• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권1호
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• pp.9-15
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• 2005

본 연구에서는 전기화학적 방법에 의한 암모니아의 질소화 분해 특성을 파악하기 위하여 여러 암모니아 전해 실험 변수에 대하여 조사하였다. $IrO_2$, $RuO_2$, Pt 양극에서 암모니아의 분해에 대한 pH 및 염소 이온의 영향이 상호 비교되었으며, 전해 반응기에서의 분리막의 존재 유무, 전류밀도, 암모니아 초기 농도 등의 변화에 따른 암모니아의 전기화학적 분해 특성이 조사되었다. 산성이나 알칼리 조건에서 암모니아의 분해에 대한 전극의 성능은 전체적으로 $RuO_2{\approx}IrO_2>Pt$ 순으로 나타났다. 암모니아의 분해는 전극에 공급되는 전류 밀도가 $80mA/cm^2$에서 가장 높았으며 그 이상의 전류 밀도에서는 산소발생에 의해 암모니아의 전극 흡착이 영향을 받아 오히려 감소되었다. 암모니아 용액에 존재하는 염소 이온의 농도가 증가할수록 암모니아의 분해는 증가하나 10 g/l 이상에서는 분해율 증가가 크게 둔화되었다. pH 7의 전해 반응의 경우 전극 표면에서 OH 라디칼이 생성되어 암모늄 이온의 분해가 이루어지는데, 이 OH 라디칼은 $RuO_2$ 전극에서 가장 많이 생성이 되었다.

• 전기화학회지
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• 제15권1호
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• pp.41-47
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• 2012

조류제거를 위한 구리이온을 생성하기 위한 환형 흐름 구리 전기분해 반응기 시스템을 구성하고 그 가동특성에 대하여 고찰하였다. 또한 구리이온이 조류에 미치는 영향도 살펴보았다. 인가전류를 증가하면 균등조로부터 배출되는 구리 이온 농도가 비례적으로 증가함을 알 수 있었다. 전류 밀도를 조절하여 원하는 구리농도를 얻을 수 있음을 알았으며 패러데이 효율은 90% 이상임을 알 수 있었다. 유량을 증가시키면 구리이온농도는 감소하였으며 이는 전극에서의 반응속도와는 상관없이 물의 증가량에 따른 희석 때문임을 알 수 있었으며 농도 과전위 영향은 미미하였다. pH가 증가할수록 생성되는 구리이온 농도는 이에 반비례하여 감소하였고 전기전도도의 변화는 배출되는 구리이온 농도에 별 영향을 미치지 않았다. 구리이온 농도가 증가시킬 경우 Chlorophyll-a 농도가 크게 감소함을 볼 수 있으며, 구리 이온 농도가 0.2 ppm 이상일 때 조류가 효과적으로 제거됨을 알 수 있다. 황산구리를 용해시킨 구리이온이나 전기분해를 통해 얻은 구리이온을 투여한 경우 별차이가 없었으며 5일 후 조류 제거효율은 0.4 ppm이상의 농도에서는 90%이상이었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2009년도 추계학술발표대회
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• pp.24.2-24.2
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• 2009

Indium Antimonide(InSb)는 $3{\sim}5\;{\mu}m$대 적외선 감지영역에서 기존 HgCdTe(MCT)를 대체할 물질로 각광받고 있다. 1970년대부터군사적 용도로 미국, 이스라엘 등 일부 선진국에서 연구되기 시작했으며,이온주입, MOCVD, MBE 등 다양한 공정을 통해 제작되어 왔다. InSb 적외선 감지소자는 $3{\sim}5{\mu}m$대에서 HgCdTe와 성능은 대등한데 반해, 기판의 대면적화와 저렴한 가격, 우주공간 및 야전에서 소자 동작의안정성 등으로 InSb적외선 감지기는 냉각형 고성능 적외선 감지영역에서 HgCdTe를 대체해 가고 있다. 하지만 InSb는 77 K에서 0.225eV의 작은 밴드갭을 갖고 있기 때문에 누설전류로 인한 성능저하가 고질적인문제로 대두되었고, 이를 해결하기 위한 고품질 절연막 연구가 InSb적외선 수광 소자 연구의 주요이슈 중 하나가 되어왔다. 그 동안 PECVD, photo-CVD, anodic oxidation 등의 공정을 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$, 양극산화막(anodic oxide) 등 다양한 절연막에 대한 연구가 진행되었고[1,2], 절연막과 반도체 사이 계면에서의 열확산을 억제하여 계면트랩밀도를 최소화하기 위한 공정개발이 이루어졌다[3]. 하지만 InSb 적외선 감지기술은 국방 및 우주개발의 핵심기술중 하나로 그 기술의 이전이 엄격히 통제되고 있으며, 현재도 미국과 이스라엘, 일본, 영국 등 일부 선진국 만이 기술을 확보하고 있고, 국내의 경우 연구가 매우 취약한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 InSb 적외선 감지기의 암전류를 제어하기 위한 낮은 계면트랩밀도를 갖는 절연막 증착 공정을 찾고자 하였다. 본 연구에서는 n형 (100) InSb 기판 ($n=0.2{\sim}0.85{\times}10^{15}cm^{-3}$ @ 77K)에 PECVD를 이용하여 $SiO_2$, $Si_3N_4$ 등을 증착하고 절연막으로서 이들의 특성을 비교 분석하였다. $SiO_2$는 160, 200, $240^{\circ}C$에서 $Si_3N_4$는 200, $300^{\circ}C$에서 증착하였다. Atomic Force Microscopy(AFM) 사진으로 확인한 결과, 모든 샘플에서표면거칠기가 ~2 nm의 평탄한 박막을 얻을 수 있었다. Capacitance-Voltage 측정(77K)을 통해 절연막 특성을 평가하였다. $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두에서 온도가 증가할수록 벌크트랩밀도가 감소하는 경향을 볼 수 있었는데, 이는 고온에서 증착할 수록 박막 내의 결함이 감소했음을 의미한다. 반면계면트랩밀도는 온도가 증가함에 따라, 1011 eV-1cm-2 대에서 $10^{12}eV^{-1}cm^{-2}$ 대로 증가하였는데, 이는 고온에서 증착할 수 록 InSb 표면에서의 결함은 증가하였음을의미한다. 암전류에 큰 영향을 주는 것은 계면트랩밀도 이므로, $SiO_2$와 $Si_3N_4$ 모두 $200^{\circ}C$이하의 저온에서 증착시켜야 함을 확인할 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제18권6호
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• pp.400-407
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• 1974

60몰%$AlCl_3$-40몰% NaCl의 용융염($453^{\circ}$<\TEX>K)속에든 알루미늄 전극에 대하여 전류-전압 편극곡선을 얻었다. 50mA/$CM^2$보다 큰 전류밀도에서는 옴-저항에 의한 전위차가 양극전위에 상당히 기여하므로 저항이 큰 $AlCl_3$(혹은 $AlCl_3$ 의 농도가 큰 멜트)의 층이 양극표면에 가까이 형성된다고 결론지었다. IR-전위차에 대하여 보정한 후의 Tafel곡선과 Allen-Hickling 곡선으로 부터 겉보기 transfer-coefficient, ${\alpha}_a$=(2.3RT/F)(dlogi/d${\eta}$)=$1.5{\pm}0.25$가 얻어졌다. 약 30mA/$cm^2$보다 큰 음극전류밀도에서는 느린 이온확산과 dendrite 생장 때문에 속도론적 측정이 방해 받았다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 춘계학술대회 논문집 전기설비전문위원
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• pp.28-30
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• 2008

본 논문은 국내 실정에 적합한 초고압 가공 직류 송전(HVDC)선로 설계를 위해서 세계적으로 처음 시도되는 가변 기능을 지닌 Proto Type HVDC 실규모 시험선로의 설계와 구축에 대해 소개한다. 시험선로는 초고압 직류송전시 발생하는 이온의 흐름에 의한 이온전류 밀도, 대전 전압, 지표면 전계강도 등 이온류(Ion류(流))에 의한 전기환경장애 및 코로나 영향을 검토하여 환경 친화적 HVDC 송전선로 설계기준을 도출하는데 있다. 이에 따라 HVDC 실규모 시험선로는 요크, 특수 애자련, 특수 arm을 사용하여 철탑의 극간 배치, 도체 배치 변경 및 지상고 변경이 가능하도록 winch를 채용하여 절연설계 조건의 유동성, 환경, 지지물, 송전기자재, 경제성 및 운용의 효율성을 종합적으로 고려할 수 있도록 특수한 형태로 설계되었으며, 본 논문은 상용 가공 HVDC 송전방식의 적용에 앞서 현재의 상황을 고려한 가공 HVDC 실증시험을 수행하기 위한 시험선로의 설계 및 구축에 대하여 기술하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
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• pp.458-459
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• 2008

본 논문은 폭넓은 전기환경 실증연구가 가능한 실규모 HVDC 시험선로의 설계 및 구축에 대해 소개한다. 국내 실정에 적합한 초고압 가공 직류송전(HVDC)선로 설계를 위해서는 전기적인 환경 장애를 일으키지 않는 환경친화적인 설계 및 건설에 대한 대안이 마련되어야 한다. HVDC 선로의 전기적인 환경영향은 주로 (+)극과 (-)극에서 발생하는 이온의 흐름에 의한 이온전류 밀도, 대전전압, 지표면전계강도 등 이온류(Ion流)의 영향과 초고압 송전에 따른 코로나 영향에 대해 검토하는 것이다. HVDC 실규모 시험선로는 요크, 특수 애자련, 특수 arm을 사용하여 철탑의 극간 배치, 도체 배치 변경 및 지상고 변경이 가능하도록 winch를 채용하여 절연설계 조건의 유동성, 환경, 지지물, 송전기자재, 경제성 및 운용의 효율성을 종합적으로 고려할 수 있도록 특수한 형태로 설계하여 각종 전기환경 실증연구가 가능하며 국내 환경 특성에 적합한 최적 극배치 좌표 도출이 가능하도록 구축되었다. 본 논문은 상용 가공 HVDC 송전방식의 적용에 앞서 현재의 상황을 고려한 전기환경 실증 연구가 가능한 실규모 HVDC 시험선로의 설계 및 구축에 대하여 기술하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2012년도 제42회 동계 정기 학술대회 초록집
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• pp.430-430
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• 2012

Modulated pulsed power (MPP) 스퍼터링은 펄스 전압 shape, amplitude, duration의 modulation을 통해 증착율 손실을 극복하는 고출력 펄스 마그네트론 스퍼터링의 한 종류이다. Micro second 범위에서 on/off 시간을 다중 세트 형태로 자유롭게 프로그램 할 수 있어서 아킹 없이 고전류 영역의 마그네트론 동작을 할 수 있으므로, 고주파 유도 결합 플라즈마원이나 마이크로웨이브 투입 등의 부가적인 플라즈마 없이도 스퍼터링 재료의 이온화 정도를 획기적으로 높일 수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서는 $2{\times}1{\times}0.2$의 sputtering system에서 기판 캐리어를 이용해서 $400{\times}400mm$ 기판을 $272{\times}500mm$ 크기의 AZO target (Al 2 wt%)이 설치되어 있는 moving magnet cathode (MMC)을 이용하여 MPP로 증착했다. 두 종류의 micro pulse set을 하나의 macro pulse에 사용함으로서 weakly ionized plasma와 strongly ionized plasma를 만들 수 있다. 다양한 micro pulse set을 이용하여 평균 전력 2 kW에서 peak 전력을 4 kW에서 45 kW까지 상승 시킬 수 있으며, 이 때 타겟-기판 거리 80 mm에서 이온전류밀도는 $5mA/cm^2$에서 $20mA/cm^2$까지 상승했다. MPP는 같은 평균 전력에서 repetition frequency가 증가할 때, 증착 속도가 증가했으며, 같은 repetition frequency에서 macro pulse length가 증가할 때도, 증착 속도가 증가했다. 최적화된 marco, micro pulse set에서 증착 속도는 평균 전력 2 kW에서 110 nm/min이었고, 700 nm의 박막에서 비저항은 $1-2{\times}10^{-3}ohm{\cdot}cm$였다. 표면거칠기 Rrms는 약 3 nm였고, 400-700 nm 영역의 평균 투과도는 72-76%였다.

• 한국재료학회지
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• 제8권10호
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• pp.950-955
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• 1998

Ar 이온 식각법을 이용하여 (001) SrTiO3(STO) 단결정 기판 위에 200nm 높이의 계단형 모서리를 제작하였다. 계단식은 입사하는 Ar 이온 빔에 대한 Ar 이온 입사각과 마스크 회전각을 조절함으로써 38$^{\circ}$-70$^{\circ}$의 넓은 범위로 제어할 수 있었다. 초전도 YBa2Cu3O7-$\delta$박막은 계단이 있는 STO 기판 위에 펄스레이저 증착법을 이용하여 증착하였으며, 박막의 두께는 계단 높이에 대한 박막의 두께비가 0.5-1.2가 되도록 하였다. 계단형 모서리 조셉슨 접합의 임계전류밀도와 IcRn값은 77K에서 각각 104A/$\textrm{cm}^2$, 70-200$\mu$V이었다.

• 멤브레인
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• 제24권5호
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• pp.386-392
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• 2014

두 종류의 막(다공성 막, 양이온교환막)을 사용하여 아연-브롬 레독스-흐름 전지(ZBRFB, Zn-Br redox-flow battery)의 성능을 평가하였다. ZBRFB의 성능평가는 $20mA/cm^2$의 전류밀도에서 진행하였다. 다공성 막인 SF-600을 사용한 ZBRFB의 기전력(SOC 100%에서의 OVC)은 1.87 V, 양이온교환막인 Nafion117 막을 사용한 ZBRFB의 기전력은 1.93 V를 나타냈다. 각 막을 사용한 ZBRFB의 성능은 7회 충 방전 실험을 진행하여 평가하였다. SF600 막을 사용한 ZBRFB의 평균 전류효율은 89.76%, 평균 전압효율은 83.46%, 평균 에너지효율은 74.88%를 나타냈으며, Nafion117 막을 사용한 ZBRFB의 평균 전류효율은 97.7%, 평균 전압효율은 76.33%, 평균 에너지효율은 74.56%를 나타냈다.

• 전기화학회지
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• 제14권1호
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• pp.38-43
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• 2011

상온 이온성액체에 PC (Propylene carbonate)를 첨가하여 이온성액체(EMI-BF4)가 갖고있는 점도를 감소하고자 하였으며 EDLC에 적용하여 전기화학적 거동을 고찰하였다. 이온성액체는 충분한 이온을 가지고 있기 때문에 이온이 없는 PC를 첨가 하여도 용량구현에는 문제가 되지 않는다. 점도가 낮아짐에 따라 전해액 저항이 감소하였다. 또한 EDLC 적용시 대전류 방전용량을 확인한 결과 이온성액체에서는 $80\;mA/cm^2$의 전류밀도에서 73.1%의 용량을 유지하였지만 PC의 함량이 40 vol%인 경우 최고 81.9%까지 증가되었다.