• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제4회(2015년)
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• pp.83-90
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• 2015

본 연구에서는 Poisson-Nernst-Plank (PNP) 식의 해를 구할 수 있는 Edison web-based Poisson-Nernst-Plank (EPNP) Solver를 이용하여 나노포어의 이온선택성 및 박막의 유전율, 그리고 이온 농도가 이온 전류와 이온전도도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 계산 결과로부터 나노포어의 이온선택성에 의해 양이온이 이온전류에 미치는 영향이 매우 크며, top buffer와 bottom buffer의 농도가 증가할수록 이온 전도도 (ion conductance)가 비선형적으로 증가함을 알 수 있었다. top buffer와 bottom buffer 간에 농도 차가 있을 때는 농도 차와 나노포어의 이온선택성에 의해 형성되는 Nernst 전위의 영향으로 I-V 곡선이 비대칭적 형태임을 알 수 있었다. 또한, 나노포어의 상대 유전율을 증가시킬 때 I-V 곡선에서의 양이온 전류는 감소했지만 음이온의 전류는 증가하는 경향을 보였다. 이는 나노포어 내에 배열된 쌍극자에 의한 영향과 전하를 가진 입자가 유전경계 (dielectric boundary)에 접근하면서 형성되는 상전하에 의한 영향이 동시에 존재하기 때문임을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제17권2호
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• pp.94-102
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• 2014

바나듐 레독스 흐름 전지 (Vanadium redox flow battery, VRB) 시스템 운전 중 양이온 교환막을 통한 바나듐이온의 투과로 인하여 성능이 저하되는 문제점을 보완하기 위해 판상형태의 탄소물질인 산화그라핀 (Graphene Oxide, GO)을 기존에 사용하였던 양이온 교환막인 Nafion 양이온 교환막 표면에 열압착 방식으로 코팅하여 양이온 교환막 개선 및 VRB 성능 향상을 도모하였다. 개선된 양이온 교환막의 물리화학적 특성분석을 위하여 SEM (Scanning Electron Microscopy)분석, 이온 교환 용량, 수분 흡수 및 수소이온 전도도를 측정하였다. 산화그라핀층을 코팅한 결과, SEM 분석을 통해 양이온 교환막 표면에 약 $0.93{\mu}m$의 산화그라핀층이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 산화그라핀을 코팅하여 개선된 양이온 교환막의 수소이온 전도도 측정 결과, 상용 양이온 교환막의 27% 수준으로 감소하였음을 확인하였으며, 동시에 바나듐이온 투과실험을 실시한 결과, 개선된 양이온 교환막의 바나듐이온 투과도가 기존 상용 양이온 교환막의 25% 이하 수준으로 감소하였음을 확인할 수 있었다. VRB 단위전지 성능실험을 실시하여 충-방전 특성을 분석한 결과, 산화그라핀을 코팅하여 개선된 양이온 교환막을 VRB 시스템에 적용하였을 경우, 바나듐이온의 투과도 감소로 인하여 쿨롱효율이 증가하였음을 확인할 수 있었고, 그로 인하여 전체적인 에너지효율이 상용막을 적용하였을 때 보다 증가하였음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 연구를 통해 양이온 교환막 표면에 판상형태의 탄소물질인 산화그라핀을 코팅하는 방법이 바나듐이온 투과도를 저하시키고 VRB의 시스템성능을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법임을 제시할 수 있었다.

• Journal of Astronomy and Space Sciences
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• 제19권4호
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• pp.243-254
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• 2002

Sondrestrom 비간섭 산란 레이더로부터 구한 전자밀도분포를 이용하여, 전리층의 전기전도도를 추정할때 야기되는 불확실성들을 검토하였다. 첫째, 실제로 관측된 전자밀도와 전자와 양이온의 온도차이 및 Debye length효과를 보정한 전자밀도를 사용했을 경우에 야기되는 전리층 전기전도도의 차이점을 비교하였다. 보정한 전자밀도로부터 추정된 전기전도도는 실측 전자밀도를 사용했을 때 보다 큰 값을 나타내었다. 둘째, 전기전도도 추정에 이용되는 전자-중성대기 및 양이 온-중성대기의 충돌빈도모델에 따른 차이점도 비교해 보았다. 약 110km 이하의 고도에서는 전기전도도가 충돌빈도모델에 크게 의존하지 않았지만, 약 110km 이상의 고도에서는 이용된 모델에 따라 전기전도도의 값이 달랐다. 셋째, 전자 및 양이온의 부정확한 온도측정이 전기전도도의 추정에 미치는 영향을 알아보았다. 전자 및 양이온의 온도측정에 약 10% 이내의 오차가 포함된 경우가 전기전도도의 계산에는 큰 영향을 미치지 않았다. 마지막으로, 고도 적분된 전기전도도의 추정시 적용되는 적분 구간에 대해서도 검토해 본 결과, Hall 및 Pedersen 전기전도도의 값이 각각 하부 및 상부 적분 고도의 선택에 매우 민감하다는 것이 밝혀졌다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.144-149
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• 2005

Poly(ether ether ketone)을 설폰화시킨 후 poly(ether sulfone) (PES)과 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드 막을 제조하였고, 직접메탄올 연료전지(DMFC; Direct Methanol Fuel Cell)용 고분자 전해질 막으로의 응용 가능성을 살펴보기 위하여 조성의 변화에 따른 메탄올 투과도, 수소 이온 전도도, 이온 교환 용량, 그리고 함수율의 변화를 살펴보았다. Sulfonated poly(ether ether ketone) (SPEEK)의 경우 수소 이온 전도도는 비교적 우수하였으나 메탄올 투과도 역시 비교적 높았다. 그러나, PES의 양이 증가함에 따라 수소 이온 전도도보다 메탄올 투과도가 급격히 감소하여서 PES의 양이 40%일 때 가장 좋은 선택성을 나타내었다.

• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.102-107
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• 2016

본 연구에서는 동역학적 격자기반 대정준 Monte Carlo (Kinetic Lattice Grand Canonical Monte Carlo, KLGCMC) 모의실험 방법을 이용하여 비정상 몰분율 효과 (Anomalous mole fraction effect)에 대해서 알아보고자 하였다. 이를 위해 양이온 선택성을 가진 이온채널 모델에서 $NH_4{^+}$와 $Rb^+$의 혼합물에 대하여 몰분율의 변화에 따른 이온전도도를 KLGCMC 모의실험을 이용하여 계산하고, 이를 평균장 이론인 Poisson-Nernst-Planck (PNP)의 결과와 비교해 봄으로써 비정상 몰분율 효과에 대하여 심도 있게 이해하고자 하였다. 본 연구 결과로부터 비정상 몰분율 효과는 이온채널의 이온 선택성에 의해서 발생함을 확인할 수 있었다. 즉, 두 종류 이상의 이온들이 채널 내부로 이동할 때, 이온채널의 이온 선택성에 의해서 각 이온들과 채널 간에 서로 상이한 상호작용을 하게 되고, 이로 인해서 이온 혼합물 조성의 변화, 즉 몰분율의 변화에 대해서 이온 전류가 선형적이 아닌 비선형적으로 변하게 됨을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.44-48
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• 2004

수표면을 전극으로 사용한 무성방전형 오존발생기를 제안하고 수중의 전도도 변화가 수표면 방전에 미치는 영향을 실험적으로 조사하였다. 수표면 방전에 중요한 영향을 줄 수 있는 요소로 방전공간내의 이온과 수중의 이온 및 극성분자등이 있다. 본 연구에서는 전도도를 변화시켜 수중에 존재하는 이온의 수를 조절함으로써 방전특성을 변화시키고자 하였다. 이를 위해 증류수내에 각각 다른양의 NaCl을 투입함으로써 전도도를 변화시켰고 이때의 전류-전압특성과 오존발생특성을 비교 조사하였다. 결과적으로 순수한 증류수를 사용한 경우보다 NaCl을 투입한 경우 안정된 방전을 발생시킬 수 있었고 투입하는 NaCl의 양을 늘여감에 따라 방전개시전압을 낮출 수 있었다.

• 한국재료학회지
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• 제2권3호
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• pp.207-212
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• 1992

과잉의 CaO와 $TiO_2$를 각각 포함한 $CaTiO_3$의 결함구조를 평형상태의 전기전도도를 $85O^{\circ}C$와 $1050^{\circ}C$사이에서 산소분압의 함수로 측정하여 연구하였다. 과잉의 CaO는 A site와 B site에 나누어져서 용해되어 $Ca_{Ti}$"와 Vo", 결함을 생성하였으며, 과잉의 $TiO_2$는 $V_{Ca}$"과 Vo"을 생성했다. 평형상태의 전기전도도는 CaO 용해도 5000ppm과 $TiO_2$ 용해도 2000ppm을 각각 나타냈다. 과잉의 양이온에 의하여 생성된 산소공공은 이온전도를 하여 넓은 영역의 산소 분압에 무관한 전도도 최소값을 보였으며, 반대로 대전된 음이온 결함과 결함쌍은 관찰되지 않았다.온 결함과 결함쌍은 관찰되지 않았다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.192.1-192.1
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• 2013

본 연구는 기존의 Sputtering 방식에 Modulation 방식을 적용한 Modulated Sputtering System (MSS)에 관한 특성 관찰과 이를 이용한 박막 증착 및 분석에 관한 내용이다. MSS에 인가하는 전압은 pulse on 시간동안 타겟에 음의 전압이 인가되어 sputtering에 의한 박막이 증착되고, pulse off 시간동안에는 양의 전압을 인가하여 증착된 박막에 양이온을 입사시켜 에너지 전달에 의한 박막의 특성을 향상시키고 자한다. MSS에 인가되는 전압과 주파수, 그리고 펄스폭을 변화시키며 전압과 전류, 그리고 기판에 입사하는 이온에너지 특성을 관찰하였다. 또한 MSS를 이용하여 티타늄(Ti), 탄소(C), 알루미늄이 도핑된 산화아연(AZO) 박막을 증착하였다. 증착된 박막은 a-step, SEM, XRD, AFM, 4 point probe를 이용하여 박막의 두께, 결정성장면, 표면 거칠기, 비저항 등을 분석하였다. Ti 박막에서는 기판에 입사되는 양이온의 에너지가 증가함에 따라 결정 방위면이 (002)에서 (001)로 변화함을 확인하였고 탄소 박막과 AZO 박막의 경우에는 기판에 입사되는 양이온의 에너지 변화에 따라 박막의 전도도를 조절할 수 있음을 확인하였다.

• 멤브레인
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• 제13권1호
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• pp.47-53
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• 2003

Poly(ether ether ketone)(PEEK)를 황산을 사용하여 설폰화시킨 후 폴리설폰과 다양한 조성으로 혼합하여 블렌드 고분자 전해질 막을 제조하였고 조성의 변화에 따른 메탄을 투과도, 수소이온전도도, 그리고 이온교환용량의 변화를 측정하였다. 폴리설폰의 경우 이온전도도는 낮은 반면에 메탄올에 대한 저항은 우수하였다. 그러나, 설폰화된 PEEK의 양이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 수소이온전도도가 함께 증가하였다. 이온전도도와 메탄을 투과도의 비로부터 폴리설폰의 양이 20%일 때 가장 좋은 선택성을 가지는 것을 알 수 있었다.

• 한국세라믹학회지
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• 제25권3호
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• pp.243-250
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• 1988

전자 전도체 이온 결합 화합물, $A_{1-\delta}O_\mu$에서 전자의 흐름과 이온의 흐름 사이에서 일어나는 간섭 현상을 비가역 열역학적으로 분석하였다. 이 계를 가역 전극 사이에 두고 전기를 흘리면 주된 전하 나르게인 전자의 흐름에 의하여 잘 움직이는 양이온 빈자리들의 알짜 흐름이 유발되며, 이 반자리의 흐름은 Fick 좌표계를 실험실 좌표계에 대하여 상대적으로 움직이게 한다는 것이 드러났다. 따라서 이 상대속도는 전자와 이온의 흐름간 간섭효과의 크기와 방향을 결정하는 양이온 유효전하의 척도가 되는 것이다. 이 상대속도를 측정하는 두 가지의 실험을 고안하였다.