• Applied Chemistry for Engineering
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• v.29 no.6
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• pp.696-702
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• 2018

Recently, the current thermal battery technology needs new materials for electrodes in the power and energy density to meet various space and defense requirements. In this paper, to replace the pellet type Li(Si) anode having limitations of the formability and capacity, electrochemical properties of the lithium anode with high density for thermal batteries were investigated. The lithium anode (Li 17, 15, 13 wt%) was fabricated by mixing the molten lithium and iron powder used as a binder to hold the molten lithium at $500^{\circ}C$. The single cell with 13 wt% lithium showed a stable performance. The 2.06 V (OCV) of the lithium anode was significantly improved compared to 1.93 V (OCV) of the Li(Si) anode. Specific capacities during the first phase of the lithium anode and Li(Si) were 1,632 and $1,181As{\cdot}g^{-1}$, respectively. As a result of the thermal battery performance test at both room and high temperatures, the voltage and operating time of lithium anode thermal batteries were superior to those of using Li(Si) anode thermal batteries. The power and energy densities of Li anode thermal batteries were also remarkably improved.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.79-85
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• 2014

Silicon (Si) has been investigated as promising negative-electrode (anode) materials because its theoretical specific capacity of 4200 mAh/g for $Li_{4.4}Si$ is far higher than that of carbonaceous anodes in current commercial products. However, in practice, the application of Si to Li-ion batteries is still quite challenging because Si suffers from severe volume expansion and contraction and lead to a continuous solid electrolyte interphase (SEI)-filming process by cracking of Si. This process consumes the limited $Li^+$ source, builds up thick and unstable SEI layer on the Si active materials, and will eventually disable the cell. Since unstable SEI reduces electrochemical performance and thermal stability of the Si anode, the surface chemistry of the anode should be modified by using a functional additive. It is found that lithium bis(oxalato)borate (LiBOB) as an additive effectively protected the Si anode surface, improved capacity retention when stored at $60^{\circ}C$, and alleviated exothermic thermal reactions of fully lithiated Si anode.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.4
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• pp.561-567
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• 2018

In this study, the electrochemical characteristics of Silicon/Carbon anode materials were analyzed to improve the cycle stability of silicon as an anode materials of lithium ion battery. Porous silicon was prepared from TEOS by the $st{\ddot{o}}ber$ method and the magnesiothermic reduction method. Silicon/Carbon anode materials were synthesized by varying the mass ratio between porous silicon and pitch. Physical properties of the prepared Silicon/Carbon anode materials were analyzed by XRD and TGA. Also the electrochemical performances of Silicon/Carbon anode materials were investigated by constant current charge/discharge, rate performance, cyclic voltammetry and electrochemical impedance tests in the electrolyte of $LiPF_6$ dissolved in organic solvents (EC : DEC = 1 : 1 vol%). The Silicon/Carbon anode composite (silicon : carbon = 5 : 95 in weight) has better capacity (453 mAh/g) than those of other composition cells. The cycle performance has an excellent capacity retention from 2nd cycle to 30th cycle.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.39 no.1
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• pp.86-91
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• 2002

Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) are of great interest of next generation energy conversion system due to their high energy efficiency and environmental friendliness. The basic SOFC unit consists of anode, cathode and solid electrolyte. Among these components, anode plays the most important role for the oxidation of fuel to generate electricity and also behaves as a substrate of the whole cell. It is normally requested that the anode materials should have the high electrical conductivity and gas permeability to reduce the polarization loss of the cell. In this study, the effect of pore former on the microstructure of anode substrate was investigated and thus on the electrical conductivity and the gas permeability. According to the results, microstructure and electrical conductivity of anode substrate were greatly influenced by the shape of pore former and especially by the anisotrpy of the pore former. The use of anisotropic pore former is supposed to deteriorate the cell performance by which the electrical conduction path is disconnected but also the effective gas diffusion path for the fuel is reduced.

• Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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• 2008.11a
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• pp.773-776
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• 2008

The corrosion of steel in concrete is significant in marine environment. Marine bridges are readily deteriorated due to the exposure to marine environment. Salt damage is one of the most detrimental causes to concrete bridges and port structures. Especially, the splash and tidal zones around water line are comparatively important in terms of safety and life-time point of view. During the last several decades, cathodic protection (cp) has been commonly accepted as an effective technique for corrosion control in concrete structures. Zn-mesh sacrificial anode has been recently developed and started to apply to the bridge column cp in marine condition. The detailed parameters regarding Zn-mesh cp technique, however, have not well understood. This study is to investigate how much Zn-mesh cp influences along the concrete column at elevated temperature. About 100cm column specimens with eight of 10cm segment rebars have been used to measure the variation of cp potential with the distance from Zn-mesh anode at both 10$^{\circ}$C and 40$^{\circ}$C in natural seawater. The cp potential change and current diminishment along the column specimens have been discussed for the optimum design of cp by Zn-mesh sacrificial anode

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.216.1-216.1
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• 2014

Closed drift ion source는 그 특성으로 인하여 강판 표면처리, 금속 표면 산화막 형성, 폴리머 혹은 기타 표면 개질 등 다양한 분야에서 사용이 되고 있다. 다양한 환경에서 사용 되는 소스의 특성으로 인하여 각기 다른 공정에 대한 최적의 특성이 요구 되며, 이러한 공정 환경에 맞춘 소스를 설계하기 위해서 ion source내 전극의 구조 및 자기장 세기 등 이온소스의 구조적 특성에 대한 연구가 필요하게 된다. 본 연구에서는 선형 이온소스의 구조 설계를 위한 실험을 소형(이온빔 인출 슬릿 직경: 60 mm) 이온빔 인출 장치를 제작하여 전극 구조에 따른 방전 특성을 우선적으로 평가를 실시하여 소형 이온빔 인출 장치에서 도출된 결과를 바탕으로 0.3 m급 linear closed drift ion source 설계에 대한 변수를 조사 하였다. 실험은 양극-음극(C-A) 간 간격 및 음극 슬릿(C-C) 간격 그리고 자기장 세기 조건에서 방전 전류 및 인출 이온빔 전류량 측정하였으며, 이 결과를 전산모사 결과와 비교 하였다. 방전전압 1~5 kV, 가스유량 10~50 sccm 조건에서 Ar 이온빔 방전 특성을 평가한 결과, 양극-음극(C-A) 간격이 넓을수록, 음극-음극(C-C) 간격이 좁을수록 방전 전류량이 증가함을 확인 하였다. 또한, 공정 가스 압력 및 자기장 세기 변화에 따른 1~5 kV의 방전 전압에 대한 방전 특성의 관찰 결과, 압력 및 자기장 변화에 따라서 방전 전류의 변화를 관찰 할 수 있었으며, 이에 대한 결과를 통하여 이온 소스 구조 내부에서의 방전 영역에 대한 압력과 자기장 세기에 대한 영향을 분석 할 수 있었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.351-351
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• 2015

음극방식법은 피방식체에 외부전원을 인가하거나 보다 활성 금속을 전기적으로 연결하여 피방식체를 일정 전위까지 음극분극 되도록 하여 부식을 억제하는 방법이다. 해수 중 음극방식을 실시할 경우 생성되는 석회질 피막(Calcareous deposit)은 소요전류밀도 감소로 인한 희생양극의 수명연장 및 물리적 방호벽 역할을 한다. 그러나 일반적인 석회질 피막은 세라믹과 같은 화합물로써 밀착력이 매우 약하며, 적지 않은 피막 형성 시간이 소요된다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 음극전류 프로세스를 응용하여 실제 강관의 해중부 및 간만대 영역까지 석회질 피막을 균일-치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 각 조건별로 제작된 석회질 피막은 SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정 구조를 분석하였으며, 이를 바탕으로 희생양극 종류(Al, Zn) 및 1, 3, $5mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 부위-기간별 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 테이핑 테스트, 침지-자연전위 거동을 분석 및 평가하였다.

• Resources Recycling
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• v.16 no.6
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• pp.34-38
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• 2007

For recycling of tantalum from obsolete condenser, physical separations and chlorination of tantalum scraps with $Cl_2$ and $CCl_4$ were investigated. The recovery ratio of tantalum from obsolete condenser was 98% by using a multidisciplinary process of crushing by stamp mill, wet gravity separation by the shaking table, and air classification. In the chlorination reaction of non-oxidized Ta anode with $Cl_2$, the highest weight loss ratio is at least 60%, while in the chlorination reaction of Ta anode with $CCl_4$, the reaction rate for the oxidized Ta anode is faster than that of the non-oxidized Ta anode.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.192-193
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• 2015

음극방식은 피방식체를 일정 전위로 음극분극 하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 희생양극으로 연결하여 방식하는 방법이다. 해수 중에서 음극방식을 실시할 경우 음극 표면에 용존산소 환원반응과 수소발생반응이 일어나 $OH^-$ 이온이 발생하게 된다. 이러한 반응에 의해 생성되는 석회질 피막 (Calcareous deposit)은 강구조물의 부식방지를 위한 물리적인 방호벽 역할을 하면서 용존산소의 확산 및 이동을 억제하며, 전류밀도를 감소시킨다. Potentiostat 및 rectifier를 이용하여 정전위 및 정전류 조건에서 형성된 석회질 피막을 SEM, EDS, XRD를 통해 분석하고 이를 바탕으로 양극의 종류(Al, Zn) 및 1, 5, $10mA/m^2$의 전류밀도 조건에서 실제 강관에 형성된 석회질 피막의 메커니즘을 해명하였다. 또한 석회질 피막 형성 시 Steel Wire Mesh를 설치하여 그 영향에 대해서도 분석하였다. 석회질 피막의 내구성은 침지-자연전위 및 밀착성 테스트를 통해 평가되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.11a
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• pp.349-349
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• 2015

최근 고용량의 리튬이온전지 개발이 절실하다. 흑연의 용량을 뛰어넘는 고용량 음극재료로서 흑연의 10배가 넘는 이론용량을 가지는 실리콘이 차세대 음극재료로 주목받고 있다. 그러나 실리콘은 큰 부피팽창과 낮은 전기전도도와 같은 문제점을 안고 있으므로 이를 해결하는 것이 시급하다. 따라서 본 연구에서는 이러한 실리콘 음극재료의 전기전도도 향상을 위해 무전해 Ni-B 도금을 이용하여 실리콘 파우더 표면에 Ni 금속을 부분적으로 형성시켰다.