• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
• /
• 2014.11a
• /
• pp.147-148
• /
• 2014

1990년에 Sony사는 탄소 음극과 리튬 코발트 산화물($LiCoO_2$) 양극을 함유하는 최초의 상용 리튬이온 전지를 발표하였다. 이후, 전지 성분을 변형하여 안전성과 전기화학적 용량을 향상시키고 비용을 줄이기 위한 연구가 수행되었다. 이러한 관심의 대부분은 양극 용량이 전지 용량을 한정하고 전지 비용의 40%까지 양극 원재료 비용에서부터 비롯되었기 때문에 양극 대체기술 개발에 집중되었다. 리튬이온 전지는 현재 휴대용 전자 기기 시장을 좌우하고 있다. 또한 온실가스 배출의 감소를 요구하는 환경보호에 대한 관심에 대한 새로운 시장 기회가 조성되었다. 1990년대 이후, 비독성의 저가 재료를 사용하여 환경 영향과 비용을 최소화 하려는 노력을 경주하면서 에너지 밀도를 극대화하고, 리튬 삽입과 추출의 유용 범위를 확대하여 용량을 극대화하고 있다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2013.02a
• /
• pp.148-148
• /
• 2013

스퍼터 이온펌프(Sputter Ion Pump)는 주로 화학흡착으로 동작하며 기계적 진동이 없고, 기름 등의 오염 물질을 배출하지 않으며, 수명이 길어 초고청정 진공이 요구되는 표면실험장치, 표면분석계, 입자가속기 등에서 널리 사용 되고 있다. 일정한 지름을 갖는 다수의 원통 양극과 그 양단에 두개의 음극판을 배치시킨 후, 양극과 음극 사이에 수 kV의 전압을 걸고 원통의 축방향으로 자장을 인가하면 페닝 방전이 발생한다. 냉음극에서 방출된 전자는 양극으로 비행하면서 가스를 이온화한다. 이온분자는 가스흡수성 게터재료로 된 음극에 충돌하여 스퍼터링을 일으키며 게터막를 주변에 증착시킨다. 이온 및 중성 가스는 게터 고체막 속에 주입 포획되는 형태로 배기된다. 스퍼터 이온펌프는 $10^{-5}$ Pa 부근에서 최대 배기속도를 가지며, 압력이 낮아질 수록, 특히 $10^{-10}$ Pa영역 이하에서는 그 배기속도가 급격히 저하되며, $10^{-10}$ Pa영역에서는 배기능력을 거의 상실한다. 따라서 스퍼터 이온펌프 단독으로 진공시스템을 배기할 때 도달압력은 $10^{-9}$ Pa 영역에 머무르게 되며, $10^{-10}$ Pa 이하의 극고진공을 얻기 위해서는, $10^{-8}$ Pa 이하의 압력에서 배기 속도가 압력과 무관한 흡착펌프(getter pump)와 이온펌프를 조합하여 사용한다. 본 실험에서는 $600^{\circ}C$ 이상의 온도로 진공로에서 탈개스시킨 진공용기를 배기속도 450, 60, 30, 20, 5, 3 l/s의 6종류의 이온펌프와 배기속도 400 l/s, 100 l/s의 non-evaporable getter (NEG) 펌프를 조합시켜 배기하여 그 배기 특성을 비교하였다. 도달 압력은 이온펌프의 배기속도가 클수록 낮아지는 경향을 보여주었다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하여 배기시킬 때 도달 압력은 ~$2{\times}10^{-10}$ Pa을 기록하여 가장 낮았으며, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합하였을 때는 $ 2{\sim}3{\times}10^{-8}$ Pa을 기록하였다. 450 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG를 조합한 경우 잔류가스의 대부분이 수소였으나, 3 l/s 이온펌프와 400 l/s NEG의 조합한 경우에는 메탄의 잔류량이 수소 보다 많았다. 이 결과는 메탄을 배기하지 못하는 NEG의 배기 특성을 보완하기 위해서는 일정 배기속도 이상의 이온 펌프가 필요함을 보여준다.

• Proceedings of the Korea Air Pollution Research Association Conference
• /
• 2001.11a
• /
• pp.205-206
• /
• 2001

대기중 에어로졸 혹은 미세입자 제조과정에서 생성되는 에어로졸은 전하를 띠게 되는 경우가 많다. 특히 연소공정에서 나오는 배출가스에 포함된 에어로졸은 대부분 하전된 상태로 존재한다. 에어로졸 입자들의 하전량은 응집속도에 영향을 미치게 되고, 결과적으로 입자크기분포의 변화에 큰 변수로 작용하게 된다. (중략)

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
• /
• 2012.02a
• /
• pp.539-539
• /
• 2012

전북대학교 고온플라즈마 응용연구센터는 교육과학기술부 기초연구사업 중 고가연구장비 구축사업의 일환으로, 고 엔탈피, 초음속 유동 환경을 모사하여, 항공우주, 군사기기, 핵융합 분야 등의 고온 재료 개발을 위한 기초 연구 장치로써, 0.4MW급 플라즈마 풍동 장치를 구축하고 있다. 0.4MW 플라즈마 풍동 장치의 플라즈마 발생부는 DC 전원 공급장치와 디스크 형태의 양극과 음극 사이에 동일 형태의 간극을 삽입한 0.4MW급 분절형 아크 플라즈마 토치로 구성되었으며, 토치에서 발생된 아크 플라즈마는 노즐을 통과하며 마하 2~4의 초음속을 나타내도록 설계 제작되었다. 시험 챔버는 노즐에서 나온 초음속 플라즈마의 특성 및 재료 시험을 위한 3차원 이송식 기판이 장착되어 있으며, 고 엔탈피 유동을 관측하기 위한 광학창을 구비하였다. 시험 챔버 하류에는 유동 안정을 위한 디퓨저(diffuser)가 설치되어 있으며, 디퓨저(diffuser)로부터 배출되는 고온가스는 열교환기를 통해 냉각된 후 진공펌프를 통해 대기로 배출되게 된다. 장치의 압력조절을 위하여 $1,000m^3/min$의 용량의 진공펌프 시스템이 설치될 예정이며 가스공급장치, 냉각수 공급장치, 디퓨져, 열교환기는 1MW급 용량으로 설계 제작되었다. 본 장치는 400kW의 전원 공급, 15 g/s의 공기유량 주입 시 약 13 MJ/kg의 고엔탈피를 가진, mach 2~4의 초음속 유동을 나타내는 것을 특징으로 한다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
• /
• v.18 no.3
• /
• pp.121-129
• /
• 2015

The platinum anode for the electrolytic reduction process is generally surrounded by a nonporous ceramic shroud with an open bottom to offer a path for $O_2$ gas produced on the anode surface and prevent the corrosion of the electrolytic reducer. However, the $O^{2-}$ ions generated from the cathode are transported only in a limited fashion through the open bottom of the anode shroud because the nonporous shroud hinders the transport of the $O^{2-}$ ions to the anode surface, which leads to a decrease in the current density and an increase in the operation time of the process. In the present study, we demonstrate the electrolytic reduction of 1 kg-uranium oxide ($UO_2$) using the porous shroud to investigate its long-term stability. The $UO_2$ with the size of 1~4mm and the density of $10.30{\sim}10.41g/cm^3$ was used for the cathode. The platinum and 5-layer STS mesh were used for the anode and its shroud, respectively. After the termination of the electrolytic reduction run in 1.5 wt.% $Li_2O-LiCl$ molten salt, it was revealed that the U metal was successfully converted from the $UO_2$ and the anode and its shroud were used without any significant damage.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.19 no.2
• /
• pp.81-91
• /
• 2010

Plug-in hybrid electric vehicles(PHEVs) are gaining attention over the world due to their abilities to reduce $CO_2$ emission and gasoline/diesel consumption by using electricity from the grid. Lithium ion battery is one of the most suitable candidates as energy storage device for PHEVs applications up to 2030. This review focuses on the present status of lithium ion battery technology, then on comparison of the performance characteristics of the promising cathode materials.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2008.11b
• /
• pp.2198-2203
• /
• 2008

Hydrogen which can be produced through reforming process of hydrocarbon fuel is supplied into anode side of fuel cell system. In the fuel cell, only 70% of hydrogen is consumed through electrochemical reaction and 30% hydrogen passed by as anode off gas. When electrical output of fuel cell is within range of 1.0 to 3.0kW, burner for the reformer uses only anode off gas. And it uses mixture gas of anode off gas and LNG within range of 3.5 to 5.0kW in electrical output. CHEMKIN 4.1 program's Premixed code was used for calculating the properties of each gas. Results show that burning velocity and adiabatic flame temperature are 34.4cm/s, 1681.7K at equivalence ratio 0.8 within range of 1.0kW to 3.0kW and for cases of 3.5kW, 5.0kW, of electrical output, burning velocity and adiabatic flame temperature represent 30.5, 29.8cm/s and 1722.8, 1750K respectively. CO shows the lowest emission index at equivalence ratio 0.8 and NOx reveals the highest emission index at equivalence ratio 1.

• Proceedings of the KSME Conference
• /
• 2008.11b
• /
• pp.2181-2185
• /
• 2008

Fuel processing systems which convert HC fuel into $H_2$ rich gas (such as stream reforming, partial oxidation, auto-thermal reforming) need high temperature environment($600-1000^{\circ}C$). Generally, anode-off gas or mixture of anode-off gas and LNG is used as input gas of fuel reformer. In order to make efficient and low emission burner system for fuel reformer, it is necessary to elucidate the combustion and emission characteristic of fuel reformer burner. The purpose of this study is to develop a porous premixed flat ceramic burner that can be used for 1-5kW fuel cell reformer. Ceramic burner experiments using natural gas, hydrogen gas, anode off gas were carried out respectively to investigate the flame characteristics by heating capacity and equivalence ratio. Results show that the stable flat flames can be established for natural gas, hydrogen gas, anode off gas and mixture of natural & anode off gas as reformer fuel. For all of fuels, their burning velocities become smaller as the equivalence ratio goes to the lean mixture ratio, and a lift-off occurs at lean limit. Flame length in hydrogen and anode off gas became longer with increasing the heat capacity.

• Journal of Energy Engineering
• /
• v.20 no.2
• /
• pp.109-122
• /
• 2011

The production capacity of EV models should be sufficient to achieve the goal of one million EVs by 2015. Large-Format lithium-ion battery are expected to find a prominent role as ideal electrochemical storage systems in traction power train for sustainable vehicles such as all-electric vehicles. This review focuses first on the present status of production lithium-ion battery technology and cooperative relations of between battery and EV makers, then on its near future development.

• Resources Recycling
• /
• v.31 no.4
• /
• pp.26-33
• /
• 2022

Owing to the demand for lithium-ion batteries, the recovery of valuable metals from waste lithium-ion batteries is required in future. A pyrometallurgical treatment is appropriate for recycling a large number of waste lithium-ion batteries, but Li loss to slag and dust present a significant challenge. This research investigated carbonation roasting and water leaching behaviors in Li-ion batteries by graphite addition to recover Li from the NCM-based cathode materials of waste Li-ion batteries. When 10 wt% of graphite was added, CO and CO₂ gases were emitted with a rapid weight reduction at apporoximately 850 K, when heated in Ar and CO₂ atmosphere. After the rapid weight reduction, NCM was decomposed and reduced to metal oxides and pure metals. In the carbonation roasting of black powder (NCM+graphite), O₂ is generated via the decomposition of NCM, and an oxides, such as Li₂O and NiO were were also generated. Subsequently, Li₂O reacts with CO₂ to generate Li₂CO₃, and a part of NiO was reduced by graphite to produce metal Ni. In addition, up to 94.5 % Li₂CO₃ with ~99.95 % purity was recovered via water leaching after carbonation roasting.