• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.21 no.1
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• pp.58-63
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• 2010

Mg and Ma-based alloys are promising hydrogen storage materials for renewable clean energy applications. It has high hydrogen storage capacity (7.6wt.%), lightweight and low economical materials. However, commercial applications of the Mg hydride are currently hindered by its high operating temperature, and very slow reaction kinetics. In this work, we are aimed at studying the hydrogenation properties of the $MgH_x-V_2O_5$ composite prepared by hydrogen induced mechanical alloying. The absorption capacity of the sample is found to be about 4.7wt.% at 623K under 3 MPa $H_2$ pressure. The absorption characteristics observed have been compared with prepared $MgH_x$.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.24-28
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• 2006

Electrochemical hydrogenation/dehydrogenation properties were studied for a single particle of a Mm-based(Mm : misch metal) hydrogen storage alloy($MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$) for the anode of Ni-MH batteries. A carbon fiber microelectrode was manipulated to make electrical contact with an alloy particle, and the cyclic voltammetry and the galvanostatic charge/discharge experiments were performed. A single particle of the alloy showed the discharge capacity of 280[mAh/g], the value being 90[%] of the theoretical capacity. Data were compared with that of the composite film consisting of the alloy particles and a polymer binder, which is more practical form for Ni-MH batteries. Additionally, pulverization of the alloy particles are directly observed. Compared with the conventional composite film electrodes, the single particle measurements using the microelectrode gave more detailed, true information about the hydrogen storage alloy.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.23 no.5
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• pp.429-436
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• 2012

Mg and Mg-based alloys are regarded as strong candidate hydrogen storage materials since their hydrogen capacity exceeds that of known metal hydrides. One of the approaches to improve kinetic is addition of metal oxide. In this paper, we tried to improve the hydrogenation properties of Mg-based hydrogen storage composites. The effect of transition metal oxides, such as $Nb_2O_5$ on the kinetics of the Magnesium hydrogen absorption kinetics was investigated. $MgH_x$-5wt.% $Nb_2O_5$ composites have been synthesized by hydrogen induced mechanical alloying. The powder fabricated was characterized by X-ray diffraction (XRD), Field Emission-Scanning Electron Microscopy (Fe-SEM), Energy Dispersive X-ray (EDX), BET and simultaneous Thermo Gravimetric Analysis / Differential Scanning Calorimetry (TG/DSC) analysis. The Absorption / desorption kinetics of $MgH_x$-5wt.% $Nb_2O_5$ (type I and II) are determined at 423, 473, 523, 573 and 623 K.

• 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 Hydrogen and New Energy
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• v.18 no.1
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• pp.26-31
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• 2007

Hydrogen has a high potential to be a renewable substitute for fossil fuels, because of its high gravimetric energy density and environment friendliness. In particular, Magnesium have attracted much interest since their hydrogen capacity exceeds that of known metal hydrides. One of the approaches to improve the kinetic is addition of metal oxide. In this paper, the effect of $Fe_2O_3$ concentration on the kinetics of Mg hydrogen absorption reaction was investigated. $MgH_x-Fe_2O_3$ composites have been synthesized by hydrogen induced mechanical alloying. The powder synthesized was characterized by XRD, SEM and simultaneous TG, DSC analysis. The hydrogenation behaviors were evaluated by using a sievert's type automatic PCT apparatus. Absorption and desorption kinetics of Mg catalyzed with 5,10 mass% $Fe_2O_3$ are determined at 423, 473, 523, 573, 623K.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.22 no.3
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• pp.159-167
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• 2012

Hydrogen is in the spotlight as an alternative next generation energy source for the replacement of fossil fuels because it has high specific energy density and emits almost no pollution, with zero $CO_2$ emission. In order to use hydrogen safely, reliable storage and transportation methods are required. Recently, solid hydrogen storage systems using metal hydrides have been under extensive development for application to fuel cell vehicles and fuel cells of MCFC and SOFC. For the practical use of hydrogen on a commercial basis, hydrogen storage materials should satisfy several requirements such as 1) hydrogen storage capacity of more than 6.5wt.% $H_2$, moderate hydrogen release temperature below $100^{\circ}C$, 3) cyclic reversibility of hydrogen absorption/desorption, 4) non toxicity and low price. Among the candidate materials, Li based metal hydrides are known to be promising materials with high practical potential in view of the above requirements. This paper reviews the characteristics and recent R&D trends of Li based complex hydrides, Li-alanates, Li-borohydrides, and Li-amides/imides.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers A
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• v.36 no.8
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• pp.829-833
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• 2012

SNG (synthetic natural gas or substitute natural gas) could contribute greatly toward energy security. In addition, HCNG (or $H_2CNG$) is expected to be used as a fuel gas for internal combustion engines and home appliances because it has extremely low emissions and high thermal efficiency. However, the hydrogen contained in SNG or HCNG can deteriorate the mechanical properties of the materials used in existing natural gas infrastructure. Therefore, it is necessary to investigate the effect of hydrogen on the mechanical properties of such materials so that SNG or HCNG can be transported and distributed safely and reliably. In this study, the effect of highly pressurized hydrogen gas on the tensile properties of a low-alloy steel used for manufacturing CNG storage vessels was investigated using the so-called hollow tensile specimen technique.

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 2004.11a
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• pp.78-81
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• 2004

• 한국가스학회:학술대회논문집
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• 2005.10a
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• pp.163-166
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• 2005

• Journal of the KSME
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• v.49 no.11
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• pp.45-51
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• 2009

한국원자력연구원의 다목적 연구용 원자로, 하나로는 중성자 이용 물성 연구 등 다양한 분야에 사용되며, 중성자는 녹색기술 관련 소재의 생산과 특성 분석에 매우 유용한 도구이다. 중성자 도핑을 이용하여 생산되는 반도체는 그린 카에 사용되는 전력 소자에 활용되고 있다. 중성자 산란 실험 장치들은 이차전지 재료와 수소저장 물질의 물성 연구에 활용되고 있다. 중성자 비파괴 검사 장치는 연료전지의 성능 연구에 활용되고 있다. 고속중성자를 이용하여 스위칭 소자의 특성을 개선하는 기술과 장치가 구축되면 전력 소자의 효율 증대에 기여할 것이다.