• EDISON SW 활용 경진대회 논문집
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• 제5회(2016년)
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• pp.321-325
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• 2016

본 연구에서는 제일 원리 분자 동역학(AIMD, ab-initio Molecular Dynamics) 방법을 이용하여 다양한 크기의 황화 이온 격자 구조에서 리튬 이온의 이온 전도도에 대하여 연구했다. 주어진 격자 구조내에 리튬 이온의 량이 증가할수록 확산도(D, diffusivity)는 감소하는 경향을 보였이지만, 리튬 이온의 농도는 증가 하기 때문에 특정한 농도에서 이온 전도도는 최댓값을 나타냈다. 또한 격자 구조의 부피를 증가 시킬 경우에 리튬 이온의 농도는 감소하지만, 확산도가 증가하여 전체적인 이온 전도도는 증가하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과는 격자 구조내 이온의 이동에 대한 이해를 높이고 보다 효과적인 새로운 이온 전도체 개발에 도움이 될것이다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2002년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2011-2013
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• 2002

일반적으로, 전도성 고분자는 금속에 준하는 전기 전도도와 다공성을 이용한 전해질 이온 및 생채 고분자의 물리, 화학적 도우핑 능력을 장점으로 한다. 따라서, 이 분야의 최근 연구동향도 이온 도우핑에 의한 전도성 고분자의 전기 전도도 향상에 초점이 맞추어져 있으며, 이미 다수의 연구진에 의행 여러 가지 방법이 제시되었다. 본 논문은 전기 화학적 cementation 공정을 이용하여 금속 이온을 전도성 고분자에 도우핑하고 특성을 고찰하였다. 전도성 고분자로써 polypyrrole (PPy)을 사용하고, micropaticles (구리와 니켈 이온)를 도펀트 (dopant)로 하여 -1.5 V ${\sim}$ 2V의 범위에서 순환 전압 전류법 (Cyclic voltammetry)을 이용해 organic-inorganic complex를 제작하였고, 각각의 전극을 비교, 분석 하였다. 구리 이온을 도우핑한 PPy 필름은 전기 전도도가 매우 우수하나 대기 중 공기 및 수분에 의해 쉽게 산화되므로 life-time이 짧다. 이를 보완하기 위하여 상대적으로 안정한 니켈 이온을 도우핑한 PPy 필름의 전기 화학적 특성을 고찰하였다. 전극의 표면은 SEM (Scanning Electron Microscopy), EDX (Energy Dispersive X-ray spectroscopy)를 이용하여 분석하였다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.57.2-57.2
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• 2012

산소 이온 전도성 세라믹을 이용한 고체 산화물 연료전지의 전극은 원활한 전기화학반응을 위해, 이온 전도도, 전자 전도도 및 전기화학적 활성을 동시에 가지고 있어야 한다. 이를 위해 복합체 전극을 사용하며, 특히 음극의 경우 니켈(Nickel)과 Yttria-stabilized zirconia (YSZ)로 이루어진 복합체 전극을 혼합 및 소결을 통해 제조하여 사용하였다. 하지만, 니켈의 경우 탄화 수소 연료에서의 탄소 침적 문제와 열악한 산화환원 안정성(redox stability)등의 문제점을 가지고 있다. 따라서 니켈대신 전도성 세라믹을 사용한 세라믹 복합체 음극 개발이 활발히 이루어지고 있으며, 그 중 침투법(infiltration method)을 이용한 복합체 전극 제조 방법을 소개한다. 실제로 니켈 금속과 유사한 높은 전기 전도도를 갖는 Sr-doped Lanthanum Vanadate (LSV)을 이용해, YSZ-LSV 복합체 전극을 침투법을 이용해 제조하고, 소량의 촉매을 첨가하여, 이온전도도, 전자 전도도 및 촉매 활성을 갖는 복합체 음극을 제조하였다. 이 복합체 음극의 탄화수소에서의 연료전지 성능 및 redox stability을 측정하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제9권2호
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• pp.245-250
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• 1999

본 연구에서는$(Li_{0.5}La_{0.5})_{1-y}Sr_yTi_{1-x}Mn_xO_3$와 같은 조성계를 택하여 고용범위 내에서 Sr과 Mn을 변화시켜가며 이온전도도를 고찰하였다. 결과 Sr 치환의 경우 y=0.05 이상에서는 전도도가 급격히 감소하였으며 이는 이온전도에 기여하는 리튬의 절대량이 감소하였기 때문인 것으로 판단된다. Mn의 경우 치환에 의한 격자상수의 변화 외에 Jahn-Teller distortion에 의하여 전도도가 영향을 받는다는 것을 알 수 있었다. A-site와 B-site의 이온이 독립적으로 이온전도에 기여한다는 것을 알 수 있었으며 x=0.0006, y=0.05에서 이온전도도는$2.8{\times}10^{-2}$ S/cm였다.

• E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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• 제6권6호
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• pp.498-504
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• 1993

현재 electronics와 광 electronics등 전자기 관련 분야를 제외하고는 모든 산업을 지탱할 수 없을 만큼 그 이용에는 가히 엄청나다고 할 수 있겠다. 특히 높은 경도를 갖으며 우수한 성형성을 갖지만 전기를 잘 통하지 않는 glass를 기능재료로서 전도성을 높이려는 시도는 중요한 과제라고 생각되어진다. 이러한 관점에서 전기 자기적 기능을 가진 new glass의 개발과 전도성에 따른 분류, 즉 전자 전도성 glass와 이온 전도성 glass, 초전도용 glass등의 응용에 대해서 논하고자 한다. 전도성은 하전체의 종류에 따라 크게 전자전도와 이온 전도로 크게 나눌 수 있으며 그림 1에 여러물질의 전도도를 나타내고 있다.

• 폴리머
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• 제25권4호
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• pp.602-607
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• 2001

이중 측쇄 이타코네이트 단위를 가지는 새로운 겔 전해질로 이용하기 위하여 bis(2-methoxyethyl)itaconate (bis(ME)I)를 itaconic acid와 2-methoxyethanol과 에스테르화 반응에 의하여 합성하였다. AN과 bis(ME)I의 공중합체들은 라디칼 중합에 의하여 AN/bis(ME)I = 9/1 ~ 1/1 조성을 가지는 것을 합성하였다. 최적의 기계적 성질과 이온전도도는 AN/bis(ME)I = 5/1 과 6/1 (25 ~ 35 wt%), LiClO$_4$(15 wt%) 그리고 가소제 (EC/PC=1/1) (40 ~ 50 wt%)에서 보여주었다. 가소화 겔 이온전도체는 질기고 안정된 기계적 성질을 보여주었으며 이온전도도는 8.12 ${\times}$ 10$_{-4}$ ~ 1.87 ${\times}$ 10$_{-3}$S/cm을 보여주었다. 최대 이온전도성을 보여주는 이온전도체는 전형적인 PEO를 중심으로 한 이온전도성 고분자보다 10배 이상 높은 이온전도성을 보여주었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1591-1596
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• 2020

고분자를 기반으로 하는 고체전해질은 용이한 가공성, 재료의 유연성뿐만 아니라 배터리, 슈퍼커패시터를 포함하는 이차전지 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로서, 기존 전해질의 낮은 이온전도도 및 전기화학적 안정성을 향상시키기 위하여 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 이온전도성, 넓은 전기화학 안정성, 열적 안정성을 활용한 고분자 전해질은 다양한 전자소자에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이온성 액체의 종류와 비율의 최적화를 통하여 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 전기화학적 성능을 분석하여 이차전지를 포함한 다양한 전자 소자에 응용이 가능한 이온성 액체 기반의 전해질을 개발하고자 하였다. 이온성 액체의 비율을 최적화를 통하여 제조된 고분자 기반 고체 전해질의 이온 전도도는 1.46-2 S/cm로 확인되었다. 이온전도도가 향상된 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질은 다양한 이차전지에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 멤브레인
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• 제16권4호
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• pp.268-275
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• 2006

이온전도도가 높은 상온 이온액을 이용하여 저온, 고온 상분리에 의한 multi-stage phase separation process로 새로운 고정화 이온액 전해질 막(supported ionic liquid electrolyte membranes, SILEMs)을 제조하였다. PVDF와 imidazolium계 이온액을 각각 분리막 소재와 전해액으로 사용하였다. 이온전도도 특성을 알아보기 위해 SILEMs을 LCR meter를 이용 해 $30^{\circ}C$부터 $130^{\circ}C$까지 실험하였다. 가습조건에서 cast Nafion 막의 이온전도도는 $30^{\circ}C$부터 $100^{\circ}C$까지는 직선적으로 증가하였으나 그 이후에는 감소하였다. 그러나 SILEMs의 경우 운전온도의 증가에 따라 이온전도도가 증가하였다. 또한 SILEMs의 이온전도도 거동은 가습과 관계없이 거의 같았다. SILEMs의 이온전도도는 $30^{\circ}C$에서 $2.7{\times}10^{-3}S/cm$이었고 온도가 $130^{\circ}C$까지 증가함에 따라 $2.2{\times}10^{-2}S/cm$까지 거의 직선적으로 증가하였다. $SiO_2$를 이용하여 SILEMs의 물리적 성질에 대한 무기첨가제의 영향에 관하여 연구하였다. SILEMs에 $SiO_2$의 첨가는 비록 약간의 이온전도도 감소는 있으나 SILEMs의 기계적 강도를 향상시킬 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제53권1호
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• pp.42-50
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• 2009

유전율-분광법과 교류 전도도 측정 연구를 망간이 혼입된 층상구조의 $Na_{1.9}Li_{0.1}Ti_3O_7$에 시도하였다. 373-723K 온도와 100Hz-1MHz 주파수 영역에서 loss 탄젠트 (Tan$\delta$), 상대적 유전율 ($\varepsilon_{r}$) 그리고 교류 전도 도 ($\sigma_{ac}$)의 의존성을 혼입 유도체들에 대하여 조사하였다. 다양한 전도도 메커니즘이 존재하는데 MSLT-1과 MSLT-2의 경우에는 낮은 온도영역에서 전자에 의한 전도도를 보인다. MSLT-3의 경우에는 금지된 층간 이온 전 도도가 전자 전도도와 함께 존재한다. 이러한 층간 이온 전도도는 모든 혼입 유도체들에 대하여 중간 온도 영역에 존재한다. 가장 높은 온도 영역에서는 MSLT-1과 MSLT-2의 경우에는 이온 전도도와 polaron에 의한 전도도가 존재하고 MSLT-3에 대하여는 이온 전도도 만이 존재한다. 망간이 혼입된 층상구조의 $Na_{1.9}Li_{0.1}Ti_3O_7$에서 Loss 탄젠트 (Tan$\delta$)는 전자 전도도와 쌍극자의 위치, 그리고 공간 전하 분극화에 기인한다. 상대적 유전율의 증가는 층간 에 쌍극자 수의 증가에 기인하고 반면 상대적 유전율의 감소는 높은 혼입율에 따른 누전 전류의 증가에 기인한다.

• 멤브레인
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• 제14권1호
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• pp.44-52
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• 2004

본 연구는 직접메탄을 연료전지(Direct Methanol Fuel Cell)에 적용가능한 양이온교환막 개발에 관한 것으로 poly(vinyl alcohol) (PVA)에 가교제로 poly(acrylic acid-co-maleic acid) (PAM)와 hydroquinonesulfonic acid (HQSA)를 이용하여 가교제의 함량을 변화시키면서 막을 제조하였다. 제조한 막은 가교제의 함량 변화에 따라 메탄을 투과도, 이온전도도를 측정하였으며 기본적인 이온교환막의 특성인 함수율, 이온교환용량 그리고 고정이온농도 등을 측정하였다. PAM 함량이 증가함에 따라 메탄을 투과도와 이온전도도 및 함수율이 조금 증가하는 추세를 보이다 9 wt%부터 감소하는 경향을 보였는데 이는 PAM의 친수성기보다는 가교효과의 영향이라 사료되며 HQSA 함량을 변화시켰을 때는 이온전도도, 함수율 그리고 이온교환용량이 전반적으로 증가하였는데 그 증가폭은 미비하였다.