• Title/Summary/Keyword: 이온전도도

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DNA 분자 주형 구리 나노선의 특성 분석

  • Kim, Seung-Yu;No, Yong-Han
    • Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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    • 2009.11a
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    • pp.237-237
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    • 2009
  • 전도 특성을 가지는 나노선 제작의 연구가 활발하게 진행되고 있다. 본 실험에서는 높은 전도성을 가지는 구리 이온을 이용하여 나노선을 제작하는 실험을 진행하였으며 제작된 구리-나노선의 전도특성을 분석하여 구리 이온 치환 정도에 따른 DNA 전도성 개선 여부를 확인하였다. DNA를 기반으로 구리 Metalization 횟수가 늘어날수록 나노선이 연속적으로 형성되며 선형적이고 높은 전도특성을 가지게 되는 것을 확인할 수 있었다. 이 결과로부터 본 연구에서 사용한 방법을 이용하여 제작된 구리 나노선이 향후 나노소자 제작에 크기 기여할 것으로 기대한다.

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A Study on Organic/Inorganic Composite Membrane for Low humidity and High Temperature Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (저가습 고온 고분자 연료전지용 유-무기 복합막에 관한 연구)

  • Choi, Young-Woo;Kim, Mi-Nai;Lim, Sung-Dae;Park, Seok-Hee;Yoon, Young-Gi;Yang, Tae-Hyun;Kim, Chang-Soo;Nam, Ki-Sook
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2010.06a
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    • pp.135.1-135.1
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    • 2010
  • 최근 고온에서 사용 가능한 PEMFC용 고분자전해질 막 개발에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. PEMFC가 고온에서 작동하게 되면 높은 성능과 많은 장점을 갖게 된다. PEMFC를 $100^{\circ}C$ 이상에서 운전하게 될 경우 백금 전극 반응을 향상시켜 고가의 백금 촉매 양을 줄일 수 있게 되고, 수소연료 속에 미량 포함된 CO에 의한 촉매표면 피독현상에 대한 내구성을 높일 수 있어 저 순도 수소연료 사용이 가능해 진다. 또한 가습장치와 수소 연료 개질장치의 부피를 줄일 수 있게 되어 전체적인 PEMFC 시스템이 단순화 된다. 현재 연료전지용 고분자 전해질막으로 DuPont사의 과-불소계 고분자 전해질막인 Nafion$^{(R)}$이 가장 널리 사용되고 있다. Nafion$^{(R)}$은 유연한 분자구조 안에 소수성이 강한 주사슬과 친수성을 나타내는 술폰산이 결합된 곁사슬이 존재하여 술폰화 곁사슬의 클러스터 둘레에는 친수성 영역이 형성이 되기때문에 소수/친수 상 분리가 잘되어 이온 클러스터 형성이 용이하지만 제조비용이 높은 단점을 갖고 있다. 특히, 전해질 막내에서 Bronsted base 역할을 하는 물에 의해 이온전도가 이루어지기 때문에 고온에서는 수분증발로 인해 성능이 급격히 감소된다. 따라서, 본 연구에서는 고온 저가습 조건에서 운전이 가능하고 Nafion이 갖는 문제점을 해결하고자, 내열특성이 뛰어나며 높은 수소이온 전도도 학보가 용이한 Sulfonated Poly(aryl ether)sulfone(SPAES) 고분자 전해질에, 고온에서도 수화성이 유지될 수 있도록 지르코니아를 황산화한 sulfated zirconia(s-$ZrO_2$)를 함침하여 복합 고분자전해질막을 제조하여 고온 저가습 조건에서의 수소이온 전도 특성에 관한 연구를 수행하였다. 개발된 막의 물리/화학적 특성은 water content(Wup%), 이온교환 용량(IEC, meq $g^{-1}$), 수소이온전도도(s $cm^{-1}$) 열 중량 분석(TGA), X선 회절분석(XRD) 등을 통하여 분석 및 관찰하였다. 내화학 및 열적 특성분석 결과, 황산화 반응공정으로 $ZrO_2$에 술폰산기가 안정적으로 결합하고 있음이 관찰되었으며, 본 연구에서 개발된 유 무기 복합막이 $250^{\circ}C$이상 열적안정성을 확보하고 있는 것으로 판단되었다. $100^{\circ}C$ 이하의 저온 영역에서, 일정 비율의 s-$ZrO_2$/SPAES막에서 이온교환용량(IEC)이 순수 SPAES 막보다 낮음에도 불구하고, water uptake가 증가함과 동시에 수소이온 전도도가 향상된 것을 관찰하였다. 또한, 고온에서는 수소이온이 자유롭게 이동할 수 있는 water channel을 형성하는 free water는 증발 하지만 s-$ZrO_2$와 SPAES의 술폰산기 사이에 강력하게 결합하고 있는 bound Water는 $100^{\circ}C$ 이상의 고온 영역에서도 존재하여, 비록 무가습 조건에서도 일정 비율의 s-$ZrO_2$/SPAES50 전해질 막의 경우, 높은 전도도를 나타냄을 관찰할 수 있었다. 따라서 본 연구를 통해 저가습 고온 적용을 목적으로 개발된 s-$ZrO_2$/SPAES50막은 우수한 내열 특성을 나타냄과 동시에 저가습 고온 영역($120^{\circ}C$, $50RH{\downarrow}$)에서 높은 수소이온 전도도를 유지하여, 고온 저가습 연료전지 운전에 적합할 것으로 사료된다.

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Surface Charge and Morphological Characterization of Mesoporous Cellular Foam Silica/Nafion Composite Membrane by Using EFM (정전기력 현미경을 사용한 메조포러스 실리카/나피온 합성 이온교환막의 표면 전하 및 모폴로지 연구)

  • Kwon, Osung
    • New Physics: Sae Mulli
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    • v.68 no.11
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    • pp.1173-1182
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    • 2018
  • Mesoporous silica allows proper hydration of an ion exchange membrane under low relative humidity due to its strong hydrophilicity and structural characteristic. A mesoporous silica and Nafion composite membrane shows good proton conductivity under low relative humidity. An understanding of ion-channel formation and proton transfer through an ion-channel network in mesoporous silica and Nafion composite membranes is essential for the development and the optimization of ion exchange membranes. In this study, a mesoporous cellular foam $SiO_2/Nafion$ composite membrane is fabricated, and its proton conductivity and performance are measured. Also, the ion-channel distribution is analyzed by using electrostatic force microscopy to measure the surface charge density of the mesoporous cellular foam $SiO_2/Nafion$ composite membrane. The research reveals a few remarkable results. First, the composite membrane shows excellent proton conductivity and performance under low relative humidity. Second, the composite membrane is observed to form ion-channel-rich and ion-channel-poor region locally.

Molecular Genetics of Inherited Cardiac Conduction Defects in Humans and Dogs (개와 사람의 선천성 심장 전도장애에 대한 분자 유전학적 이해)

  • Hyun, Changbaig
    • Journal of Veterinary Clinics
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    • v.21 no.2
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    • pp.219-228
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    • 2004
  • Heart diseases related to conduction system can be occurred by primary defects in conduction system and by secondary to morphological heart diseases or drug toxicities. Multiple molecular defects responsible for arrhythmogenesis, including mutations in ion channels, cytoplasmic ion-channel-interacting proteins, gap-junction proteins, transcription factors and a kinase subunit, were found to be associated with the aetiology of primary cardiac conduction defects, especially inherited form. Despite a big progress in unveiling human arrhythmogenesis, conduction defects in dog has not been well studied except sudden death syndrome in German shepherd. In this review, molecular genetics in cardiac arrhythmogenesis, inherited human diseases associated with conduction defects and similar diseases in dogs will be discussed.

EPNP Solver를 이용한 나노포어의 이온전류와 이온전도도 계산

  • Byeon, Min-Hyeon;Hwang, Hyeon-Seok
    • Proceeding of EDISON Challenge
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    • 2015.03a
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    • pp.83-90
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    • 2015
  • 본 연구에서는 Poisson-Nernst-Plank (PNP) 식의 해를 구할 수 있는 Edison web-based Poisson-Nernst-Plank (EPNP) Solver를 이용하여 나노포어의 이온선택성 및 박막의 유전율, 그리고 이온 농도가 이온 전류와 이온전도도에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 계산 결과로부터 나노포어의 이온선택성에 의해 양이온이 이온전류에 미치는 영향이 매우 크며, top buffer와 bottom buffer의 농도가 증가할수록 이온 전도도 (ion conductance)가 비선형적으로 증가함을 알 수 있었다. top buffer와 bottom buffer 간에 농도 차가 있을 때는 농도 차와 나노포어의 이온선택성에 의해 형성되는 Nernst 전위의 영향으로 I-V 곡선이 비대칭적 형태임을 알 수 있었다. 또한, 나노포어의 상대 유전율을 증가시킬 때 I-V 곡선에서의 양이온 전류는 감소했지만 음이온의 전류는 증가하는 경향을 보였다. 이는 나노포어 내에 배열된 쌍극자에 의한 영향과 전하를 가진 입자가 유전경계 (dielectric boundary)에 접근하면서 형성되는 상전하에 의한 영향이 동시에 존재하기 때문임을 알 수 있었다.

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Proton Conductivity and Methanol Permeability of Sulfonated Poly(aryl ether sulfone)/Modified Graphene Hybrid Membranes (술폰화 폴리아릴렌에테르술폰/개질된 그라핀 복합막의 이온전도도 및 메탄올 투과도)

  • Huh, Hoon;Kim, Deuk-Ju;Nam, Sang-Yong
    • Membrane Journal
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    • v.21 no.3
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    • pp.247-255
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    • 2011
  • In this study, to obtain good dispersity of graphene which has excellent conductivity and mechanical strength, the graphene was modified by two different methods. Then the SPAES/graphene hybrid membranes were fabricated from different graphene contents. We compared performance of composite membrane with different preparing method of graphene and content of modified graphene. The morphology of the composite membranes has been investigated using SEM. Chemical structure of modified graphene was analyzed using by FT-IR and EDX. The proton conductivity and methanol permeability of the hybrid membranes were studied with changing graphene content from 0.5 to 3.0 wt.%. The SPAES/modified graphene composite membranes showed high proton conductivity (0.21 S/cm) compared with the SPAES membrane (0.09 S/cm) at $80^{\circ}C$ and 100% relative humidity condition. And the methanol permeability was decreased linearly as the content of modified graphene increased from 0 to 1.5 wt%.

Proton Exchange Membrane from Hydrophobic-hydrophilic Block Copolymers based on Sulfonated Poly(arylene ether sulfone) in Fuel Cells (술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 구조를 가진 소수성-친수성 블록공중합체 연료전지용 고분자 전해질막)

  • Park, Ji-Young;Choi, Jong-Ho;Kim, Hyung-Joong;Hong, Young-Taik
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 2009.11a
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    • pp.195-196
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    • 2009
  • 술폰화 폴리아릴렌에테르술폰 공중합체를 기본구조로 한, 6F OH를 알코올 단량체로 사용하여 블록 공중합체를 직접 중합법으로 합성하였다. 이때 각각의 소수성-친수성 소중합체들은 동일한 분자량을 이용하여 합성했으며 그때의 두 소중합체의 몰비는 1:1로 하여 블록 공중합체의 술폰화도를 50%로 고정하였다. N-메틸-2피롤리돈(NMP) 용매 상에서 연료전지용 고분자 전해질 막을 제조하여 이온전도도 및 메탄올 투과도등의 측정을 통하여 최종 블록 공중합체 전해질 막의 기본 특성을 파악했다. 소수성-친수성 소중합체의 분자량을 조절함에 따라 최종 전해질 막의 이온 전도도를 향상시킬 수 있음이 확인되었고, 연료전지 성능 테스트 결과에서도 나피온(Nafion 115)과 비슷한 성능을 보였다.

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고분자재료의 전기전도

  • 이덕출
    • 전기의세계
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    • v.26 no.1
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    • pp.29-35
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    • 1977
  • 본고에서는 다음의 내용을 다루었다. 1. 전기전도현상 2. 전기전도기구, (1) 전자성전도, (2) 이온성전도

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고분자전기재료의 전기전도기구

  • 윤문수
    • 전기의세계
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    • v.35 no.5
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    • pp.301-307
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    • 1986
  • 본고의 내용은 다음과 같다. 1. 전기전도기구 1.1 전자성전도 1.2 이온성 전도 1.3 이동도의 측정 1.4 광전도 1.5 전도기구에 미치는 Doping효과

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Characterization of ion-conductive Behaviors for Crystalline/Amorphous Solid Polyether Electrolytes Using Supercritical $CO_2$ Fluid (초임계 이산화탄소 유체를 이용한 결정성/무정형 폴리에테르 전해질의 이온전도특성 연구)

  • ;Y. Tominaga;S. Asai;M. Sumita
    • Polymer(Korea)
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    • v.26 no.6
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    • pp.785-791
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    • 2002
  • The effect of the supercritical carbon dioxide (sc$CO_2$) on ion-conductive behaviors for polyether electrolytes based on, both poly (ethylene oxide) (PEO) and poly [oligo (oxyethylene glycol) methacrylate] (PMEO) with lithium triflate, LiCF$_3$SO$_3$, has been investigated. In particular, the present research is a new concept for improving the ionic conductivity of polyether electrolytes. The maximum ionic conductivity ($\sigma$$_{max}$) at room temperature of the PEO electrolyte was more than 100 times higher, and the $\sigma$$_{max}$ at 9$0^{\circ}C$ of the PMEO electrolyte was 30 times improved by the se$CO_2$ treatment, respectively. It was revealed that the penetration of $CO_2$ molecules into the polymer matrix causes the increase of carrier ions by ion-dispersion effect and the decrease of glass transition temperature (T$_{g}$) by plasticizing effect that results in the improvement of the ion transport behaviors.viors.