• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.96.1-96.1
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• 2012

SOFC는 다른 연료전지보다 상대적으로 높은 구동 온도를 가지며 그로인해 높은 에너지 효율을 가진다. 먼저 금속연결제의 경우 높은 고온에서 산화 반응이 쉽게 일어나기 때문에 이로 인하여 연결재의 주요 특성인 전기전도도의 감소와 부피변화로 인한 크랙등이 유발되어 연결재의 주요 기능인 전기적인 연결 뿐만 아니라, 물리적으로 양극과 음극의 차폐 또한 어려워져 장기 구동에 있어서 주요 결함의 원인이되고 있다. 이로 인하여 많은 세라믹 연결재의 개발이 진행되어왔고, 이중에서 perovskite-structure를 가지는 LCO계의 연결재에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. $LaCrO_3$는 열팽창 계수가 주요 구성소재들과 유사하다는 장점과 도핑과 친환으로 인하여 특성제어가 용이하다는 이유 때문에 주로 사용되고 있다. 그러나 $LaCrO_3$는 낮은 전기전도도와 높은 소결온도에서 Cr휘발되는 단점이 있다. 이를 해결하기 위해서 A에 희토류와 B-site에 전위금속을 치환하여 소결 온도를 낮춘 연구들이 진행 되었다. 본 연구에서는 이런 결과 중 $La_{0.7}Ca_{0.3}Cr_{0.9}Co_{0.1}O_3$조성에 소결조제를 첨가하여 그에 따른 특성변화를 관찰하였다.

• 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.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제28권5호
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• pp.338-343
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• 2015

Dye sensitized solar cells (DSSCs), which is one of the contending renewable energy sources, have the problem of low efficiency. To improve the efficiency, the fast electron transport and long electron lifetime are required. In this study, one-dimensional sodium hexatitanate, which is expected to have an advantageous structure for electron transports, was synthesized and the feasibility of the material on DSSC was tested. Its physical properties were characterized by the SEM, XRD, and BET method. The dye adsorption and solar cell properties were also characterized. In addition to the expectation of fast electron transport, sodium hexatitanate showed longer electron lifetime: This means sodium hexatitanate can improve the DSSC efficiency. However, it showed low current and voltage because of the low surface area leading to the low amount of dye adsorbed. Therefore, it should be mixed with titanium oxide with high surface area for the optimal performance.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.145-145
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• 2017

음극재에 사용되는 타이타니아 나노튜브($TiO_2$ nanotubes)는 높은 종횡비를 가지고 있으며, 기계적인 강도가 우수하고 화학적인 안정성이 높다. 그러나 낮은 전기전도도와 상대적으로 넓은 밴드갭(bandgap)은 다양한 활용 분야에 이 물질이 활용되는 것을 제한하고 있는 상황이다. 전기 화학적 분야에서 광화학 반응 또는 과전압에서 밴드갭을 줄이기 위한 타이타니아 나노튜브의 나노 구조 변형에 대한 많은 연구가 있어왔다. 본 연구에서는 산화 몰리브덴(Molybdenum oxide)을 촉매로 사용하여 타이타니아 나노튜브에 전기충격법을 이용하여 도핑했다. 생성된 타이타니아 나노튜브를 $450^{\circ}C$에서 1시간 30분 동안 가열하여 타이타니아 나노구조를 아나타제(anatase) 구조로 변형켰다. 타이타니아 나노튜브의 구조적인 변화를 scanning electron microscopy(SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy(EDS) 등을 통해 측정했고 UV-Visiblespectroscopy를 통해 도핑된 타이타니아 나노튜브의 밴드갭을 측정하였다. 몰리브덴이 도핑된 타이타니아 나노튜브는 기존의 타이타니아 나노튜브가 가지는 밴드갭인 3.0 ~ 3.2eV 범위보다 더 낮아진 2.6 ~ 2.8eV의 범위를 가지는 것을 확인하였다. 몰리브덴이 도핑된 타이타니아 나노튜브는 다양한 광촉매 분야에 적용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 한국표면공학회지
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• 제51권1호
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• pp.47-53
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• 2018

Sn-based lithium-ion batteries have low cost and high theoretical specific capacity. However, one of major problem is the capacity fading caused by volume expansion during lithiation/delithiation. In this study, 3-dimensional foam structure of Cu-Sn alloy is prepared by co-electrodeposition including large free space to accommodate the volume expansion of Sn. The Cu-Sn foam structure exhibits highly porous and numerous small grains. The result of EDX mapping and XPS spectrum analysis confirm that Cu-Sn foam consists of $SnO_2$ with a small quantity of CuO. The Cu-Sn foam structure electrode shows high reversible redox peaks in cyclic voltammograms. The galvanostatic cell cycling performances show that Cu-Sn foam electrode has high specific capacity of 687 mAh/g at a current rate of 50 mA/g. Through SEM observation after the charge/discharge processes, the morphology of Cu-Sn foam structure is mostly maintained despite large volume expansion during the repeated lithiation/delithiation reactions.

• 한국재료학회지
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• 제30권12호
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• pp.709-714
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• 2020

For zinc-air batteries, there are several limitations associated with zinc anodes. The self-discharge behavior of zinc-air batteries is a critical issue that is induced by corrosion reaction and hydrogen evolution reaction (HER) of zinc anodes. Aluminum and indium are effective additives for controlling the hydrogen evolution reaction as well as the corrosion reaction. To enhance the electrochemical performances of zinc-air batteries, mechanically alloyed Zn-Al and Zn-In materials with different compositions are successfully fabricated at 500rpm and 5h milling time. Investigated materials are characterized by X-ray diffractometer (XRD), field emission scanning electron microscope (FE-SEM), and energy dispersive spectrometer (EDS). Alloys are investigated for the application as novel anodes in zinc-air batteries. Especially, the material with 3 wt% of indium (ZI3) delivers 445.37 mAh/g and 408.52 mAh/g of specific discharge capacity with 1 h and 6 h storage, respectively. Also, it shows 91.72 % capacity retention and has the lowest value of corrosion current density among attempted materials.

• 에너지공학
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• 제19권1호
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• pp.16-20
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• 2010

본 연구에서는 바이오매스로 커피원두를 이용하여 합성한 카본재료에 도전재로 주석을 이용하였다. 주석을 첨가하는 방법에 따라 단순 혼합, 화학적인 방법을 이용하여 혼합체를 만들어 시료를 합성하였다. 시료에 대한 XRD를 이용하여 주석과 탄소가 혼합된 구조를 가지고 있음을 확인하였고 SEM을 통한 합성된 시료구입자크기($12{\sim}85\;{\mu}m$)와 형태를 확인하였다. 충 방전 테스트를 실시하여 15사이클에서 카본블랙을 사용했을 때(105 mAh/g)보다 주석을 화학적으로 혼합을 시킨 시료의 경우(191 mAh/g)가 방전용량이 더 높게 나타나는 것을 볼 수 있었고, 주석을 단순 혼합을 실시한 경우에서는 카본블랙과 비슷한 용량(131 mAh/g)을 보였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2011년도 춘계학술대회 및 Fine pattern PCB 표면 처리 기술 워크샵
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• pp.193-195
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• 2011

강판재 사용에 있어 수소취성현상은 강판재가 고강도화됨에 따라 그 감수성이 커지는 것으로 알려져 있다. 특히 노출강판재의 경우, 표면으로부터 침투해 들어가는 수소에 의한 수소취화 거동에 대한 연구가 필요하다. 본 연구에서는 고강도 DP강을 시험편으로 하여, 음극전기분해법에 의해 수소를 강제주입시킨 후, DP강 표면하 subsurface zone의 수소취화 거동을 평가하고자 하였다. 미소경도분포 측정결과, 수소주입시간이 증가함에 따라 표면하 subsurface zone의 경도 또한 증가하는 것으로 조사되었다. 이는 수소에 의해 표면하 subsurface zone의 경화가 일어나 DP강의 기계적 특성에 영향을 미친것으로 판단된다. 미소경도분포의 측정결과와 미세조직 관찰결과로부터 수소임계침투깊이를 평가하였고, 이를 통해 DP강내 수소확산에 의한 수소임계침투깊이가 존재함을 확인할 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제12권1호
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• pp.1-6
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• 2014

우라늄으로 오염된 토양을 복원하기 위해 실규모의 동전기제염장치로 제염하는 과정에서 많은 산폐액이 발생한다. 발생한 산폐액에 CaO를 가해 우라늄수산화물을 침전시켜 여과한 다음, 방사성 폐액을 줄이기 위하여 이 용액을 재사용하였다. 그러나 이 용액을 동전기에 재사용할 경우, 높은 농도의 칼슘 때문에 양극실에서 음극실로 용액이동 속도가 감소하여 여과포의 약화, 전선 부식, 음극면에 산화물 부착 등의 문제점이 발생하였다. 이 문제들을 해결하기 위하여 재생액에 황산을 넣어 $CaSO_4$로 침전시켜 칼슘을 제거하였다. 칼슘이 제거된 재생액을 사용하여 소형 동전기 장치에서 20 일간 토양제염 실험을 수행한 결과는 세척후 토양내 우라늄 잔류 농도가 0.35 Bq/g로 감소하였으며, 이는 증류수 제염한 결과와 유사하게 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권8호
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• pp.411-419
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• 2016

본 연구에서는 안료폐수 중에 포함되어 있는 유기물질과 질소를 처리함으로써 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템의 적용 가능성을 평가하였다. 튜브형 전해모듈은 내부 봉형 양극과 외부 튜브형 음극으로 이루어져있다. 양극의 재질은 $RuO_2$로 전착된 티타늄이었고 음극의 재질은 스테인리스 스틸이었다. 재순환형 튜브형 전해모듈시스템에서 오염물질의 제거율은 유량이 감소할수록 그리고 전류밀도가 증가할수록 높아졌다. 전해모듈시스템에서 체류시간이 180분일 때 염소산이온의 농도는 382.4~519.6 mg/L로 나타났다. 본 연구에서 사용한 재순환방식을 이용한 튜브형 전해모듈시스템에서 염소산이온의 생성은 전기화학적 산화의 중요한 인자 중의 하나이다. Bench scale의 재순환방식 튜브형 전해모듈시스템에서 전력량을 $4,500C/dm^2$으로 공급하였을 경우 $COD_{Mn}$은 89.6%, $COD_{Cr}$은 67.8%, T-N은 96.8% 그리고 색도는 74.2%가 제거되었으며, 이때 에너지 소모량은 $5.18kWh/m^3$이었다.