• Title/Summary/Keyword: 음극재

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표면처리후 탄소나노튜브 캐소드의 전계방출 특성에 미치는 재 열처리에 관한 연구

  • Ha, Sang-Hun;Jeong, Dae-Hwa;Kim, Hoe-Bong;Jo, Yeong-Rae
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2009.05a
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    • pp.32.2-32.2
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    • 2009
  • 높은 효율성을 가지는 전계방출 디스플레이(field emission displays)를 개발하기 위해 탄소나노튜브 음극소자 (CNT cathodes)의 표면처리에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 열처리가 끝난 탄소나노튜브 음극소자(CNT cathodes)의 표면에는 유기성 바인더들이 타면서 잔여물들이 생성되게 되는데 이러한 잔여물들은 전계방출을 하는데 있어서 방해요소가 된다. 전계방출이 용이하게 하기 위해서는 이러한 잔여물들을 효과적으로 제거해 주어야한다. 표면처리의 방법으로는 여러 가지가 존재하는데 그중에서 테이핑 방법을 이용한 표면처리는 열처리 후에 남은 잔여물들을 제거하면서 CNTs를 돌출시키는 효율적인 방법이다. 하지만 이러한 테이핑 방법으로도 완벽하게 잔여물을 제거하기란 쉽지 않다. 본 연구는 첫 번째 열처리가 끝난 시편을 테이핑 방법을 이용하여 표면 처리를 실시하고 그것으로 끝나는 것이 아니라 표면처리가 끝난 시편에 두 번째 열처리를 실시하여 탄소나노튜브 음극소자(CNT cathodes)에 남아있는 잔여물들을 좀 더 효과적으로 제거해 주는데 그 목적이 있다. 재열처리시 온도는 $330^{\circ}C$ ~ $420^{\circ}C$까지 $30^{\circ}C$의 차이를 주어 4단계에 걸쳐 실험을 실시하였고 재열저리를 하기전과 재열처리를 실행한 후의 전류밀도의 차이를 관찰하여 효과적으로 잔여물들이 제거되었는지에 대해서 알아보았다. 재열처리를 실행하였을 때 재열처리를 하기 전에 비하여 전류밀도에서 우월하였으며 $360^{\circ}C$ 부근에서 가장 많은 차이를 보였다.

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Preparation of binder-free IrO2-RuO2/TiO2 nanotube electrode for DSA application. (DSA 활용을 위한 바인더를 사용하지 않은 IrO2-RuO2/TiO2 나노튜브 전극 제조)

  • Yu, Hyeon-Seok;Choe, Jin-Seop
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 2018.06a
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    • pp.28-28
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    • 2018
  • 수전해(electrochemical water splitting)는 연료전지의 가역적 역반응을 이용하여 물로부터 수소와 산소를 발생시키는 기술이다. 산소는 음극에서 발생하는데, 이 때 음극 표면은 고농도의 산소 음이온 및 라디칼에 장시간 노출된다. 때문에 기계적, 화학적 내구성이 우수한 전극재를 사용할 필요가 있다. 불용성 전극 (dimensionally stable anode, DSA)은 이러한 기술적 요구사항을 잘 만족하는 상용화 된 전극이다. 티타늄이나 티타늄 합금 표면에 촉매를 미량 반복 살포하여 산화물 형태의 매우 견고한 표면을 형성함으로서 내구성을 확보한다. 그러나, 보통 DSA 제조 기법의 특징에 따라 다공성 표면 구조를 사용하지는 않기 때문에 생산 과정이 복잡하고 비용이 많이 발생하는 문제를 여전히 나타내고 있다. 본 연구는 상기 문제를 개선하기 위한 수전해용 음극 제조 기술에 관한 연구이다. 티타늄과 티타늄 합금은 동일한 양극산화 기술 적용이 가능하다는 점을 이용하여 티타늄 기판으로부터 다공성 구조를 형성함으로써 바인더의 사용을 배제하였다. 단일공정양극산화기법 (single-step anodization)을 이용하여 $IrO_2$$RuO_2$를 도핑함으로써 TiO2에 촉매능을 부여하였다. 제조된 나노튜브들의 구조적 특징을 HR-TEM (High-resolution transmission electron microscope)과 FE-SEM (Field-emission scanning electron microscope)으로 분석하고 SAED (selective area electron diffraction) 패턴을 분석하여 전극재의 결정성을 확인하였다. 알칼라인 분위기에서 일으킨 산소발생반응 (oxygen evolution reaction, OER)의 LSV (linear sweep voltammetry) 결과를 XPS (X-ray photoelectron microscoscopy) 결과와 연관지어 촉매 표면 구조와 과전압의 관계를 해석하였다. LSV 결과로부터 Tafel 분석을 연달아 수행함으로써 전극의 속도결정단계를 정의하였다. 최종적으로 사이클 테스트 통하여 DSA로써의 성능을 평가하였다.

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Fundamental Study on the Strength and Heat Transferring Charcteristic of Cement Composite with Waste CNT (폐CNT를 혼입한 시멘트 복합체의 강도 및 열전달 특성에 대한 기초적 연구)

  • Koo, Hounchul;Kim, Woon-Hak;Oh, Hongseob
    • Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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    • v.10 no.1
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    • pp.66-73
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    • 2022
  • The purpose of this study was to develop self-heating concrete by utilizing the conduction resistance of concrete in order to reduce the risk of occurrence of black ice in the concrete pavement in winter and to prevent damage caused by freez-thawing effect. For this purpose, it was attempted to evaluate the strength and temperature exothermic characteristics using powder and liquid waste CNTs and a waste cathode agent as a conduction promotion. It was analyzed that liquid waste CNT had an effective dispersion degree in the mortar and a small decrease in strength occurred. In addition, DC 24 V was supplied by applying steel mesh, copper foil and copper wire to the mortar as electrodes, and the temperature change characteristics according to the mixing ratio of spent CNTs, anodes and carbon fibers were evaluated. In addition, by evaluating the temperature characteristics according to the electrode spacing from the selected optimal mixture, it was confirmed that it had sufficient heating characteristics up to an electrode spacing of 100 mm up to AC 50 V.

Electrochemical Properties of SiOx Anodes with Conductive Agents for Li Ion Batteries (도전재 종류에 따른 리튬이차전지 음극재 SiOx의 전기화학적 특성)

  • Yun, Ji-Su;Jang, Boyun;Kim, Sung-Soo;Kim, Hyang-Yeon
    • Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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    • v.32 no.3
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    • pp.179-186
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    • 2019
  • This work investigated the effects of different conductive agents on the electrochemical properties of anodes. SiOx possesses high theoretical capacity and shows excellent cycle performance; however, the low initial coulombic efficiency and poor electrical conductivity limit its applications in real batteries. In this study, electrodes were fabricated using two different conductive agents, and the resulting physical and electrochemical properties were analyzed. SEM observations confirmed the formation of a CNT conductive network throughout the electrodes, while the electrical conductivity contributed to the electrode was confirmed by impedance measurements. Thus, the electrode fabricated with the CNT conductive agent showed greater capacity and superior cycle performance than did the electrode fabricated using the DB conductive agent.

The Development of U-recovery by Continuous Electrorefining (연속식 전해정련에 의한 우라늄 회수기술 개발)

  • Kim, Jeong-Guk;Park, Sung-Bin;Hwang, Sung-Chan;Kang, Young-Ho;Lee, Sung-Jai;Lee, Han-Soo
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.8 no.1
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    • pp.71-76
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    • 2010
  • The electrorefining process, one of main processes which are composed of pyroprocess to recover the useful elements from spent fuel, and the domestic development of electrorefiner have been reviewed. The electrorefiner is composed of an anode basket containing reduced spent fuel such as uranium, transuranic and rare earth elements, and a solid cathode, which are in LiCl-KCl eutectic electrolyte. Oxidation (dissolution) reaction occurs on the anode and a pure uranium is electrochemically reduced (deposited) on the solid cathode. By application of graphite cathode, which has a self-scrapping characteristics for the uranium deposits, and a recovery of the fallen deposits by a screw conveyer, a high-throughput continuous electrorefiner with a capacity of 20 kgU/day has been developed.

Synthesis and electrochemical properties of cobalt sulfide-graphene oxide nanocomposites by hydrothermal method (수열합성법을 이용한 코발트 황화물-산화그래핀 나노복합체 제조 및 전기화학적 특성 연구)

  • Su Hwan Jeong;Joo-Hyung Kim
    • Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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    • v.33 no.6
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    • pp.203-209
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    • 2023
  • Cobalt sulfide nanocomposites were synthesized through a simple hydrothermal method as anode materials for sodium ion batteries (SIBs). In this work, a cobalt sulfide nanoparticle (CoS-NF) and a cobalt sulfide nanocomposite integrated with reduced graphene oxide (CoS@G-NC) were fabricated for electrochemical energy storage performance of battery. The as-prepared CoS@G-NC electrode exhibited reversible and stable cycle performance (62 % after 30 cycles at current density of 200 mA g-1). The improved electrochemical property was attributed to the small grain growth and uniform distribution of cobalt sulfide during synthesis, which maximized the diffusion pathway for sodium ions and effectively suppressed the delamination and volume expansion of cobalt sulfide during the conversion reaction. The results provide promising anode materials for next-generation SIBs.

의역시공관(醫易時空觀)의 현대자연과학적 의의

  • Jeong, Chang-Hyeon
    • Journal of Korean Medical classics
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    • v.18 no.3 s.30
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    • pp.9-16
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    • 2005
  • 종의역학적각도간(從醫易學的角度看), 우주적팽창일수축반복가설부합음양소장과정. 우주팽창시(宇宙的膨是)‘양생음장(陽生陰長)’, ‘양성음쇠(陽盛陰衰)’적과정(的過程) ; 우주수축시(宇宙收縮是)‘양살음장(陽殺陰藏)’, ‘음성양쇠(陰盛陽衰)’적과정(的過程). 종수축도팽창(從收縮到膨脹), 종팽창도수축(從膨脹到收縮), 기전환점시양극혹음극적상태(其轉換點是陽極或陰極的狀態), 응용(應用)’음극변양(陰極變陽), 양극변음(陽極變陰)‘적음양극변원리(的陰陽極變原理). ${\lceil}$내경(內經)${\rfloor}$인위물질화시공(認爲物質和時空), 시간화공간본질상시일치적(時間和空間本質上是一致的), 도시종기파생출래적(都是從氣派生出來的). ${\lceil}$내경(內經)${\rfloor}$이경인식도료시공적통일성화상대성(已經認識到了時空的統一性和相對性). 저여애인사탄상대론적시공관유상동지처(這與愛因斯坦相對論的時空觀有相同之處). 서방과학적시공관시통과대물질실체이급물질상호관계적관찰이형성적물리시공관(西方科學的時空觀是通過對物質實體以及物質相互關係的觀察而形成的物理時空觀) ; 의역시공관시통과대포괄인류재내적천지만물적일절생명활동현상적관찰이형성적생명시공관(醫易時空觀是通過對包括人類在內的天地萬物的一切生命活動現象的觀察而形成的生命時空觀).

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Performance Evaluation of Stirrers for Preventing Dendrite Growth on Liquid Cathode (액체음극에서의 금속 수지상 성장 억제를 위한 교반기 성능평가)

  • Kim, Si-Hyung;Yoon, Dal-Seong;You, Young-Jae;Paek, Seung-Woo;Shim, Joon-Bo;Ahn, Do-Hee
    • Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology(JNFCWT)
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    • v.7 no.2
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    • pp.125-131
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    • 2009
  • An electrolytic system (zinc anode-gallium cathode) was setup to evaluate the performance of several stirrers prepared for this study, where stirrers have been used to prevent uranium from forming dendrite on the cathode in pyrochemical process. In the case of no-stirring condition, zinc dendrites began to grow on the gallium surface in 1 hour and some dendrite grew out of the cathode crucible around 6 hours. When a rectangular stirrer or a tilt stirrer was rotated, at 40${\sim}$150 rpm, to mix the liquid gallium cathode, dendritic growth of zinc metal was prevented irrespective of revolution speed, but some of the deposits overflowed out of the cathode crucible owing to the large centrifugal forces at 150 rpm. The harrow stirrer did not nearly retard the dendrite growth at 40 rpm, but the dendrite growth was retarded at higher than 100 rpm and the zinc deposits also did not overflow at 150 rpm. Pounder could also prevent the dendrite growth to some extent but it had some difficulties in operation compared with other types of stirrers.

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고체산화물연료전지에 사용되는 밀봉재 개발 및 특성 평가

  • Gwon, Yong-Jin;Choe, Byeong-Hyeon;Ji, Mi-Jeong;Lee, Seo-Hwan;Seol, Gwang-Hui;Nam, San
    • Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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    • 2012.05a
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    • pp.95.2-95.2
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    • 2012
  • 고온형 SOFC의 개발에 있어 스택의 신뢰성을 확보하는데 가장 중요한 핵심기술은 스택 구성요소 사이를 접합하는데 필요한 고온형 밀봉재의 개발이다. SOFC 스택에서의 밀봉재는 고체전해질과 접속자 사이에서 음극에 공급되는 연료가스와 양극에 공급되는 공기가 서로 혼합되는 것을 방지하는 역할은 물론 기계적으로 취약한 단전지의 보호 및 스택전체 구조물의 구조적 일체성(Structural integrity)을 부여하는데 주목적이 있다. 현재 기체 기밀성을 유지하기 위한 밀봉재는 크게 유리 및 결정화 유리계, mica및 mica/유리복합재료, 유리/충전재 복합재료 등이 사용되고 있으나 다수의 단위전지로 구성되는 스택 구성에서 스택의 열기계적 안정성 및 장기수명을 보장하기 위해서는 본 연구에서 개발하고자 하는 복합밀봉재가 가장 적합할 것으로 예상되고 있다. 본 연구에서는 SiO-B2O3-RO계에 BaO, SrO를 일정비율로 첨가하여 제작된 유리 frit을 열처리하여 물리화학적 물성변화를 검토하였으며, $750^{\circ}C$ 이하의 연화점을 갖는 유리를 기지상으로 하고 세라믹 보강재를 첨가한 고온형 복합밀봉재를 개발하고 그 물리화학적 안정성, 열기계적 안정성 및 밀봉 특성을 평가하였다.

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Improved Cycle Performance of High-Capacity SiOx Negative Electrodes with Carbon Nanotube Conducting Agents for Lithium-Ion Batteries (탄소나노튜브 도전재 적용을 통한 리튬이온 이차전지용 고용량 SiOx 음극의 사이클 성능개선)

  • Hyang Sun Jeon;Ji Heon Ryu
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • v.26 no.3
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    • pp.35-41
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    • 2023
  • The carbon-coated silicon monoxide (c-SiOx), which is a negative electrode active material for lithium-ion batteries (LIBs), has a limited cycle performance due to severe volume changes during cycles, despite its high specific capacity. In particular, the significant volume change of the active material can deform the electrode structure and easily damage the electron transfer pathway. To improve performance and mitigate electrode damage caused by volume changes, we replaced parts of the carbon black conducting agent with carbon nanotubes (CNTs) having a linear shape. The content of the entire conductive material in the electrode was fixed at 10% by mass, and the relative content of CNTs ranged from 0% to 25% by mass to prepare electrodes and evaluate electrochemical performance. As the CNT content in the electrode increased, both cycle life and rate capability improved. Even a small amount of CNT can significantly improve the electrochemical performance of a c-SiOx negative electrode with large volume changes. Furthermore, dispersing CNTs effectively can lead to achieving the equivalent performance with a reduced quantity of CNTs.