• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.26 no.4
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• pp.64-70
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• 2023

Global warming is getting worse since a dramatic increase in greenhouse gas emissions recently. As a result, the necessity and implementation of carbon neutrality is required more urgently. To do this, among various new and renewable energies, attention in hydrogen arises. Hydrogen as a carbon-free power source is an abundant resource on Earth and is eco-friendly. Eventually, perfectly eco-friendly hydrogen can be obtained through electrolysis of water. However, the catalyst used in the oxygen evolution reaction is rare and expensive, and has a durability issue. Consequently, the development of a non-precious metal catalyst is necessary. In this review paper, we summarize and introduce Co- and Mo- based catalysts among recently announced oxygen evolution catalysts. This will help understand the design of catalyst to increase the activity and durability of non-precious metal catalysts.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2015.08a
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• pp.238.1-238.1
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• 2015

2차원 탄소나노재료인 그래핀은 본연의 우수한 물성으로 인하여 전자소자, 에너지 저장매체, 유연성 전도막 등 다양한 분야로의 응용가능성이 제기되었다. 그러나 실제적인 응용을 위해서는 그래핀의 구조적인 결함을 최소화하며, 특성을 자유로이 제어하거나 향상시키는 공정의 개발이 필요하다. 일반적으로 화학적 도핑은 그래핀의 전기적 특성을 제어하는 효율적인 방법으로 알려져 있다. 화학적 도핑의 방법으로는 그래핀을 특정 가스 분위기에서 고온 열처리하거나 활성종들이 존재하는 플라즈마에 노출시킴으로써, 그래핀을 구성하는 탄소원자를 이종원자로 치환하거나 표면에 흡착시켜 기능화 된 그래핀을 얻는 방법 등이 제시되었다. 특히 플라즈마를 이용한 도핑방법은 저온에서 단시간의 처리로 효율적인 도핑이 가능하고, 인가전력, 처리시간 등의 플라즈마 변수를 변경하여 도핑정도를 수월하게 제어할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 그러나 플라즈마 내에 존재하는 극성을 띄는 다양한 활성종들로 인하여 그래핀에 구조적인 결함을 형성하여 오히려 특성이 저하될 수 있어 이를 고려한 플라즈마 공정조건의 설정이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마에 노출된 그래핀의 Raman 특성을 고찰함으로써 화학적 도핑과 구조적인 결함의 경계를 확립하고 구조결함의 형성을 최소화한 효율적인 도핑조건을 도출하였다. 고품질 그래핀은 물리적 박리법을 이용하여 300 nm 두께의 실리콘 산화막이 존재하는 실리콘 웨이퍼 위에 제작하였으며, 평행 평판형 직류 플라즈마 장치를 이용하여 전극의 위치, 인가전력, 처리시간을 변수로 암모니아(NH3) 플라즈마를 방전하여 그래핀의 Raman 특성변화를 관찰하였다. 그래핀의 구조적 결함 및 도핑은 라만 스펙트럼의 D, G, D', 2D밴드의 강도비와 G밴드의 위치와 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)의 변화를 통해 확인하였다. 그 결과, 인가전력과 처리시간이 증가함에 따라 그래핀의 도핑레벨이 증가되고, 이후에는 도핑효과가 없어지고 결함의 정도가 상승하는 천이구역이 존재하며, 이를 넘어서는 너무 높은 인가적력의 처리는 그래핀에 결함을 형성하여 구조적인 붕괴를 야기함을 확인하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.12 no.1
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• pp.11-25
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• 2009

Fuel cells are expected to be one of the major clean new energy sources in the near future. However, the slow kinetics of electrocatalytic hydrogen oxidation reaction (HOR) and oxygen reduction reaction (ORR), and the high loading of Pt for the anode and cathode material are the urgent issues to be addressed since they determine the efficiency and the cost of this energy source. In this review paper, a new approach was developed for designing electrocatalysts for the HOR and ORR in fuel cells. It was found that the electronic properties of Pt could be fine-tuned by the electronic and geometric effects introduced by the substrate alloy metal and the lateral effects of the neighboring metal atoms. The role of substrate was found reflected in a volcano plot for the HOR and ORR as a function of their calculated d-band centers. This paper demonstrated a viable way to designing the electrocatalysts which could successfully alleviate two issue facing the commercializing of the fuel cell-the cost of electrocatalysts and their efficiency.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.2
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• pp.262-267
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• 2016

In this study, we present an excellent approach for easily and uniformly immobilizing Pt, Au and bimetallic PtAu nanoparticles (NPs) on a multi-walled carbon nanotube (MWNT)-coated layer through dry plasma reduction. The NPs are stably and uniformly immobilized on the surface of MWNTs and the nanohybrid materials are applied to counter electrode (CE) of dye-sensitized solar cells (DSCs). The electrochemical properties of CEs are examined through cyclic voltammogram, electrochemical impedance spectroscopy, and Tafel measurements. As a result, both electrochemical catalytic activity and electrical conductivity are highest for PtAu/MWNT electrode. The DSC employing PtAu/MWNT CE exhibits power conversion efficiency of 7.9%. The efficiency is better than those of devices with MWNT (2.6%), AuNP/MWNT (2.7%) and PtNP/MWNT (7.5%) CEs.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.45 no.5
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• pp.429-435
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• 2001

The monomer N,N'-bis(2-pyrrol-1-yl-propyl)-4,4'-bipyridine(bpb) was electrochemically polymerized on the glassy carbon electrode surface, which was modified with 1:1 ratio of erichrome black T(EBT) and glutathione(GSSG) to give a type of GC/poly-bpb, EBT, GSSG electrode for depositing Zn(II). The diffusion coefficients of the incorporated ions were 2.43${\times}10^{-15}$ and 9.14${\times}10^{-15} cm^2s^{-1}$ before taking Zn(II) ions and after them respectively. The modified electrodes are stable at the electrode process. The polymerized poly-bpb of 2.83${\times}10^4gmol^{-1}$ can deposit 2.15${\times}10^4gmol^{-1}$ of Zn(II). The number of pumping ions involving in the redox procedure at 0.77 V was 81.7% of the captured 180 ions into the polymer matrix, which was 3 times larger than that of the electrode modified with EBT alone.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.16 no.2
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• pp.91-97
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• 2013

Solid polymer electrolyte films are prepared by ultraviolet radiation in the mixtures of an ionic liquid salt (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, $EMIBF_4$) and solvent (acetonitrile (ACN) or propylene carbonate(PC)), and an oligomer (poly(ethylene glycol)diacrylate, PEGDA, 45-60 wt.%). Electrochemical properties of activated carbon supercapacitors adopting the solid polymer electrolyte films as a separator are also examined by cyclic voltammetry and impedance measurement techniques. As a result, the supercapacitor adopting the PEGDA as much as 45 wt.% exhibits a superior capacitance of $46Fg^{-1}$ at $20mVs^{-1}$. It seems that this is due to fast kinetics of ion conduction by sufficient film flexibility, which can be allowed by comparatively weak ultraviolet curing of small anount of the PEGDA.

• Journal of the Korean Vacuum Society
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• v.13 no.3
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• pp.99-102
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• 2004

In this work the electrical characteristics of organic thin film transistors with the surface-treated organic gate insulator have been studied. For the surface treatment of gate dielectric, Ar plasma was used. Pentacene and PVP were used as active and dielectric layers respectively. Pentacene was thermally evaporated in vacuum at a pressure of about $10^{-6}$ Torr and at a deposition rate of 0.5 $\AA$/sec. PVP was spin coated and cured at $100^{\circ}C$. before pentacene deposition. organic thin film transistors with surface-treated gate insulators have provided improved operation characteristics.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2013.08a
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• pp.167-167
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• 2013

최근에 산화물 형광체는 황화물 형광체에 비해 높은 화학적 안정성을 나타내기 때문에 백색 발광 다이오드, 전계방출 디스플레이와 플라즈마 디스플레이 패널에 그 응용성을 넓히고 있다. 마그네슘 니오베이트(magnesium niobate, MgNb2O6)는 우수한 유전 특성(상대 유전상수=18.4)을 나타내기 때문에 마이크로파 유전체로 응용 가능하며, 단일상 릴랙서 페라브스카이트(relaxor perovskite) Pb(Mg1/3Nb2/3)O3을 합성하기 위한 전구체 (precursor)로 널리 사용되고 있으며, 나이오븀산염 이온에서 다양한 색상을 방출하는 활성제 이온으로 효율적인 에너지 전달이 일어남으로써 Sm3+, Dy3+, Eu3+와 같은 희토류 이온의 좋은 모체 격자로 개발할 수 있다. 본 연구에서는 마그네슘 니오베이트 MgNb2O6 모체 결정에 다양한 활성제 이온, 즉 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+를 선택적으로 주입하여 발광 효율이 높은 천연색 형광체를 합성하고자 한다. 특히, 모체 결정에 주입되는 활성제 이온 주위의 국소적인 환경이 반전 대칭에서 변형되는 척도를 조사하여 활성제의 주 발광 파장의 세기가 최대가 되는 최적의 조건을 결정하고자 한다. Mg1-1.5xNb2O6:REx3+ 형광체 분말 시료는 초기 물질 MgO, Nb2O5와 희토류 이온을 화학 반응식에 맞게 정밀 저울로 측량하여 플라스틱 용기에 ZrO2 볼과 함께 넣고, 소정의 에탄올을 채운 뒤 밀봉하고서, 300 rpm의 속도로 20시간 볼밀 (ball-mill) 작업을 수행하였다. 그 후, 체(sieve)로 ZrO2 볼을 걸러낸 다음에 혼합된 용액을 각 비커에 담아서 $40^{\circ}C$의 건조기에서 24시간 건조하였고, 건조된 시료를 막자 사발에 넣고 잘게 갈고 80 ${\mu}m$의 체로 걸러낸 후에, 알루미나 도가니에 활성제 이온별로 각각 담아, 전기로에 장입하여 매분당 $5^{\circ}C$의 비율로 온도를 상승시켜 $350^{\circ}C$에서 5시간 동안 하소 공정을 실시한 후에, 온도를 계속 일정한 율로 증가시켜 $1,200^{\circ}C$에서 5시간 동안 소성하여 합성하였다. 합성된 형광체 분말의 결정 구조는 $Cu-K{\alpha}$ 복사선(파장: 1.5406)을 사용하여 X-선회절장치로 측정하였으며, 형광체의 표면 형상은 전계형 주사전자현미경으로 관측하였다. 흡광와 발광스펙트럼은 제논 램프를 광원으로 갖는 형광 광도계를 사용하여 측정하였다. 모체 결정에 활성제 이온 Eu3+, Sm3+, Dy3+, Tb3+가 도핑된 형광체 분말은 각각 적색, 주황색, 황색, 녹색 발광이 관측되었다. 각 발광 스펙트럼과 결정 입자의 크기와 형상 사이의 상호 관계를 조사하였다. 실험 결과로부터, 각 형광체의 발광 파장은 활성제 이온의 종류 와 서로 밀접하게 관련되어 있으며, 형광체 시료 합성시 활성제 이온의 농도를 선택적으로 조절함으로써 발광의 세기를 제어할 수 있음을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Printing Society Conference
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• 2001.06a
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• pp.46-60
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• 2001

본 연구는 전기화학적으로 제조된 초환원수 수용액을 탈묵에 적용하기 위한 연구로서 수용액의 알카리도가 고지의 젖음성에 미치는 영향과 그에 따른 탈묵성에 미치는 영향을 고찰한 것이다. 초 환원수는 고전압 하에서 순수 물을 전기적으로 분해한 것으로서 양극에서 pH가 약 11이상의 것을 얻어 사용하였다. 물의 알칼리도에 따라서 탈묵제가 펄플에 젖음성의 영향을 살펴보았으며, 특히 펄프 입자의 표면 전하에 큰 영향을 미쳤다. 이에 따라서 잉크 입자의 탈착이 효과적으로 진행됨이 관찰되었으며, 탈착된 잉크 입자의 크기도 탈묵에 적절함으로서 탈묵 효과가 향상되었다. 이러한 현상을 사용된 계면활성제, 물의 알카리도, 펄프 및 잉크의 표면 전화, 친수/소수화도 등과 비교 검토하였다.

• Journal of Adhesion and Interface
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• v.22 no.1
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• pp.1-7
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• 2021

The importance of high capacity energy storage devices has recently emerged for stable power supply through renewable energy generation. From this point of view, the Na-air battery (NAB), which is a next-generation secondary battery, is receiving huge attention because it can realize a high capacity through abundant and inexpensive raw materials. In this study, activated carbon-based catalysts for hybrid type Na-air batteries were prepared and their characteristics were compared and analysed. In particular, from the viewpoint of resource recycling, activated carbon (Orange-C) was prepared using discarded orange peel, and performance was compared with Vulcan carbon, which is widely used. In addition, a Pt/C catalyst (homemade-Pt/C, HM-Pt/C) was synthesized using a modified polyol method to check whether the prepared activated carbon can be used as a supported catalyst, and a commercial Pt/C catalyst (Commercial Pt/C) and electrochemical performance were compared. The prepared Orange-C exhibited a typical H3 type BET isotherm, which is evidence that micropore and mesopore exist. In addition, in the case of HM-Pt/C, it was confirmed through TEM analysis that Pt particles were evenly distributed on the activated carbon supported catalyst. In particular, the HM-Pt/C-based NAB showed the smallest voltage gap (0.224V) and good voltage efficiency (92.34%) in the 1st galvanostatic charge-discharge test. In addition, the cycle performance test conducted for 20 cycles showed the most stable performance.