• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1995년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.177-181
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• 1995

Lead-acid battery is used widely as a power source in the automobile, industrial machines, folk lifts U.P.S etc. But this battery has man\ulcorner disadvantages such as heavy low energy density, environment problem etc. In this paper, we have studied the physicochemical and electrochemical properties of lead-acid battery positive plates with regard to the method of curing. It has been observed that curing conditions strongly influence electrode composition and electrchemical performance.

• 대한화학회지
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• 제42권1호
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• pp.122-134
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• 1998

리튬 2차 전지의 양극재료로 사용되는 스피넬형 망간산화물$(Li_xMn_2O_4)$의 전기화학적 특성과 스피넬 전극에서 용량 감소가 일어나는 원인들에 대해 알아보았고, 용량감소를 억제할 수 있는 방안들을 제시하였다. 스피넬 전극의 가역성은 스피넬 산화물의 합성방법에 따른 순도, 입자크기 및 입자크기 분포, 전극극판을 구성하는 활물질, 카본 도전재 및 결합제의 상대적인 함량 그리고 극판의 미세구조 등에 의해 결정된다. 또한 전해액을 구성하고 있는 유기용매와 리튬염의 종류도 스피넬 전극의 충방전특성에 중요한 영향을 미친다. 스피넬의 합성단계에서는 불순물의 생성과 양이온 자리바꿈(cation mixing) 등을 최소화하여야 한다. 극판의 제조시 도전재의 양은 최소화하여야 하나 스피넬의 전도도가 작으므로 도전재의 양이 너무 적으면 극판의 저항에 의한 분극손실이 크다. 결합제는 극판 구성요소의 분산도와 기계적 강도의 측면에서 최적화되어야 한다. 액체전해질로 carbonate 계열의 용매에 fluorine을 포함하고 있는 리튬염을 사용할 경우에 전해액의 산화와 스피넬의 용해 정도가 적어 양극의 용량감소가 적다. 또한, 표면적이 크고 입자크기가 작은 도전재를 사용할 경우 분극손실은 적으나 잔해질의 분해반응이 심하므로 이들 사이에 적절한 trade-off가 요구된다.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권4호
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• pp.123-130
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• 2020

AGM 연축전지(Absorbent Glass Mat Lead-Acid Battery)의 수명 특성을 결정짓는 양극 활물질(Active Material)의 주요 구성 결정인 4BS(Tetrabasic lead Sulfate)의 입자 크기를 제어하기 위해 4BS Nano Seed(NS)를 적용 중에 있다. 4BS NS 적용 시, 나노 입자 특성상 분산 안정성이 저하되어 제 기능을 다하지 못한다. 이를 개선하기 위해 기존 첨가제인 광명단(Red Lead)에 나노 입자의 4BS seed가 포함된 Incorporated Nano Seed(INS)를 함량별로 첨가하여 양극판 분석과 제품 성능을 평가하였다. INS 함량이 증가할수록 4BS 입자 크기는 작아지면서 균일해지는 특성을 확인할 수 있었으며, 반응 비표면적 증가에 따른 고율 방전 특성도 향상되는 것을 알 수 있었다. 극판 제조 공정에서의 개별 극판에 대한 입도 분포의 편차를 확인하기 위해, AGM 연축전지 200 대 대한 내부 저항 및 전압 검사를 진행하였으며 제품 제조 공정 품질 편차가 감소하는 것을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제15권2호
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• pp.116-121
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• 2009

Ti/$IrO_2$ 를 양극으로 SUS 316L 을 음극으로 사용한 전기분해 반응조에 간접산화조를 설치하여 간접산화 효과를 제시함으로써 하폐수 재활용 시스템의 설계에 미치는 영향을 고찰하였다. 전기분해 반응조의 운전조건은 극판 간격, 전류 밀도, 전해질 농도에 대한 영향을 조사하여 극판 간격 6 mm, 전류 밀도 1.0 $A/dm^2$ L, 전해질 농도 15%로 설정하였다. 산화에 의한 제거효율은 유기물은 COD로서 직접산화조에서 55%, 간접산화조에서 12.5${\sim}$15.0%의 추가 분해가 일어나고 있으며 T-N (전체 질소량), T-P(전체 인량)는 직접산화조에서 각각 88%, 75%의 제거효율을 나타내고 있으나 COD제거와는 달리 간접산화조의 추가 제거 효과는 거의 없는 것으로 판명되었다. 또한 COD, T-N, T-P의 제거는 2-5일의 반응초기에 일어나고 있기 때문에 전기 분해 반응조의 체류시간을 크게 설계할 필요는 없다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.265-277
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• 2000

전기분해에 의한 암모니아의 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $IrO_2/Ti$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비 등의 운전조건에 대한 암모니아 제거 특성을 조사하여 전기분해의 최적 운전조건을 결정하였다. 판형태의 양극판과 망형태의 양극판을 사용하여 동일 전류밀도에서 암모니아의 처리효과는 비슷한 것으로 나타났으나, 유효 극판면적이 적은 망형태의 극판을 사용함으로써 전력비를 감소할 수 있었다. 암모니아성 질소에 대한 염소첨가비 $20.0kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$에서 약 73 %의 제거율을 보였으며, 암모니아를 완전히 제거하는데 $27.6kgCl^-/kgNH_4{^+}-N$이 필요하였다. 암모니아의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/NH_4{^+}-N$ 비에 따라 높았으며, 전극간격은 좁을수록 효과적인 것으로 나타났다. 운전인자와 암모니아 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=14.5364(Current\;density)^{0.7093}{\times}(HRT)^{1.0060}{\times}(Gap)^{-0.9926}{\times}(Cl^-/NH_4{^+}-N)^{1.0024}$$ COD와 알칼리도를 첨가한 경우 암모니아 제거는 더 높게 나타났으며, 운전인자와의 관계식은 아래와 같이 나타났다. $$NH_4{^+}-N_{re}(%)=9.8408(Current\;density)^{0.6232}{\times}(HRT)^{1.0534}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질간은 경쟁관계에 있으며, 암모니아 제거가 지배적인 것으로 나타났다. 암모니아 제거는 유기물질 및 알칼리도를 주입함으로써 높게 나타났다.

• 한국항해항만학회:학술대회논문집
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• 한국항해항만학회 2004년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.227-232
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• 2004

선박에서 발생되는 밸러스트수를 처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 미생물을 북극전해처리시스템을 이용하여 살균처리 하였다. 전해처리시스템에 유입되는 시료는 정량펌프를 사용하여 상향류로 전극판 사이를 통과하도록 하였으며, 반응시간별로 유량을 조절하여 체류시간을 다르게 하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 Ti／IrO$_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전원공급은 최대 전압이 250V, 전류가 100Amper의 맥류가 전혀 없는 트랜지스트 평활회로를 사용한 D.C. Power Supply를 사용하여 전류밀도를 조절하여 운전하였다. 반응시간에 따라 전류밀도를 0.1~l.0A사이로 변화를 주어 실험한 결과 5초 이내에 대부분의 미생물이 사멸됨을 확인 할 수 있었고 연구결과를 통하여 발라스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제23권4호
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• pp.347-354
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• 2006

Generally, it has been known that positive plate efficiency is the most influential effect on the initial current capacity of lead acid battery. Thus, in this study, we have investigated the curing effect of the positive plate, which is one of the important lead acid battery processes. The curing process of the positive plate is performed either with the separation of each plate with 1mm gap or with no gap of plate. As a result, when there is no interval between each plate, the higher temperature current happened than expected, resulting in the changes in the initial current efficiency of the lead acid battery. The chemical composition and crystal structure of a material coated on the positive plate were identified with XRD and SEM. It was resulted that were only there not a lot of 4BS (tetrabasic-lead sulfate, $4PbO{\cdot}PbSO_4)$ on the plate in case of curing of plates without interval, but a large quantity of $Pb_3O_4$ also formed on the surface. On the other hand, it was observed that 3BS (tribasic-lead sulface, $3PbO{\cdot}PbSO_4{\cdot}H_2O)$ was the main product on the plate in case of typical curing process with some interval. From the initial current capacity test, the positive plate having 3BS was approximately 40% higher in initial current capacity than that having 4BS. It was concluded that 4BS and $Pb_3O_4$ on the plate surface were harmful to the initial current capacity of lead acid battery.

• 한국항해항만학회지
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• 제28권10호
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• pp.955-960
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• 2004

선박에서 발생되는 밸러스트수를 전처리하기 위하여 수중에 포함되어 있는 미생물을 복극전해처리시스템을 이용하여 살균처하였다. 전해처리시스템에 유입되는 시료는 정량펌프를 사용하여 상향류로 전극판 사이를 통과하도록 하였으며, 반응시간별로 유량을 조절하여 체류시간을 다르게 하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 Ti/Ir02 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 전원공급은 최대 전압이 250V, 전류가 100Amper의 맥류가 전혀 없는 트랜지스트 평활회로를 사용한 D.C. Power Supply를 사용하여 전류밀도를 조절하여 운전하였다. 반응시간에 따라 전류밀도를 0.1$\~$1.0A사이로 변화를 주어 실험한 결과 5초 이내에 E. coli, Bacteria, Bacillus sp.의 미생물이 사멸됨을 확인할 수 있었고, 전극간격은 75mm, 전류밀도 2.0A/dm2, 체류시간을 5초로 하였을 때 제거율이 $90\%$이상이였다. 연구결과를 통하여 밸러스트수 처리에 적용 가능한 기술임을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권2호
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• pp.251-264
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• 2000

합성폐수의 전기분해에 의한 전류밀도, 체류시간, 전극간격 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 대한 유기물질 제거 특성을 조사하기 위한 실험을 수행하였다. 양극판은 티타늄에 이산화이리듐을 전착한 $Ti/IrO_2$ 극판으로 하였으며, 음극판은 스테인리스 스틸판을 사용하였다. 판형태와 망형태의 전극을 사용한 경우 $COD_{Cr}$ 제거율은 비슷하게 나타났으나, 전력비는 판형태보다 망형태의 전극에서 저렴한 것으로 나타났다. $COD_{Cr}$ 제거율 70 %를 얻는데 소요되는 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비는 약 $1.3kgCl^-/kgCOD_{Cr}$으로 나타났으며, $COD_{Cr}$을 완전히 제거하는데 약 $2.2kgCl^-/kgCOD_{Cr}$이 필요하였다. 유기물질의 제거는 전류밀도, 체류시간 및 $Cl^-/COD_{Cr}$ 비에 따라 높게 나타났고, 전극간격에는 반비례하였으며, 운전인자와 제거율과의 관계는 아래와 같이 나타났다. $$COD_{Cr}(%)=80.0360(Current\;density)^{0.4451}{\times}(HRT)^{0.8102}{\times}(Gap)^{-0.4915}{\times}(Cl^-/COD_{Cr})^{0.5805}$$ 유기물질과 질소를 동시에 전기분해할 경우 두 물질의 산화는 경쟁관계에 있으며, 암모니아성 질소를 산화하는데 우선적으로 작용하여 유기물질의 제거는 낮아지지만, 알칼리도 첨가에 의해 유기물질 제거가 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.593-599
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• 2017

본 연구에서는 활성탄과 납 전구체를 사용하여 나노 Pb/AC 복합소재를 제조한 후, 울트라 전지용 음극소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 나노 Pb/AC 복합소재는 활성탄에 나노 Pb 입자를 흡착시킨 후 감압 수세하여 제조하였다. 제조된 복합소재의 물리적 특성은 SEM, BET, EDS를 통해 분석하였으며, $1740m^2/g$, 1.95 nm의 비표면적과 평균 기공크기를 얻었다. 울트라 전지의 음극은 납 극판에 나노 Pb/AC를 딥코팅하여 제조되었다. 울트라 전지는 이산화납을 사용한 양극과 나노 Pb/AC 복합소재 음극을 사용하였으며 전해액은 5M의 황산용액($1.31g/cm^3$)을 사용하였다. 전기화학적 성능은 충 방전, 순환전압전류, 임피던스, 사이클 테스트를 통해 조사되었다. 제조된 나노 Pb/AC를 이용한 울트라 배터리는 기존의 납 축전지와 AC를 코팅한 납 축전지보다 개선된 초기 용량과 사이클 특성을 보였다. 이러한 실험 결과로부터 나노 Pb/AC의 적절한 첨가가 수소발생 반응이 억제됨에 따라 용량 및 장기 사이클 안정성을 향상시킴을 알 수 있었다.