-ray photoelectron spectroscopy 그리고Auger electron spectroscope로 하였다. 증착된 산화바나듐 박막의 전기화학적 특성을 분석하기 위하여 리튬 메탈을 anode로 하고 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 200회 이상의 정전류 충 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 결정성과 표면상태에 따라 매우 다른 전지 특성을 나타내었다.도상승율을 갖는 경우가 다른 베이킹 시나리오 모델에 비해 효과적이라 생각되며 초대 필요 공급열량은 200kW 정도로 산출되었다. 실질적인 수치를 얻기 위해 보다 고차원 모델로의 해석이 필요하리라 생각된다. 끝으로 장기적인 관점에서 KSTAR 장치의 베이킹 계획도 살펴본다.습파라미터와 더불어, 본 연구에서 새롭게 제시된 주기분할층의 파라미터들이 모형의 학습성과를 높이기 위해 함께 고려된다. 한편, 이러한 학습과정에서 추가적으로 고려해야 할 파라미터 갯수가 증가함에 따라서, 본 모델의 학습성과가 local minimum에 빠지는 문제점이 발생될 수 있다. 즉, 웨이블릿분석과 인공신경망모형을 모두 전역적으로 최적화시켜야 하는 문제가 발생한다. 본 연구에서는 이 문제를 해결하기 위해서, 최근 local minimum의 가능성을 최소화하여 전역적인 학습성과를 높여 주는 인공지능기법으로서 유전자알고리즘기법을 본 연구이 통합모델에 반영하였다. 이에 대한 실증사례 분석결과는 일일 환율예측문제를 적용하였을 경우, 기존의 방법론보다 더 나운 예측성과를 타나내었다.pective" to workflow architectural discussions. The vocabulary suggested

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2014.02a
• /
• pp.309.2-309.2
• /
• 2014

산화아연은 넓은 밴드갭과 큰 엑시톤 에너지를 갖고 있어 광전자반도체 물질로 산화인듐주석의 대체물질로 유망하다. 그러나, 산화아연 박막 및 나노막대는 대부분 c-축 방향으로의 성장이 보고되고 있다. 하지만, c-축으로 성장하는 극성 산화아연은 자발분극과 압전분극을 갖으며 이는 quantum confinement Stark effect (QCSE)를 발생시킨다. 그러므로, 반극성과 무극성 산화아연의 연구가 활발히 진행 되고 있다. 더욱이, 산화아연 나노구조체는 넓은 표면적, 높은 용해도, 광범위한 적용분야 등의 이점으로 많은 연구가 이뤄지고 있다. 본 연구에서는 m-면 사파이어 기판 위에 원자층 증착법을 이용하여 비극성 산화아연의 박막을 형성 후 전기화학증착법을 이용하여 반극성 산화아연 막대를 성장하고 이에 대한 성장 메커니즘을 분석하였다. 반극성 (10-11) 산화아연 나노구조체를 성장하기 위하여 두 단계 공정을 이용하였다. 먼저 원자층 증착법을 이용하여 m-면 사파이어 기판 위에 60 nm의 산화아연 씨앗층을 $195^{\circ}C$에서 성장 하였다. X-선 회절분석을 통하여 m-면 사파이어 위에 성장한 산화아연 씨앗층이 무극성 (10-10)으로 성장한 것을 확인하였다. 무극성 산화아연 씨앗층 위에 나노구조체를 형성하기 위하여 전기화학 증착법을 이용하여 주 공정이 진행되었다. 전구체로는 질산아연헥사수화물 ($Zn(NO3)2{\cdot}6H2O$)과 헥사메틸렌테트라민을 ((CH2)6N4)을 사용하였다. 무극성 산화아연 기판을 질산아연헥사수화물과 헥사메틸렌테트라민을 용해한 전해질에 담근 뒤 $70^{\circ}C$에서 두시간 동안 -1.0V의 정전압을 인가하였다. SEM을 이용한 표면 분석에서 원자층 증착법을 이용해 성장한 무극성 산화아연 씨앗층 위에 산화아연 나노구조체를 성장 시, 한 방향으로 기울어진 반극성 산화아연 나노구조체가 성장하는 것이 관찰되었다. 산화아연 막대의 성장 시간에 따라 XRD를 측정한 결과, 성장 초기에는 매우 약한 $31.5^{\circ}$ (100), $34.1^{\circ}$ (002), $36^{\circ}$ (101) 부근의 피크가 관찰되는 반면, 성장 시간이 증가함에 따라 강한 $36^{\circ}$ 부근의 피크가 관찰되는 X-선 회절 분석 결과를 얻을 수 있었다. 이는, 성장 초기에는 여러 방향의 나노구조체가 성장하였지만 성장시간이 점차 증가함에 따라 (101) 방향으로 우선 성장되는 것을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
• /
• v.1 no.1
• /
• pp.175-180
• /
• 2015

A facile soft chemical synthesis route is used to grow nano-buds of copper hydroxide [$Cu(OH)_2$] thin films on stainless steel substrate[SS]. Besides different chemical methods for synthesis of $Cu(OH)_2$ nanostructure, the chemical bath deposition (CBD) is attractive for its simplicity and environment friendly condition. The structural, morphological, and electro-chemical properties of $Cu(OH)_2$ thin films are studied by means of X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), field emission scanning electron microscopy (FESEM), cyclic voltammetry (CV) and galvanostatic charge-discharge (GCD) measurement techniques. The results showed that, facile chemical synthesis route allows to form the polycrystalline, granular nano-buds of $Cu(OH)_2$ thin films. The electrochemical properties of $Cu(OH)_2$ thin films are studied in an aqueous 1 M KOH electrolyte using cyclic voltammetry. The sample exhibited supercapacitive behavior with $340Fg^{-1}$ specific capacitance. Moreover, electrochemical capacitive measurements of $Cu(OH)_2/SS$ electrode exhibit a high specific energy and power density about ${\sim}83Wh\;kg^{-1}$ and ${\sim}3.1kW\;kg^{-1}$, respectively, at $1mA\;cm^{-2}$ current density. The superior electrochemical properties of copper hydroxide ($Cu(OH)_2/SS$) electrode with nano-buds like structure mutually improves pseudocapacitive performance. This work evokes scalable chemical synthesis with the enhanced supercapacitive performance of $Cu(OH)_2/SS$ electrode in energy storage devices.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.24 no.3
• /
• pp.65-75
• /
• 2021

Coin cell is a basic testing platform for battery research, discovering new materials and concepts, and contributing to fundamental research on next-generation batteries. Li metal batteries (LMBs) are promising since a high energy density (~500 Wh kg^-1) is deliverable far beyond Li-ion. However, Li dendrite-triggered volume fluctuation and high surface cause severe deterioration of performance. Given that such drawbacks are strongly dependent on the cell parameters and structure, such as the amount of electrolyte, Li thickness, and internal pressure, reliable Li metal coin cell testing is challenging. For the LMB-specialized coin cell testing platform, this study suggests the optimal coin cell structure that secures performance and reproducibility of LMBs under stringent conditions, such as lean electrolyte, high mass loading of NMC cathode, and thinner Li use. By controlling the cathode/anode (C/A) area ratio closer to 1.0, the inactive space was minimized, mitigating the cell degradation. The quantification and imaging of inner cell pressure elucidated that the uniformity of the pressure is a crucial matter to improving performance reliability. The LMB coin cells exhibit better cycling retention and reproducibility under higher (0.6 MPa → 2.13 MPa) and uniform (standard deviation: 0.43 → 0.16) stack pressure through the changes in internal parts and introducing a flexible polymer (PDMS) film.

• Applied Chemistry for Engineering
• /
• v.21 no.4
• /
• pp.435-439
• /
• 2010

Pt-$MoO_3$ electrodes were fabricated on ITO-coated glass by electrodeposition method using 20 mM hydrogen hexachloroplatinate ($H_2PtCl_6$) and 10 mM Mo-peroxo electrolyte. Deposition order was varied, and catalytic activities of synthesized electrodes were compared with that of pure Pt electrode. Scanning Electron Microscopy (SEM) was utilized to examine surface morphology. The crystallinity of synthesized films was analyzed by X-ray Diffraction (XRD), and the oxidation state of both the platinum and molybdenum were determined by X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) analyses. The catalytic activity and stability for methanol oxidation were measured using cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA) in a mixture of 0.5 M $H_2SO_4$ and 0.5 M $CH_3OH$ aqueous solution. $MoO_3$ electrodeposited on the surface of Pt showed much higher catalytic acitivity and stability than pure Pt electrode due to the good contact between Pt and $MoO_3$.