• 전자공학회논문지D
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• 제35D권11호
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• pp.91-99
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• 1998

본 논문에서는 광통신용 5Gbps급 LiNbO₃ 패키징(packaging)하여 그 제반특성을 조사하였다. 광위상변조기의 광도파로는 양자교환법(APE, annealed proton exchange)으로 제작하였고 마이크로파전극은 ACPS(asymmetric coplanar strip)로 설계하였다. 소자특성으로 제작한 LiNbO₃위상변조기를 파장 1550nm에서 구동시켰을 때 소자의 변조대역폭, 삽입손실 및 구동전압은 각각 7㎓, 3.0dB 및 6V를 나타내었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.341-348
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• 2016

The experiments related on structure and water electrolysis performance of HALE UAV stack were conducted in this study. Anode catalyst $IrRuO_2$ was prepared by Adam's fusion methods as 2~3 nm nano sized particles, and the cathode catalyst was used as commercial product of Premetek. The MEA (membrane electrode assembly) was manufactured by decal methods, anode and anode catalytic layers were prepared by electro-spray. HALE stack was composed of 5 multi-cells as $0.2Nm^3/hr$ hydrogen production rate with hydrogen pressure as 10 bar. The water electrolysis performance was investigated at atmospheric pressure and temperature of $55^{\circ}C$. Best performance of HALE UAV stack was recorded as cell voltage efficiency as 86%.

• 공업화학전망
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• 제24권4호
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• pp.1-21
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• 2021

화석연료의 과도한 사용으로 유발된 기후변화 문제를 해결하기 위해 대체에너지의 개발에 대한 관심이 높아지고 있는 가운데 재생가능하며 친환경적인 수소에너지가 실현가능한 궁극적 대안으로 주목받고 있다. 다양한 수소 생산 기술 중 물의 전기분해를 이용한 수전해 기술은 온실가스와 같은 오염물질을 배출하지 않으며 재생에너지와 연계하여 미이용 전력을 대용량 장주기로 저장할 수 있다는 장점이 있다. 수전해 장치는 수소와 산소를 발생하는 전극과 기체의 섞임을 방지하고 이온을 전달하는 분리막으로 구성되며 그 중 분리막은 수전해 장치의 효율과 안정성을 결정짓는 핵심 부품이다. 본 총설에서는 수전해 기술 중 저온 수전해에 해당하는 알칼라인 수전해(alkaline water electrolysis), 고분자전해질막 수전해(polymer electrolyte membrane water electrolysis)와 음이온교환막 수전해(anion exchange membrane water electrolysis)에 사용되는 분리막에 대한 특성을 분석하고 최근 연구 동향에 대해서 다루고자 한다.

• 한국토양비료학회지
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• 제42권6호
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• pp.513-521
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• 2009

본 연구는 현장에서 신속히 토양양분을 측정하기에 적합한 집적형 미세 이온선택성 전극을 토양화학성 분석에 이용하기 위하여, 이에 적합한 침출액의 종류와 양과 같은 분석방법을 개발 하는 데에 목적을 두었다. 대상 토양화학성들은 교환성 양이온들($K^+$, $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Na^+$)과 무기태 질소들($NH_4{^+}$, $NO_3{^-}$) 이었으며, 분석법 개발의 목표는 다 성분 동시침출액 종 선발에 있었다. 침출액 자체에 존재하는 화학종들은 이온간 방해작용으로 이온선택성 전극의 분석능에 영향을 미친다. 순수 용액 내에서는 0.01M HCl 과 1M LiCl 이 모든 분석대상 화학종과 그들의 존재 농도범위($10^{-1}M{\sim}10^{-4}M$)에 대하여 가장 Nernst 이론값에 근접하였다. 그러나 실제 토양 침출용액에서 1M LiCl은 고농도(1M)의 $Li^{+}$ 존재로 말미암아 분석대상 화학성분의 선택성이 현저히 낮아짐을 알 수 있었다. 반면에, 0.1M HCl로 침출하여 10배 희석 측정하거나 또는 0.01M HCl로 직접 침출하여 측정하는 것은 표준분석 방법과 고도의 유의성이 있는 상관관계를 보이므로 최적 분석 방법으로 밝혀졌다. 토양에 대하여 집적형 이온선택성 미세 전극을 사용한 분석치와 표준분석법 분석치의 사이의 회귀상관에서는 $K^+$, $Na^+$, $Ca^{2+}$, $NO_3{^-}$가 매우 우수한 회귀상관 관계를 보였다. 그러나 $NH_4{^+}$이온은 $K^+$이온과 혼재할 때 $K^+$이온의 간섭으로 매우 낮은 선택성을 나타내었다. 또한, $Mg^{2+}$이온은 현재까지 이온선택성 막을 위한 최적의 Ionophore(이온투과 담체)가 개발되어 있지 않아 분석의 어려움이 있었다.

• 분석과학
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• 제9권3호
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• pp.270-278
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• 1996

5, 10, 15, 20-tetraphenyl(porphyrinato)manganase(III) chloride(Mn(TPP)Cl)를 감응성 물질로 사용하는 염화이온 선택성 전극의 감응 메카니즘을 동일한 막 조성을 갖는 optode의 가시광선 스펙트럼 변화를 관찰하여 연구하였다. 고분자막 내에서 망간포르피린의 리간드인 염화이온은 물분자와 치환되며, 시료 용액의 할로겐족 음이온들은 고분자막으로 들어와 망간포르피린에 치환된 물분자 리간드를 다시 치환함으로써, 그리고 살리실산과 같은 지용성 음이온들은 포르피린 주변의 염화이온들과 이온 교환을 함으로써 감응전위를 발생하는 것으로 보인다. 또한 각 음이온들에 대한 선택성을 결정하는 중요한 요소는 망간포르피린-음이온 리간드의 결합상수와 음이온의 수화엔탈피의 균형에 의하여 결정되는 것임을 확인할 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제22권4호
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• pp.347-353
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• 2002

수용액에 포함된 수소이온$(H^+)$의 농도를 측정하는 유리 전극형 수소이용 농도(pH) 센서의 기본 구조를 bulk micromachining 기술로 구현하여 소형의 pH 센서를 제작하였다. 박막 증착이 가능한 경사 식각으로 개방된 2개의 기본 구조물을 형성하고, 일정 전위를 유지하기 위한 기준전극은 식각된 구조물 경사면에 박막형 Ag/AgCl으로 확보하였다. $H^+$과 교환 반응으로 전위를 발생시키는 감응부는 Na이 20%이상 포함된 glass로 $100{\mu}m$ 내외로 미세 연마하여 기본 구조물에 접합하여 완성하였다. 또한 외부 용액과 기준 용액의 혼합을 방지하면서 전류 도통 역할을 하는 액간 접촉부는 $50{\mu}m{\times}50{\mu}m$ 크기의 Si 이방성 식각 부분에 한천을 삽입하고 난 다음 기존의 구조물에 접합하여 형성하였다. 각 구조물을 완성한 다음 2M 농도의 KCI 기준 용액을 구조물에 채우고, 상용 에폭시로 센서 구조물을 밀봉하여 센서를 완성하였다. 제작된 pH 센서들은 표준 pH 용액에 대하여 약 90mV/pH의 전위값이 측정되었다.

• 대한화학회지
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• 제27권4호
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• pp.279-286
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• 1983

몇가지의 알파입자를 방출하는 핵종, 즉 악티늄족 원소들, $^{207}Bi$ and $^{210}Po$을 전해석출하는 장치를 만들었다. 스텐레스 원판으로된 환원전극에 이 동위원소들을 석출했으며(석출부분 직경=18mm), 산화전극으로는 백금선을 썼다. 전해질로 염화암모늄을 쓰고, 초기 pH=4, 염소이온농도=0.6M이하, 용액부피=15ml로 하여 1.5암페어(전류밀도=0.59A/$cm^2$)의 전류를 100분간 흘려주어 98.3%의 석출 회수율과 ${\pm}$0.7%의 재현도를 얻었다. 석출된 시료의 알파스펙트럼을 측정한 결과 에너지 분리도로서 $^{210}Po=18.3keV, ^{234}U=21.8keV$ 및 $^{239}Pu=36.0keV$인 반치전폭(full width at half maximum)을 얻었다. 국산 천연우라늄(충북·괴산) 시료를 전해석출하여 그의 알파스펙트럼을 구한 결과 $^{238}U\;:\;^{234}U\;=\;:\;6.1{\times}10^{-5}$을 얻었으며 $1.8{\sim}10^{13} neutrons/cm^2{\cdot}sec$인 중성자속으로 144일 동안 쪼여준 238U 시료를 전해석출하여 그의 알파스펙트럼을 구한 결과 $^{238}U\;:\;^{239}Pu\;:\;241Am\;=\;100\;:\;0.0263\;:\;5.20{\times}10^{-5}$을 얻었다. 조사시료중의 $^{238}U$에 대한 본실험의 정량결과는 고체형광측정법 및 질량 스펙트럼법에 의한 결과들과 상대오차 1.6% 이내에서 일치하였으며, $^{239}Pu$의 경우는 음이온교환분리-알파스펙트럼 측정 및 삼불화테노일아세톤(thenoyltrifluoroacetone)을 쓴 용매추출-알파스펙트럼 측정에 의한 정량결과들과 상대오차 ${\pm}$4.0%이내에서 일치하였다.

• 대한화학회지
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• 제40권5호
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• pp.341-346
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• 1996

$(Cin)Cu(NO_3)_2$으로 변성된 턴소반죽전극을 제작하여 $I^-$이온을 벗김전압전류법을 이용하여 정량하였다. $I^-$이온은 변성제인 $(Cin)Cu(NO_3)_2$착물에 배위된 $NO_3^-$와 이온교환에 의해 변전극에 감응하며, 산화전위는 +0.72 V였다, $I^-$ 이온의 최적분석 조건은 다음과 같다: 농축용액의 조성은 0.1 M $KNO_3$, 농축시간은 10분, 탄소분말에 대한 변성제의 함량은 40%(w/w). 선형주사 양극벗김전압전류법(Linear Sweep Anodic Stripping Voltammetry)에 의한 $I^-$이온의 검출한계는 $1.0{\times}10^{-6}M$이며, $2.0{\times}10^{-5}M$에서 구한 상대표준편차는 ${\pm}5.5%$였다. 여러 음이온에 대하여 방해작용을 검토한 결과 $Cl^-,\;Br^-,\;C_2O_4^{2-},\;ClO_4^-$ 등은 $I^-$이온의 정량에 영향을 주지 않았지만, $SCN^-$ 이온은 $I^-$ 이온의 산화전류를 약 32% 감소시켰다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 춘계학술대회 초록집
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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.

• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.14-20
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• 2016

바나듐 레독스 흐름 전지는 서로 다른 산화수를 가지는 이온의 산화 환원 반응을 이용하여 전기에너지와 화학에너지를 상호 변환하여 충전 및 방전하는 원리의 에너지 변환 장치로, 구동 중요 요소로는 전극, 전해액, 이온교환막이 있다. 여기서 이온교환막은 산화 환원 반응의 수소이온의 전달 및 전해액을 분리하는 역할을 하며, 이상적인 특징으로는 높은 내산성, 낮은 저항과 높은 수소 전도도와 낮은 바나듐 이온의 투과성과 낮은 가격이다. 최근 이러한 목표에 도달하기 위해서 이온 교환막에 대한 활발한 개발이 이루어지고 있다. 개발된 이온교환막은 여러 물성 평가를 통해 적합막인지 판별하며, 그 평가 중 장기 내구성 평가는 막대한 시간이 걸린다. 이러한 단점을 보완하고자 본 연구에서는 평가 시간이 긴 낮은 전류밀도부터 평가 시간이 짧은 고 전류밀도에서 수행한 단기 실험(총 운전시간 87.5 시간)을 통하여 하나의 식을 만들어 그 수명을 예측하였으며, 실제 장기 내구성 평가(총 예상 운전시간 2,296 시간)를 진행하여 해당 식의 오차율이 5~6%로 적용 타당성을 확인하였다. 그 결과 본 식을 통하여 수명을 예측할 경우 96.2%의 시간을 단축시킬 수 있었다.