• 멤브레인
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• 제29권3호
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• pp.173-182
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• 2019

화석연료 사용이 증가하면서 온실가스 및 대기오염가스 등의 환경오염 문제가 심각해졌다. 이를 해결하기 위한 신재생에너지, 친환경적인 대체에너지원을 찾기 위한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 연료전지는 전기에너지를 발생하며 부산물로 물만이 생성되는 친환경 에너지 발생장치다. 특히, 전해질로 음이온 교환막을 사용하는 음이온 교환막 연료전지(Anion Exchange Membrane Fuel Cell)는 높은 촉매의 활성으로 양이온 교환막 연료전지(Proton Exchange Membrane Fuel cell)와 다르게 저가의 금속 촉매를 사용할 수 있는 장점 때문에 관심이 높아지고 있다. 음이온 교환막으로써 요구되는 주요 특성은 높은 이온($OH^-$) 전도도 및 높은 pH의 구동조건에서의 안정성이다. 본 연구에서는 PPO계 고분자의 화학적 가교 반응을 이용해 얻어진 가교형 고분자 막의 낮은 기계적인 특성과 치수 안정성을 높이기 위해 보다 높은 분자량을 갖는 고분자 사용과 함께 가교율 증대를 통해 보다 높은 이온 전도도와 기계적인 성질, 높은 화학적인 안정성뿐만 아니라 실제 연료전지 구동조건에서 높은 셀 성능을 갖는 AEMFC용 고분자 전해질 막을 개발했다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.42-48
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• 2021

본 연구에서는 LiNi0.85Co0.15O2의 전기화학적 특성과 열적 안정성을 향상시키기 위하여 LiNi0.85Co0.15O2에 이종원소인 Zn와 Al을 함께 첨가하여 고상법으로 합성하였다. 물질의 결정 구조, 크기 및 표면 상태는 XRD, SEM을 이용하여 분석하였고 전기화학적 특성은 충방전기를 이용하여 CV(cyclic voltammetry), 초기 충·방전 프로파일, 출력 특성, 수명 특성 등을 측정하였다. Al-O의 강한 결합에너지는 양극활물질의 구조적 안정성을 향상시켰으며, Li+와 Ni2+의 양이온 혼합을 막아 전기화학적 특성 또한 향상되었다. Zn의 큰 이온반경은 양극활물질의 격자상수를 증가시켜 단위 셀의 부피가 확장되었다. Zn와 Al을 0.025몰씩 첨가한 물질의 경우, 0.5 C-rate의 전류밀도에서 100 사이클 동안 80%의 용량 유지율을 보여주었으며 이 결과는 NC 양극활물질보다 12% 높은 수치이다. 또한, 5 C-rate에서의 방전용량은 104 mAh/g으로 기존의 NC 양극활물질보다 36 mAh/g 높은 수치를 보였다. Zn과 Al이 0.025몰씩 첨가된 NC 양극활물질은 출력 특성, 수명 특성에서 우수한 특성을 보여주었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권2호
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• pp.184-192
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• 2022

수열합성을 통해 합성한 다공성 NiO는 리튬 폴리설파이드의 용출을 억제하기 위하여 리튬-황 전지의 전극에 사용되었다. 리튬-황 전지의 전극은 경제적이고 간단한 진공 여과 방법을 이용하여 집전체와 바인더가 없는 프리스탠딩 플렉서블 전극으로 제작되었다. 다공성 NiO를 첨가한 S/CNT/NiO 전극은 순수 S/CNT 전극에 비해 125 mA h g^-1 증가한 877 mA h g^-1 (0.2 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후 84% (S/CNT: 66%)의 우수한 용량 유지율을 나타내었다. 이는 방전 과정 중에서 NiO와 리튬 폴리설파이드의 강한 화학적 결합에 의하여 리튬 폴리설파이드의 전해질로 용출되는 것을 억제하여 나타난 결과이다. 또한 S/CNT/NiO 전극의 유연성 테스트를 위해 1.6 × 4 cm²의 파우치셀로 제작하여 폴딩한 상태와 하지 않은 상태에서 모두 620 mA h g^-1의 안정적인 사이클 특성을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제33권1호
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• pp.50-57
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• 2022

본 연구에서는 RF/DC 마그네트론 증착법을 이용하여 유리 기판 상에 실온에서 TIZO/Ag/TIZO 다층막 투명전극 필름을 증착하였다. 전체 박막 두께 60 nm TIZO/Ag/TIZO (10 nm/10 nm/40 nm)로 이루어진 다층막의 경우 650 nm에서 투과도는 86.5%, 면저항 값은 8.1 Ω/□를 나타냈으며, 적외선(열선)을 효과적으로 차단할 수 있는 투과도 특성 때문에 향후 에너지 절약형 스마트 윈도우로서의 적용도 가능할 것으로 판단된다. TIZO/Ag/TIZO 다층막 투명전극을 적용한 폴리에스터 아크릴레이트 기반 고분자분산액정(polymer-dispersed liquid crystal, PDLC) 시스템에 있어서 액정과 prepolymer의 함량비, PDLC 코팅층의 두께 및 자외선 세기 변화에 따른 전기광학 특성 및 표면 형태학에 미치는 영향이 조사되었다. 15 ㎛의 PDLC 층 두께에 1.5 mW/cm²의 UV 세기로 광경화된 TIZO/Ag/TIZO 다층막 투명전극 적용 PDLC 셀이 전반적으로 양호한 구동 전압과 on-state 투과도 및 뛰어난 off haze를 나타냈으며, PDLC 복합체의 고분자 매트릭스 표면에 형성된 액정 droplet들은 입사광을 효율적으로 산란시킬 수 있는 1~3 ㎛ 크기를 갖고 있었다. 또한, 본 연구에서 제조된 TIZO/Ag/TIZO 다층막 투명전극 적용 PDLC 기반 스마트 윈도우는 연한 갈색의 색조를 띠고 있어서 심미적 측면에서 색다른 장점을 부여할 것으로 기대된다.

• 전기화학회지
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• 제26권1호
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• pp.11-18
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• 2023

전기자동차 시장의 급속한 성장으로 이차전지의 사용이 급증함에 따라 사용 후 전지의 폐기 및 재활용이 심각한 문제로 제기되고 있다. 사용 후 리튬이온 전지를 처리하기 위해서는 저장된 에너지를 제거하기 위하여 효과적으로 방전하는 과정이 필수적이다. 본 연구에서는 흑연과 LiNi_0.6Co_0.2Mn_0.2O₂ (NCM622)을 사용하여 코인셀 형태로 반쪽전지 및 완전지를 제조하였고, 이를 과방전할 때 발생하는 전기화학적 거동에 대하여 분석하였다. 반쪽전지를 사용하여 양극과 음극을 각각 과방전시키면, 양극에서는 먼저 전이금속 산화물이 금속으로 환원되는 전환반응을 겪게 되며, 음극에서는 SEI 피막의 분해에 이어 집전체인 Cu가 용출되는 부반응이 발생하였다. 또한, 이러한 과방전의 발생 시에는 큰 분극을 필요로 하였다. 완전지의 과방전 시에는 각각의 부반응이 진행되는 시점에 존재하는 큰 분극들로 인하여 부반응의 본격적인 발생 전에 0 V에 도달하여 방전이 종료되었다. 그러나, 사이클을 통하여 용량이 퇴화된 완전지의 경우에는 과방전거동이 변화하여 음극에서 Cu 집전체의 부식이 발생됨을 확인하였다. 따라서, 사용 후 전지는 사용 전의 전지와는 과방전 시에 다른 거동을 지니고 있으므로 이러한 점들이 고려되어야 한다.

• 한국정보전자통신기술학회논문지
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• 제16권1호
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• pp.8-17
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• 2023

기존 liquid crystal display(LCD) 공정에서 Indium Tin Oxide(ITO) 투명전극과 폴리이미드 배향막의 러빙 공정은 액정을 정렬하고 전계를 인가하기 위하여 필수적인 공정이다. 하지만 ITO의 증착은 높은 진공을 요구하며, 러빙 공정은 정전기에 의해 소자가 손상될 수 있는 단점이 존재한다. 본 논문에서는 기존 ITO 투명전극을 대체하기 위하여 PEDOT:PSS와 Multi-wall carbon nanotube(MWNT)를 혼합하여 PEDOT:PSS 나노복합체를 제조하고, 러빙 공정을 대체하기 위하여 나노 주름 구조 몰드를 통한 나노임프린팅을 통하여 박막을 형성함으로써 기존 액정 디스플레이의 투명전극과 배향막 두 가지 박막을 PEDOT:PSS/MWNT 나노복합체 박막 하나만으로 기능하게 하여 공정을 단순화 하였다. 전사된 나노 주름을 따라 액정이 잘 배향됨을 확인하였으며, 이를 기반으로 만들어진 액정 셀에서 박막 내 MWNT의 함량이 높아질수록 박막의 전기전도도가 증가하여 낮은 구동 전압과 빠른 응답 속도를 갖는다는 것을 확인하였다. 본 연구를 통해 공정 단순화와 용액공정에 의한 공정 단가 절감, 기존 러빙 공정의 단점을 해결하는데 기여 할 수 있을 것으로 기대된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.45-51
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• 2023

PEMFC(고분자전해질 연료전지) 고분자막의 내구성을 향상시키기 위해서 라디칼 제거제와 지지체가 사용되고 있다. 본 연구에서는 화학적 내구성과 물리적 내구성을 향상시키기 위해서 해조류에서 추출한 후코이단과 가교제 역할을 하는 탄닌산을 첨가한 고분자막의 내구성을 평가하였다. 물리적 내구성은 인장강도를 측정해 확인했고, 화학적 내구성은 Fenton 실험으로 측정하였다. 막과 전극합체(MEA)를 제조하여 셀에서 가속 내구 평가를 통해 기계적 내구성과 화학적 내구성을 평가하였다. 인장강도 측정으로 후코이단과 탄닌산의 변형율과 항복강도 등을 향상시켜 고분자막의 기계적 내구성을 향상시킬 수 있음을 보였다. 후코이단이 라디칼 제거제 역할을 함을 Fenton 실험에서 확인했다. 단위전지에서 가속 내구 실험 결과 후코이단은 화학적 내구와 기계적 내구를 모두 향상시켜 무첨가막보다 가속 내구 평가 시간을 38.1% 증가시켰고, 탄닌산을 추가하면 기계적 내구성 향상에 의해 고분자막의 내구성이 13.9% 향상되었다.

• 공업화학
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• 제34권3호
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• pp.264-271
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• 2023

본 연구에서는 라우릴 알코올에 에틸렌 옥사이드 3 몰과 프로필렌 옥사이드 1 몰을 부가한 후 설페이션을 공정을 거쳐서 ASCO^Ⓡ SLES-430을 제조하였으며, 합성한 계면활성제의 구조를 FT-IR, ¹H-NMR 및 ¹³C-NMR 분석을 통하여 확인하였다. 합성한 ASCO^Ⓡ SLES-430의 임게 마이셀 농도, 정적 표면장력, 유화력, 접촉각 등의 계면 물성과 경구 독성 및 피부 자극성 등의 안정성 지표 등을 측정하였으며, SLES 계면활성제 내에 에틸렌 옥사이드가 각각 2 몰 및 3 몰 부가된 ASCO^Ⓡ SLES-226 및 ASCO^Ⓡ SLES-328 계면활성제들과 비교하였다. 특히, ASCO^Ⓡ SLES-430의 기포 생성력과 기포 안정성을 평가하여 기존 세제 제품에서 널리 사용되고 있는 ASCO^Ⓡ SLES-226과 ASCO^Ⓡ SLES-328과 비교함으로써 ASCO^Ⓡ SLES-430의 소형 빌트인 세탁기용 세제 적용 가능성을 검토하였다.

• 한국방사선학회논문지
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• 제5권2호
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• pp.93-96
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• 2011

현재 광도전체 물질을 이용한 직접변환방식의 방사선 검출기 연구가 활발히 진행되고 있다. 이러한 광도전체 물질 중 상용화된 비정질 셀레늄(a-Se)에 비해 요오드화수은($HgI_2$) 광도전체 화합물은 고에너지에 대한 높은 흡수율과 민감도를 가지는 것으로 보고되고 있다. 또한 이러한 광도전체 필름은 발생된 신호의 검출효율은 상하부 전극크기에 의한 전기장의 세기 및 기하학적 분포에 많은 영향을 미치는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구는 $HgI_2$ 광도전체 필름에서 상하부 전극의 크기에 따른 X선 검출특성을 조사하였다. 시편제작은 기존의 진공 증착법이 두꺼운 대면적 필름제조가 어렵다는 문제점을 해결하고자 페이스트 인쇄법을 이용하여 인듐전극이 코팅된 유리기관위에 제작하였으며, 시편의 두께를 $150{\mu}m$, 면적크기를 $3cm{\times}3cm$ 크기로 제조하였다. 상부전극은 마그네틱 스퍼터링법을 이용하여 $3cm{\times}3cm$, $2cm{\times}2cm$, $1cm{\times}1cm$의 크기로 ITO(indium-tin-oxide)를 진공 증착하였다. 특성평가를 위해 X선 선량에 대한 민감도와 누설전류, 신호대잡음비를 측정하여 필름의 전기적 검출 특성을 정량적으로 평가하였다. 그 결과 상부전극의 크기가 증가함에 따라 검출된 신호의 크기가 다소 증가하는 경향을 보였다. 하지만, 전극크기의 증가에 따른 누설전류 또한 증가함으로써 신호대잡음비는 오히려 감소하는 것을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터 향후 광도전체를 적용한 X선 영상검출기 개발에 있어 상부전극의 최적크기와 구조설계가 고려되어야 할 것으로 사료된다.

• 한국식품영양학회지
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• 제25권3호
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• pp.564-569
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• 2012

항산화 기능이 있는 것으로 알려진 셀레늄의 약물전달 효율을 높이기 위하여 마이크로 캡슐 피막제로 키토산(0.1~0.9%)을 사용하여 chitosan nano-selenium을 제조하여 chitosan nan-oselenium의 모양과 형태는 주사전자현미경(SEM)을 이용하여 관찰하였고, 입자의 크기는 ELS-8000으로 측정하였으며, chitosan nano-selenium의 항산화 효능과 세포독성을 조사하였다. Chitosan nano-selenium의 모양과 형태를 SEM(JSM-5400, Japan)으로 관찰한 결과 구형을 이루고 있어 마이크로 캡슐을 형성한 것을 알 수가 있었고, chitosan nano-selenium의 입자의 크기를 ELS-8000으로 측정한 결과, 입자 크기는 대략 50~500 nm로 분포되었으며, chitosan nano-selenium은 chitosan 농도가 높을수록 입자의 크기도 커지는 것을 알 수가 있었다. 입자 크기는 0.1% chitosan nano-selenium은 $55{\pm}5$ nm가 많이 분포가 되어 있고, 0.3%는 $60{\pm}5$ nm가 많이 분포되어 있고, 0.5%는 $70{\pm}5$ nm, 0.7%는 $100{\pm}5$ nm, 0.9%는 $450{\pm}5$ nm가 많이 분포되어 있는 것을 확인하였다. 0.1% chitosan nano selenium 전자공여능은 50 ${\mu}g/m{\ell}$ 농도에서 0.1%, 0.3%, 0.5%, 0.7% 및 0.9% chitosan nano selenium은 90.28.0%, 90.36%, 89.34%, 89.33% 및 89.49%로 나타나 항산화효능의 높은 값을 보였으나, chitosan 함량에 따른 항산화 효능의 차이는 볼 수 없었다. Chitosan nano-elenium은 0.1%, 0.3%, 0.9% chitosan nano-selenium에서의 독성이 강하게 나타나지 않았으며, 0.7% chitosan nano-selenium에서는 50 ${\mu}g/m{\ell}$ 농도에서 61.60% 생존율을 보여 약간의 독성이 있었지만 200 ${\mu}g/m{\ell}$에서 85.44%로 생존율이 증가하였고, 0.9% chitosan nano-selenium에서 생존율이 90.08~98.71%로 가장 높은 값을 보였다.