• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권1호
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• pp.39-44
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• 2023

본 연구에서는 습식 분극을 통하여 Si 다결정의 입자 크기를 조절을 하였으며, 입자 크기에 따른 Si 음극활물질의 용량 및 수명 특성 변화를 관찰하였다. 진동밀로 분쇄한 Si 입자를 습식법으로 분급한 시료의 입도를 분석한 결과 Si의 불균일한 입자 분포가 균일하게 조절이 되었다. Si를 24시간 분급한 시료의 d₅₀이 0.50 ㎛로 감소하였다. 전기화학적 특성 분석 결과, 입자 크기의 감소로 인하여 전극 내의 저항을 나타내는 R_ct 값이 현저하게 줄어들었다.분급하지 않은 Si 시료는 첫 사이클에서 2,869 mAh/g의 방전용량을 나타내었고, 100 사이클 후에는 85.7 mAh/g으로 방전용량이 감소하였다. Si를 24시간 분급한 시료의 경우에 초기에는 3,394 mAh/g의 용량을 보였으며, 100사이클 후에는 1,726 mAh/g의 용량을 유지하였다. 결과적으로 Si 입자의 크기가 감소할수록 방전용량이 증가하였으며, 사이클 수명도 증가하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.30.2-30.2
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• 2011

나노 채널 구조는 반응 물질의 빠른 확산 경로를 제공하고, 넓은 반응 활성화 면적을 가지므로, 센서, 촉매, 전지 등의 다양한 기능성 전기 화학 소자용 고효율 전극 구조로서 관심을 받고 있다. 최근 양극 산화법을 이용하여, 자가 배열된 나노 채널 구조의 주석 산화물을 형성시키는 연구가 진행되고 있다. 그러나, 기재위에 도금된 주석 박막이 양극 산화에 의해 산화물로 변화하는 과정에서 내부 균열 및 표면 기공의 막힘 현상이 관찰되고, 기재 위 주석의 산화가 완료되는 시점에서는 기재의 산화 및 산소 발생에 의한 기계적 충격 등으로 인해 산화물이 기재로부터 탈리되는 문제가 발생하여, 그 응용 연구가 크게 제한되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 다공성 주석 산화물 합성 시의 구조적 결함이 나타나는 이유에 대해 체계적으로 분석하고, 이를 바탕으로 결함이 없는 나노 채널 주석 산화물을 제조하는 방법을 제시하였다. 또한, 주석 산화물 박막을 기능성 전기화학 소자용 전극 활물질, 특히 리튬 전지용 음극재료로 사용하기 위한 효과적인 전극 제조 방법에 대해 논의하고, 그에 따라 제조된 전극의 충방전 용량, 사이클링 안정성 등을 제시하였다.

• 한국진공학회지
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• 제1권2호
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• pp.291-297
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• 1992

알루미늄 박막 stripe에 d.c. 전류를 인가하여 electromigration에 의한 결함을 분 석하였다. 6 $\times$ 10-8Torr의 진공동에서 전자빔 증착기를 사용하여 현미경을 유리기판에 $1000AA$의 두께로 알루미늄 박막을 증착하였다. Al/glass 박막의 초기 비저항은 2.7 $\pm$ 0.15($\mu$$\Omega$cm)이였다. 알루미늄 stripe에 electromigration에 의해 양극쪽에 물질 축적영역 (hillocks)과 음극쪽에는 물질 고갈영역(voids)이 형성되었다. SEM, EDAX와 Optical microscope로 hillocks과 voids를 분석하였다. 또한 결함에 대한 SiO2 보호막효과에 대하여 도 분석하였으며, SiO2 보호막에 의하여 Al 박막의 신뢰성은 향상되었다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 Techno-Fair 및 합동춘계학술대회 논문집 전기물성,응용부문
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• pp.181-182
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• 2008

고 효율의 유기 발광 소자 개발을 위해 무엇보다 발광 소자의 각층의 에너지 대 구조를 고려한 구조 개선과 새로운 유기물질 합성을 통해 구동전압을 낮춤으로써 전력효율을 높이고, 소모 전력을 낮추며, 수명을 증가시킬 수 있어, 많은 연구자들이 유기 발광 소자의 효율을 향상시키기 위해 다양한 노력들을 시도하고 있다. 본 연구에서는 고 효율화를 위한 방법으로 유기 발광 소자에 있어서 전자주입에 필요한 전압을 낮추고 전자 주입을 촉진시키기 위하여 발광물질의 LUMO(LOWEST UNOCCUPIED MOLECULAR ORBITAL) 준위와 음극 금속의 페르미 준위를 고려하여 전자 주입시 전위 장벽을 낮출 수 있는 에너지 대 구조를 가진 전자 주입 층을 검토하였고, 정공 주입을 촉진시키기 위하여 양극 금속의 페르미 에너지 준위와 발광 층의 HOMO(HIGHEST OCCUPIED MOLECULAR ORBITAL) 준위를 고려하여 정공 주입시 전위장벽을 낮출 수 있는 적절한 에너지 대 구조를 가진 정공 주입 층에 대하여 고찰하였다.

• 전기의세계
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• 제24권6호
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• pp.39-44
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• 1975

발광반도체로 사용하는 재료는 주로 화합물반도체로 최근 주입형 발광 다이오드가 미소 전력으로 동작하고 수명이 길명 신뢰성이 높다는 장점때문에 실용화가 급진전되었다. 이중 GaAs를 사용한 적외발광 다이오드는 비교적 일찍 부터 개발되어 각종 발광소자와 조합하여 이용되었고 더욱 기술의 개발로 GaP, GaAl$_{1-x}$ Asx GaAsrxPx를 사용한 적외발광 다이오드를 중심으로 표시광원이나 수자, 문자 표시 소자로서 이미 양산화 단계를 이루어 다방면에 실용화가 이룩되고 있다. 또 최근 보다 많은 정보를 표시하기 위하여 적색 이외 가시다이오드의 개발이 요망되고 Gap, SiC, NaN등의 녹색발의 실현이 주목되고 있다. 이와같이 전기 에너지가 광에너지로 변환되는 것은 첫째 물질을 고온으로 가열할 때 그 물질에서 발생하는 열복사로서 전구 SiC에서 나오는 광이 이에 속하고 둘째로 아아크 방전, 그로우 방전을 이용한 영사기의 광원을 들 수 있고 셋째 루미네선스로 음극 루미네선스와 광루미네선스 및 EL 루미네선스 등이 있다. EL. 루미네선스도 전기에너지를 광에너지로 직접변환 하므로 변환효율이 높은 것이 특징으로 여기서는 EL 루미네선스에 관해 논하기로 한다.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.543-548
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• 2015

리튬이온 전지용 음극소재의 용량 및 사이클 성능을 향상시키기 위해서 Si/C/CNF 합성물의 특성이 조사되었다. 제조과정으로는 SBA-15를 합성하고 볼밀링을 이용한 마그네슘환원을 통해 Si/MgO를 얻은 다음, Phenolic resin과 CNF를 이용해 탄화과정을 거쳐 최종적으로 산처리하여 Si/C/CNF 활물질을 합성하였다. 합성된 Si/C/CNF는 BET, XRD, FE-SEM 그리고 TGA를 이용하여 분석하였다. $50^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$까지 온도에 따라 SBA-15를 합성한 결과 $60^{\circ}C$에서 가장 큰 비표면적을 갖는 결과를 얻었다. 또한 LiPF6 (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해질을 사용하여, 충방전, 사이클, CV와 임피던스 등과 같은 전기화학적 테스트를 수행하여 Si/C/CNF 전극의 이차전지 음극활물질로서 성능을 조사하였다. Si/C/CNF (Si : CNF = 97 : 3 중량비)를 이용한 전지의 용량은 1,947 mAh/g으로 다른 합성물보다 우수한 결과를 보였다. CNF 첨가량이 3 wt%에서 11 wt%로 증가함에 따라 용량 보존율이 84~77%로 안정성이 감소되었다. Si/C/CNF 합성소재 전극이 이차전지의 사이클 성능과 전기전도도를 개선할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제2권3호
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• pp.134-137
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• 1999

Penol-formaldehyde의 열처리에 의해 제조된 polyacenic semiconductor material(PAS) 전극은 유용한 전극중의 하나이다. 리튬 충전지의 음극물질로서 무정형 탄소재료들은 그들의 높은 전기 화학적 성능과 수명 때문에 활발히 연구되어 왔다. 탄소재료들은 Li 전극에 있어서 가장 중요한 문제중의 하나인 Li dendrite의 형성을 초래하지 않는다. PAS는 Li cluster의 해방 없이 $C_2Li$상태로의 높은 Li-doped를 보이는 상대적으로 낮은 온도$(550\~750^{\circ}C)$에서 페놀 레진으로 부터 제조되었다. 우리는 다양한 온도에서 PAS를 제조하고 제조된 시료의 전기 화학적 성질들에 관해 연구를 했다. 우리는 $0.24\~0.4$범위인 [H]/[C]몰비를 변화시키려 노력했다. PAS의 전기화학적 성질을 고려할 때, PAS재료는 고분자전지의 전극에 적합한 물질이다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.138-138
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• 2018

선박을 통한 해상수송은 세계 무역의 80% 이상을 차지하고 있으며, 대부분의 선박은 저질중유의 연소로부터 추진력을 발생시키는 디젤 엔진을 원동력으로 사용하고 있다. 이러한 디젤 엔진은 연소의 부산물로 매년 백만 톤 이상의 오염물질을 방출하는데, 그 주성분은 탄소로 이루어져 있고 고온 열분해 또는 압축 점화 엔진의 작동 부산물들이 소량 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 선박으로부터 배출된 폐 수트를 리튬이온전지용 도전재로 활용하기 위한 독특한 방법이 제안되었다. 실험에 사용된 폐 수트는 운항중인 컨테이너선으로부터 수집되었으며, 수집된 폐 수트는 탄소 성분 이외의 불순물을 제거하고 흑연화 정도를 개선시키기 위해 $2,000^{\circ}C$로 열처리되었다. 열처리된 폐 수트의 모폴로지를 확인하기 위해 투과전자현미경을 이용하여 그 형상을 관찰하였으며, 이를 통해 폐 수트의 일차 입자는 지름이 약 70-100 nm 정도인 양파껍질 모양의 탄소(carbon nano-onion)로 형성된다는 것이 확인되었다. 또한, XRD, RAMAN 분광법 및 BET 분석 결과를 통해, 열처리된 폐 수트가 결정성이 있는 흑연으로 재형성되었으며 비표면적은 일반적으로 사용되는 활물질에 비해 약간 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 특성은 리튬이온전지용 도전재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었고, 이는 전기화학적 정전류 충전 및 방전 테스트를 통해 그 성능이 확인되었다. 일반적으로 사용되는 도전재의 테스트 결과와 폐 수트를 도전재로 사용한 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 이상의 실험 결과들을 미루어 볼 때, 선박으로부터 배출된 폐 수트가 리튬전지용 음극 활물질 및 도전재로 재활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
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• 한국산학기술학회 2010년도 춘계학술발표논문집 1부
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• pp.363-365
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• 2010

고분자 발광다이오드(polymer light emitting diode, PLED)는 초박막화, 초경량화가 가능하며 간단한 용액공정 으로 향후 휨성(flexible) 디스플레이로의 응용이 가능할 것으로 기대되고 있다. 본 연구에서는 녹색 고분자 유기 발광다이오드를 제작하고, 효율을 향상 시키고자 이중 발광층을 두어 전기 광학적 특성을 평가하였다. ITO/Glass기판 위에 정공주입층으로 PEDOT:PSS [poly(3,4-ethylenedio xythiophene):poly(styrene sulfolnate)]를 발광물질로는 형광 발광물질인 PVK(poly-vinylcarbazole)와 인광 발광 물질인 Ir(ppy)$_3$[tris(2-phenylpyridine) iridium(III)]를 각각 host와 dopant로 사용하였다. 정공 차단층 및 전자 수송층 두 개의 역할로 사용 가능한 TPBI(1,3,5-tris(2-N-phenylbenzimidazolyl) benzene)를 진공 열증착법으로 막을 형성하였다. 전자주입층으로 LiF(lithium flouride)와 음극으로 Al(aluminum)을 증착하여 최종적으로 ITO/PEDOT:PSS/PVK:Ir(ppy)$_3$/TPBI/LiF/Al 구조를 갖는 녹색 형광:인광 혼합 유기 발광 다이오드를 제작하였다.

• 공업화학전망
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• 제23권1호
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• pp.3-17
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• 2020

리튬이온전지(LIB)는 기존의 다른 이차전지와 다른 확실한 몇 가지 장점이 있다. 높은 작동 전압과 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 그리고 낮은 자체 방전 속도이다. 이러한 장점으로 모바일 제품에서부터 전기 자동차(battery electric vehicle, BEV), 최근에는 전기저장장치(energy storage system, ESS)까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용 범위가 증가함에 따라 높은 안정성을 가지며 더 큰 에너지 용량을 나타내는 리튬이온전지에 대한 요구가 점점 더 커지게 되었다. 리튬이온전지의 용량 증가는 전지의 설계보다는 양극 및 음극 재료, 분리막 및 전해질과 같은 주요 전지 재료의 기술적 진보에 달려 있다. 주요 전지 소재 중에 전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 전지 반응에 의한 과전압과 가격이 가장 비싼 양극이다. 본 기획 특집에서는 리튬이차전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 양극 물질의 종류와 향후 연구동향에 대해서 소개하고자 한다. 양극 물질의 발전 방향, 안정성과 용량 증대를 위해서 최근 연구되고 있는 방향에 대해서 자세하게 소개한다.