• Title/Summary/Keyword: 이온전도성

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Electrohydrodynamic Treatment of the Shape and Stability of Liquid Metal Ion Sources (액체금속 이온 소오스의 모양과 안정도에 대한 전자유체역학적 연구)

Electrical Properties and Synthsis of Large Area Conductive Nano Carbon Films by Linear Ion Beam Source

  • Yeo, Gi-Ho;Sin, Ui-Cheol;Yu, Jae-Mu
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 2014.02a
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    • pp.220.1-220.1
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    • 2014
  • 본 연구에서는 PECVD 공법 중에 이온화 에너지가 높은 선형이온빔 소스를 이용하여 고온에서 전도성 카본박막을 코팅하였다. 카본 박막 코팅을 위한 Precursor는 $C_2H_2$ gas를 이용하였으며, 온도에 따른 카본 박막의 전기적 특성 및 두께에 따른 카본 박막 성장 구조를 분석하였다. 카본 박막의 전기적 특성은 Interfacial contact resistance (ICR) 방법으로 측정하였으며, 접촉 저항 측정을 위한 모재는 SUS316L stainless steel을 사용하였고 카본 박막 성장 구조 분석을 위해서는 폴리싱된 Si-wafer를 사용하였다. 선형이온빔 소스를 이용하여 상온에서 증착한 카본 코팅의 접촉저항 값은 50 nm 코팅 두께에서 $660m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 비정질상의 특성을 나타냈으며, 고온에서는 $14.8m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$으로 온도가 증가함에 따라 비정질상의 카본 박막이 전도성을 가지는 카본박막으로의 성장을 확인할 수 있었다. 또한 전도성 카본 박막의 성장 구조 분석은 FE-SEM 및 Raman spectrum 분석을 통해 확인하였으며, 그 결과 코팅 두께가 증가할수록 카본 입자들은 수nm에서 약 150 nm의 카본 cluster를 형성하며 성장하였다. 이때 전도성 카본 박막의 두께에 따른 접촉저항의 값은 고온 조건에서 카본 박막의 두께가 약 100 nm일 때, $12.1m{\Omega}cm^2@10kgf/cm^2$의 가장 낮은 값을 가졌다. 위의 결과를 경제성이 아주 우수한 대면적 전도성 나노 카본 박막의 상용화 가능성이 높아질 것으로 기대된다.

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Development of Polymer Electrolyte Membranes Using Dipole-dipole Interaction for Fuel Cell Applications (쌍극자-쌍극자 상호작용 형성을 이용한 향상된 기능의 연료전지용 고분자 전해질 막의 개발)

  • Won, Mihee;Kwon, Sohyun;Kim, Tae-Hyun
    • Journal of the Korean Chemical Society
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    • v.59 no.5
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    • pp.413-422
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    • 2015
  • Proton exchange membrane (PEM), which transfers proton from the anode to the cathode, is the key component of the proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Nafion is widely used as PEM due to its high proton conductivity as well as excellent chemical and physical stabilities. However, its high cost and the environmental hazards limit the commercial application in PEMFCs. To overcome these disadvantages, various alternative polymer electrolytes have been investigated for fuel cell applications. We used densely sulfonated polymers to maximize the ion conductivity of the corresponding membrane. To overcome high swelling, dipole-dipole interaction was used by introducing nitrile groups into the polymer backbone. As a result, physically-crosslinked membranes showed improved swelling ratio despite of high water uptake. All the membranes with different hydrophilic-hydrophobic compositions showed higher conductivity, despite their lower IEC, than that of Nafion-117.

Preparation and Characterizations of Ferroxane-Nafion Composite Membranes for PEMFC (PEMFC용 Ferroxane-나피온 복합막의 제조 및 특성분석)

  • Shin, Mun-Sik;Oh, Gyu-Hyeon;Park, Jin-Soo
    • Membrane Journal
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    • v.26 no.2
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    • pp.135-140
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    • 2016
  • In this study, the organic-inorganic composite membranes composed of iron oxide (Ferroxane) and Nafion were developed as an alternative proton exchange membranes (PEMs) in proton exchange membrane fuel cell (PEMFC). Acetic acid-stabilized lepidocrocite (${\gamma}$-FeOOH) nanoparticles (ferroxane) was synthesized, and the ferroxane-Nafion composite membranes were prepared by mixing Nafion with the ferroxane. The composite membranes were investigated in terms of ionic conductivity, ion exchange capacity (IEC), FT-IR, thermal stability, etc. As a result, the ferroxane-Nafion composite membranes showed higher proton conductivity, IEC, thermal stability than Nafion recast membranes. The proton conductivity and IEC of the composite membrane with the best performance were $0.09S\;cm^{-1}$ and $0.906meq\;g^{-1}$, respectively.

Filtering Characterization of Dense Ceramic Membrane for Hydrogen Separation (수소분리용 치밀질 세라믹 멤브레인의 여과특성)

  • Hwang, Kwang-Taek;Cheong, Hun
    • New & Renewable Energy
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    • v.1 no.4 s.4
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    • pp.19-24
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    • 2005
  • 수소 여과용 치밀질 membrane의 제조는 기존의 SC($SrCeO_3$)보다 높은 여과특성을 가지는 BC($BaCeO_3$)구조의 재료를 이용하여 시편을 제조하였고, 시편의 물성은 기공율, 수분에 대한 내구성 그리고 여과 특성을 측정하였다. 우선 열적 안정성 및 수분에 대한 내구성 향상은 $Y_2O_3$를 0.1mol첨가 하였을 때 1% 이내의 기공율을 가지고 있었으며 수분에 대한 안정성을 위해 boiling test에서도 균열이 발생되지 않고 안정적인 것을 확인할 수 있었다. 또한 여과 특성을 향상시키기 위해 Ce과 치환이 가능하고 전도성을 향상시킬 수 있는 $Ga_2O_3$, $La_2O_3$을 치환하여 물성을 측정한 결과 $Ga_2O_3$은 0.05, $La_2O_3$ 0.1mol%가 최적이었으며, 이들 중 $Ga_2O_3$가 0.05mol 첨가 되었을 때 가장 높은 이온 전도도 값을 얻었으며, $La_2O_3$이 첨가된 경우가 다음으로 높게 나타났다. 전자 전도성을 높이기 위하여 Pt를 sol로 만들어 나노 입자로 분산 시키는 방법으로 실험을 실시 $500^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 복합전도에 의해 전도도가 향상되어지는 것을 확인할 수 있다. 또한 이들 시편의 여과 특성을 측정한 전도도 측정의 결과와 동일한 결과를 얻을 수 있었다.

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Effect of Fiber Orientation on Ionic Conductivity of Electrospun Polyimide Nanofibers Mats (전기방사 폴리이미드 나노섬유매트의 섬유배향이 이온전도도에 미치는 영향)

  • Huh, Yang-Il;Kim, Young-Hee;Ahn, Jou-Hyeon;Lee, Hong-Ki;Nah, Chang-Woon
    • Elastomers and Composites
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    • v.45 no.1
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    • pp.40-43
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    • 2010
  • In this study, polyimide(PI) nanofibers mats were prepared by electrospinning and three different fiber morphologies of random, uniaxial, and biaxial orientation were prepared by controlling the speed of drum-shaped collector and other parameters. The SEM studies reveal that the aforesaid morphologies were obtained on the nano-fibrous mats prepared. The ionic conductivity was measured using an in-plane type conductivity tester for the PI mats soaked in the mixture of 1M lithium trifluoro-methane-sulfonate and tetra-ethylene glycol dimethyl ether. The ionic conductivity was surprisingly higher for the biaxial PI mats. For the uniaxially-oriented mats, the ionic conductivity was found to be higher in the parallel direction compared to the perpendicular direction of the fiber orientation. A curious cyclic fluctuation was found in the ionic conductivity with time. The observed behavior was explained by considering the distance between fibers and transport speed of ions used in this study.

ITO deposition by Ion beam sputtering

  • 한영건;조준식;최성창;고석근;김동환
    • Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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    • 1999.07a
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    • pp.97-97
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    • 1999
  • 이온빔 스퍼터링을 이용해 유리 기판위에 Tin-doped Indium Oxide (ITO) 투명 전도성 박막을 성장시켜 이온빔의 전류밀도와 에너지 그리고 기판 온도에 따르는 ITO박막의 구조적, 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 또한, 반응성 가스인 산소의 아르곤에 대한 유량비를 변화시켜 이온 빔 스퍼터링시에 산소 분압이 ITO 박막의 물성에 미치는 영향을 조사하였다. 이온 소스는 직경 5-cm인 cold hollow cathode ion gun을 이용하였으며 base pressure는 2$\times$10-5 Torr이며 가스 주입 후의 3$\times$10-4 Torr이하의 working pressure에서 박막을 증착하였다. 이온 전류 밀도는 5$\mu$A~15$\mu$A까지 변화시켰으며 이온 에너지는 0.7keV~1.3keV까지 변화시켰다. 반응성 가스는 아르곤에 대하여 Zmrp 0, 50, 100%까지 변화시켰으며 기판 온도는 50, 100, 150, 20$0^{\circ}C$로 변화시켰다. ITO 박막의 결정구조는 Ar 이온만으로 스퍼터링한 경우에는 XRD 상에서 [400] 방향으로 우선성장하였으며 산소분압이 증가함에 따라 [222] 방향으로 우선 성장함을 확인 할 수 있었다. 전기적 특성은 Ar ion에 Oxygen ion의 비율이 약간만 증가하여도 비저항의 큰 증가를 보여 주었다. 이는 산소 vacancy의 감소에 의한 것으로 여겨진다.

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Development of Conductivity Cell and Suppressor for Capillary Column Ion Chromatography (모세관 컬럼 이온 크로마토그래피를 위한 Conductivity Cell과 Suppressor의 개발)

  • Pyo, Dongjin;Kim, Hohyun
    • Analytical Science and Technology
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    • v.12 no.2
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    • pp.89-93
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    • 1999
  • In this study, conductivity cell and suppressor for micro-column ion chromatography were developed to analyze ions in small columns of samples. With a capillary column, the flow rate of the mobile phase is so small (usually $5{\sim}20{\mu}L/min$) that the usual conductivity cell can not be used. Therefore, we developed a new type of conductivity cell and suppressor which have small inner volumes. The conductivity cell was made with two Pt hypodermic needles (i.d. 0.010 mm) which are slightly separated (about $2{\mu}m$), and the suppressor was made of Nafion tubings. When several anions(fluoride, nitrite, nitrate, chlorate) were analyzed using developed conductivity cell and suppressor, a good chromatogram was obtained.

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