• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.1
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• pp.49-54
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• 2013

We fabricated a composite carbon electrode to remove nitrate ions selectively from a mixed solution of anions. The electrode was fabricated by coating the surface of a carbon electrode with the nitrate-selective anion exchange resin (BHP55, Bonlite Co.) powder. We performed capacitive deionization (CDI) experiments on a mixed solution containing chloride, nitrate, and sulfate ions using a BHP55 cell constructed with the fabricated electrode. The removal of nitrate ions in the BHP55 cell was compared to that of a membrane capacitive deionization (MCDI) cell constructed with ion exchange membranes. The total quantity of ions adsorbed in BHP55 cell was $38.3meq/m^2$, which is 31% greater than that of MCDI cell. In addition, the number of nitrate adsorption in the BHP55 cell was $15.9meq/m^2$ (42% of total adsorption), 2.1 times greater than the adsorption in the MCDI cell. The results showed that the fabricated composite carbon electrode is very effective in the selective removal of nitrate ions from a mixed solution of anions.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.211-212
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• 2011

플라즈마를 제어하기 위해서는 플라즈마의 온도, 밀도, 에너지 분포등과 같은 플라즈마의 특성을 정확히 측정할 수 있어야한다. 핵융합발전에서는 플라즈마를 발생하기 위하여 플라즈마의 온도, 밀도 등 각종 변수들을 시공간적으로 계측, 분석할 수 있는 진달설비를 사용하고 있으며, 정확한 플라즈마 제어와 측정을 위한 새로운 진단기술을 개발하고 있다. 그리고 중요한 변수중에 하나인 플라즈마 이온온도를 측정하기 위해 중성입자 검출법이 잘 알려져 있다. 이 실험은 수소 중성입자가 토카막 내부의 플라즈마 이온과 충돌하면서 생성된 고속 중성입자의 에너지를 분석하는 실험이다. 본 연구의 실험방법은 수소 중성입자를 이온빔 장치에서 이온화 시킨 후 자체 제작한 가속기를 통하여 가속시켜 에너지 특성을 분석을 하는 것이다. 본 연구의 실험장치로 에너지 교정용 100 keV 이온빔 소스를 제작 하였고 이온빔 장치 내부에 수소기체를 주입하고 기체방전을 일으켜 플라즈마를 발생시켰다. 이온빔 외부에는 팬을 설치하고 전도성이 강한 물 대신 전도성이 약한 오일을 사용하여 냉각 하였다. 이온빔 장치와 결합될 이온 가속장치는 지름 300 mm, 두께 2 mm의 원형 구리판을 여러층으로 쌓아 전극으로 제작하였고 전극과 전극 사이에서 코로나 방전과 스파크를 방지하기 위해 전극 둘레에 코로나링을 설치 하였다. 또한 전극 사이마다 1G${\Omega}$의 저항을 설치한 후 고전압을 생성하여 이온 가속 효율을 증대시켰다. 진공시스템으로는 Alcatel사의 CFF100 터보분자 펌프와 우성진공사의 MVP24 진공로타리펌프를 결합하여 사용하였으며, 진공도측정은 Alcatel사의 ACS1000 장치를 사용하였다. 고진공후 고속 중성입자의 이온화와 에너지 측정을 위한 전하교환기를 설치하였다. 전하교환기로는 진공시스템을 별도로 설치하고 비용이 비교적 많이 드는 기체형 전하교환기 대신 소형화가 가능하고 유지보수가 좋은 고체형 전하교환기 제작하여 실험 하였다. 전하교환기에서 이온화된 고속 중성입자가 전기장이나 자장에 영향을 받았을때 에너지분포를 디텍터를 통해 측정하였다. 즉, 이온화된 중성입자의 에너지가 실리콘 다이오드를 통해 전압 펄스 신호로 변환되고 이차 증폭기를 통해 전압 펄스 신호들이 증폭한다. 에너지 측정을 위한 디텍터는 소형화가 가능하고 비용이 비교적 적게 드는 실리콘 다이오드를 설치하였다. 본 연구결과 중성입자 에너지 분석 장치가 실제 핵융합 장치의 플라즈마 이온온도와 특성 측정에 적용할 수 있으며, 앞으로 개발될 여러 형태의 응용 플라즈마 발생장치의 플라즈마 진단에 이용될 것으로 기대한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2010.06a
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• pp.265-265
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• 2010

일반적으로 중금속이나 질산성 질소와 같은 이온성 물질들은 사람의 건강이나 생태계에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 이들 오염물질들은 그 종류에 따라 건강에 피해를 주는 정도에 차이가 있지만 안전한 생태환경을 유지하기 위해서는 이들 물질들을 효과적으로 처리할 수 있는 필터가 필요하다. 전극 필터에 최대한 많은 이온들을 흡착시키기 위해서는 전극의 비표면적을 높이는 것이 매우 중요하다. Metal Fiber Filter의 제작과 제작된 Filter의 전기적 특성과 비표면적 향상, 고정성 및 통전성, 축전용량과 전기흡착 및 탈착 경향을 관찰하기 위해 3전극 시스템을 이용하여 Cyclic Voltammetry(CV)와 Chrono-amperometry(CA)를 측정하고 표면의 기공 구조를 관찰하기 위해 주사전자현미경 (SEM;Scanning Electron Microscope)을 이용하여 전극에 생성된 미세 기공의 크기 및 크기 분포를 측정한다. 또한 제작된 Filter 전극을 이용하여 전기장 하에서 수질 속에 있는 질산성이온의 선택적 제거 효율을 측정하여 보고, 측정된 데이터 값을 통해 Metal Fiber Filter의 전기적 특성과 중금속이나 질산성 이온 물질들을 선택적으로 제거할 수 있는 Filter 전극 설계 근거를 제시하고자 한다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.33 no.4
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• pp.388-398
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• 1989

A continuous-automated method for the determination of nitrite ion using gas-sensing membrane electrode was developed. The pH electrode of tubular PVC membrane type was used as a detector of this system. The slope of linear response of the electrode measured at optimum conditions for the continuous-automated determination of nitrite ion was 63.5 mV/decade. The concentration range of linear response and detection limit were 2.5 ${\times}10^{-4}{\sim}\;7.5{\times}10^{-2}$M and $8.0{\times}10^{-5}$M, respectively. This detection system was not only less interfering to acidic gas species than other methods but also less time consumable for determination.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.31 no.3
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• pp.271-279
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• 1987

A nitrate ion-selective PVC membrane electrode based on ammonia modified bakelite A-Ni$(NO_3)_2$ complex as ion exchanger was prepared. The electrode gave a linear response with a Nernstian slope of 60mV per decade within the concentration range $1{\sim}10^{-4}$ M $KNO_3$ but nonresponse to hydrogen ion and multivalent anions. The selectivity, response time and life time of the electrode were investigated and it was found that the electrode exhibited good selectivity for four univalent anions ($Cl^-,\;Br^-,\;I^-,\;{ClO_4}^-$). Analytical application to the determination of nitrate were also studied.

• Proceedings of the Korean Nuclear Society Conference
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• 1995.05a
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• pp.980-986
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• 1995

LOMI(Low Oxidation State Metal Ion) 재염제의 구성성분 중 가장 중요한 성분인 $V^{2+}$-formate 를 formic acid 내에서 VO$^{2+}$ 이온을 전기화학적으로 환원시켜 제조하였다. 산성용액 내에서의 전기화학반응은 목적반응인 바나듐이온의 환원반응과 부반응인 수소이온의 환원반응이 경쟁적으로 일어나며 이는 전극재료의 영향을 크게 받는다. 따라서 본 연구에서는 Cyclic Voltammetry(CV) 방법으로 여러 가지 전극재료의 특성을 조사하여 공업적 활용이 가능한 전극으로 수은, 납 및 스테인레스 스틸을 선정하였다. 선정된 전극을 이용하여 제조실증시험을 수행한 결과 소량의 고순도 제염제의 제조에는 수은전극을 대략의 공업용 제염제가 필요한 경우에는 스태인레스 스틸 전극을 음극재료로 사용하는 것이 효과적임을 알 수 있었다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.23 no.6
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• pp.78-84
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• 2009

This paper presents measurement results of transient impedance for small-sized ground electrodes in a discharge region of soil. For a realistic analysis of ionization characteristics near the ground electrode, three types of ground rod installed outdoors and high voltage impulse generator were used for injecting test current. From the analysis of response voltage and current flowing ground electrode to earth, it is verified that the ionization near the ground electrode contributes to reduction of ground impedance and limits the ground potential rise effectively in high resistivity soil. As a threshold electric field density for ionization is small in low resistivity soil, the shape of ground electrode rarely contributes to the transient impedance. And, from the experiment result with shape of ground electrode, the rod with needles is more effective to reduce the transient impedance than the plate electrode in the voltage range including with ionization regions of soil.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.128-129
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• 2011

Mo 박막은 전기전도성과 열적 안전성이 우수하여 CIGS 용 후면전극으로 사용되고 있다. 많은 연구자들이 스퍼터링법을 이용하여 Mo 박막을 이중 박막으로 제조하고 있으며, CIGS 용 기판재로 SLG(Soda Lime Glass)와 연성기판재등이 주로 이용되고 있다. 연구에서는 SLG 기판재를 이용하여 스퍼터링법과 증착속도 및 이온화 등이 우수한 아크 이온 플레이팅법으로 Mo 박막을 제조하였으며, 제조된 Mo 박막을 CIGS 증착공정을 통하여 태양전지 효율을 측정하였다. 스퍼터링법과 아크 이온 플레이팅법으로 제조된 CIGS용 Mo 후면전극 위에 CIGS 박막 제조시 최대 효율은 11.43%, 11.14% 을 나타내었으며 Fill factor 는 67%와 57.3% 의 결과을 얻었다. 제조된 CIGS 셀의 단면 구조를 분석하기 위해 SEM 과 EDS 를 이용하였다. 두 공정방법으로 제조된 CIGS 셀의 단면을 관찰하여 Mo 전극위에 CIGS 박막 성장시의 입자크기가 스퍼터링법보다 아크 이온 플레이팅법이 박막성장이 더딘 것을 알 수 있었다. 그리고 아크 이온 플레이팅법을 이용한 SLG 기판재위에 CIGS 용 Mo 후면전극의 제조와 적용 가능성에 대해 알아보았다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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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.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.286.2-286.2
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• 2013

기존의 이온성 고분자-금속 복합체(IPMC)는 백금(Pt)전극을 이온성 전기활성 고분자(Ionic electroactive polymer)인 나피온에 무전해 도금으로 만들어졌다. 본 연구는 백금전극을 그래핀으로 대체하여 투명 이온성 고분자-그래핀 복합체(IPGC)를 제작하였다. 그래핀은 근적외선 화학기상증착법(NIR-CVD)으로 전이금속 (Cu, Ni) 위에 탄화수소 가스(CH4)를 이용하여 성장하였다. 전이 금속위에 성장된 그래핀을 나피온 양쪽면에 van der Waals 결합력을 이용하는 습식 전이공정으로 전극을 형성하였다. IPGC는 면 저항(4-point probe), 투과도(UV/Vis spectrometer) 및 라만 분광법(Micro Raman spectroscopy)의 측정으로 그래핀 전극의 특성평가를 하였고, 전계방사 주사전자현미경(Field Emisson Scanning Electron Microscope; FE-SEM)을 사용하여 IPGC의 구조적 특성을 확인하였다. 제작된 IPGC의 성능은 백금전극을 이용한 IPMC의 변위(displacement), 힘(force), 작동 주파수(Operating frequency) 분석을 통해 비교 평가하였다.