• Proceedings of the Korean Institute of Information and Commucation Sciences Conference
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• 2003.10a
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• pp.352-355
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• 2003

비자성이며 비전도성의 물리적 성질을 갖는 자연산 퀄쯔(quartz)와 용암석 스코리아를 대상으로 마그네타이징 처리를 하여 분석하였다. 마그네타이징 처리를 위하여 강력한 기계화학적 분쇄 반응을 시켰으며, 분쇄 반응시 알코올계의 솔벤트를 반응 용매로 사용하였다. 퀄쯔와 스코리아의 마그네타이징 처리에서 비교적 비중이 큰 퀄쯔의 경우와 비중이 작은 스코리아의 경우에도 분쇄된 분말이 물에 뜨는 것을 확인할 수 있으며, 친유성으로 기름에 대한 흡착 성질이 우수함을 확인하였다. 자연산 퀄쯔와 함께 스코리아를 바탕물질로 하여 기계-화학적 반응 기술로 고 분산성 흡착반응에 의한 고분자 물잘 생성을 유도하여 나노복합체를 제조하였다. 반응의 처리조건과 적용과정에 따라서 기계-화학적 반응을 통하여 얻어진 물질은 자기적 성질과 유전체 및 전기적 성질을 동시에 나타낸다. 부착성 융합 복합물질의 특징을 고려하여 시그니토마그네틱스(Segneto-magnetics)로 분류되는 합성분말은 특히 유류성분에 대하여 높은 흡착성을 가지며, 강한 자기적 성질을 띄는 10-50 nm 두께의 하나 또는 그 이상의 이질적 융합 화합물 층이 석영이나 수정체의 표면에 합성되어 특유의 자기, 전기적 성질을 나타낸다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.386.2-386.2
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• 2014

본 연구에서는 바이오 센서 응용을 위해 그래핀을 전극으로 제작하여 그래핀 표면 결함준위에 따른 센서의 민감도를 전기화학 실험을 통해 관찰하였다. 그래핀은 니켈/구리촉매를 이용한 저 진공 화학 기상 증착 장비(Low-Pressure Chemical Vapor Deposition; LP-CVD)와 Photo-lithography로 제작한 것과 탄소 산화물을 환원시켜 만든 환원-그래핀, 두 가지를 사용하였다. 전기화학 실험에서 그래핀 전극 및 Silver/Silver chloride (Ag/AgCl), Fluorine doped Tin Oxide (FTO)은 작업 전극 및 기준 전극, 상대 전극으로 각각 사용하였고, 반응용액은 potassium hexacyanoferrate (III)를 농도를 다르게 하여 사용하였다. 그래핀의 표면 상태, 층수, 결함 정도 등 구조적인 특성은 원자력현미경(Atomic Force Microscopy; AFM), 주사 전자 현미경(Secondary Electron Microscopy; SEM)과 Raman spectroscopy를 각각 이용하여 확인하였고, 그래핀의 결함준위에 따른 반응면적 및 센서 감도 의존성을 전류모드-원자력현미경(Current-Atomic Force Microscopy; I-AFM)과 전기화학 임피던스 분광법(Electrochemical Impedance Spectroscopy; EIS)를 통해 그래핀 전극의 성능을 분석하고, 그래핀 결함 준위에 따른 센서 감도 의존성은 순환전위 분광법 (Cyclic Voltammetry; CV)를 이용하여 관찰하였다. 또한 농도가 다른 반응용액은 센서의 민감도를 관찰하는데 사용하였다. 결과적으로 LP-CVD로 성장한 그래핀과 환원-그래핀의 결함준위에 따른 센서의 성능을 비교 분석한 결과와 반응용액 농도에 따른 센서의 민감도 결과는 그래핀 바이오센서에 대한 응용 및 상용화를 앞당기는데 기여할 것으로 예상한다.

• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.38 no.6
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• pp.279-290
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• 2016

The performance of upflow anaerobic bioelectrochemical reactor (UABE), equipped with electrodes (anode and cathode) inside the upflow anaerobic reactor, was compared to that of upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor for the treatment of acidic distillery wastewater. The UASB was stable in pH, alkalinity and VFAs until the organic loading rate (OLR) of 4.0 g COD/L.d, but it became unstable over 4.0 g COD/L.d. As a response to the abrupt doubling in OLR, the perturbation in the state variables for the UABE was smaller, compared to the UASB, and quickly recovered. The UABE stability was better than the UASB at higher OLR of 4.0-8.0 g COD/L.d, and the UABE showed better performance in specific methane production rate (2,076mL $CH_4/L.d$), methane content in biogas (66.8%), and COD removal efficiency (82.3%) at 8.0 g COD/L.d than the UASB. The maximum methane yield in UABE was about 407mL/g $COD_r$ at 4.0 g COD/L.d, which was considerably higher than about $282mL/g\;COD_r$ in UASB. The rate limiting step for the bioelectrochemical reaction in UABE was the oxidation of organic matter on the anode surface, and the electrode reactions were considerably affected by the pH at 8.0 g COD/L.d of high OLR. The maximum energy efficiency of UABE was 99.5%, at 4.0 g COD/L.d of OLR. The UABE can be an advanced high rate anaerobic process for the treatment of acidic distillery wastewater.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.22 no.1
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• pp.13-21
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• 2019

Prussian blue analogues(PBAs) are comprised of cyano-bridged transition metal ions. The wide and unique open-framework structures of the PBAs enable reversible intercalation and deintercalation of various ions such as $Na^+$, $K^+$, $Mg^{2+}$, $Zn^{2+}$, etc. In addition, since PBAs are synthesized through coprecipitation reaction in aqueous solution at room temperature, they are produced economically and environmentally friendly. However, the formation of crystals proceeds rapidly, and defects such as vacancy and crystal water tend to be present in the crystals, thereby affecting key battery performance. Therefore, significant efforts to inhibit defects in PBAs have been made. In the case of vacancy, the reaction rate was controlled at the synthesis stage to reduce the formation of vacancy, and the crystal water was removed by heat treatment under vacuum. In addition, by adding transition metals that do not react within the structure of PBA, the structural instability during the electrochemical reaction was largely alleviated.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.50 no.4
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• pp.328-337
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• 2006

purpose of this study was to find out problems in experiments for electrolysis of an aqueous CuCl2 solution in high school science textbooks and to suggest an improved experiment considering students' capability of experimenting and laboratory safety in high schools. For this study, the experiments for electrolysis of an aqueous CuCl2 solution presented in 11 high school science textbooks were classified by their experimental methods. After high school chemistry teachers performed the experiments as presented in the high school science textbooks, an analysis was performed on problems of the experiments, and an improved experiment was devised. According to the results of this study, in the experiments for electrolysis of an aqueous CuCl2 solution using a U type tube and a U type tube with branch, reaction velocity of the electrolysis was slow, therefore, a side reaction was generated. In the experiment using a beaker, reaction of each electrode could not be observed separately. And in the experiment using an electrolysis instrument, it was difficult to identify property of the reaction product. In the improved experiment using a reaction vessel of ㅂshape, reaction velocity of the electrolysis was fast, reaction of each electrode could be observed separately, and the side reaction decreased. From these results, it was suggested that the improved experiment would help high school students understand scientific conception regarding electrolysis.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.05a
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• pp.88.2-88.2
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• 2011

본 연구는 아연/공기전지 설계기술 개발을 위한 기초 연구로서 전산해석을 이용하여 전해질 유동에 따른 아연/공기전지의 성능 예측에 관한 것이다. 전산해석모델은 전기화학 방정식과 유체유동 방정식으로 구성하였으며, 화학종 반응에 관한 지배방정식으로는 Nernst-Planck식을 이용하였고 전극표면의 전기화학반응은 Butler-Volmer식을 이용하였다. 또한 유체유동 방정식은 Navier-Stoke식을 적용하여 전해질 유동에 따른 전기화학적 성능 변화를 모사하였다. 아연/공기전지 성능 평가 실험으로부터 얻은 I-V 곡선과 전산해석결과와의 비교/분석을 통하여 전기화학모델의 타당성을 검증하였으며, 유체 유동 방정식과의 연동해석을 적용하여 전해질 유입 위치 및 유입 속도에 따른 아연/공기전지의 성능 변화를 조사하였다. 아연/공기전지의 성능은 전해질 유입 위치가 아연극에 가까울수록, 유입 속도가 빠를수록 향상되는 것을 확인할 수 있었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2011.05a
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• pp.26.2-26.2
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• 2011

최근 주목 받고 있는 산화아연(ZnO)은 레이저 다이오드, 가스 센서, 자외선 센서, 투명전극 등으로 다양하게 사용될 수 있어 연구개발이 폭 넓게 이루어지고 있는 상황이다. 특히, 3.3 eV의 direct bandgap 에너지를 가지고 있는 ZnO은 현재 자외선센서로 많이 적용되고 있는 물질인 GaN계열을 대체할 수 있는 유망한 물질로 주목 받고 있다. 공기중의 산소나 수분의 표면반응에 의한 자외선 측정을 하는 ZnO을 나노선으로 만들게 되면, 표면대비 부피비가 박막에 비해 급격히 증가하기 때문에 민감도가 커지고 반응시간이 짧아지게 된다. 본 연구에서는 자외선센서의 민감도와 반응성을 향상시키기 위해 전기화학적 합성법을 통해 ZnO의 박막과 나노선을 제조하였다. 사진공정을 통해 3 ${\mu}m$의 간격을 가진 금(Au) 전극을 만든 후, 전기화학적 합성법을 통해 아연이온이 포함된 용액에서 정전류를 흘려보내 아연 또는 ZnO을 증착시킬 수 있었다. 첫 번째로 ZnO을 양쪽 Au 전극에서 동시에 증착하여 두 박막이 접합하였고, 두 번째는 100nm의 지름을 가진 Ni 나노선를 전극 양쪽에서 자석을 통해 자기장을 형성해 정렬시키고 ZnO을 Au 전극과 Ni 나노선에 증착한 후, Ni 나노선를 산화시킴으로써, ZnO 나노구조를 형성하였다. 세 번째로는 Au 전극 양쪽에 아연을 전기화학적 합성을 하여 박막으로 증착하고 고온에서 산화과정을 통해 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선를 형성하였다. 이렇게 만들어진 세가지 구조의 ZnO의 나노구조와 결정성은 주사전자현미경과 X선 회절 분석기를 통해 측정하였으며, 자외선에 대한 민감도와 반응성은 365 nm의 파장을 가진 자외선발생기와 소스미터장치를 통해 측정하였다. 박막에서 100 nm 이하의 지름을 가진 ZnO 나노선로 갈 수록 자외선에 대한 민감도와 반응성이 향상되었다.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.36 no.10
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• pp.1033-1041
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• 2012

Performance evaluation of a direct carbon fuel cell (DCFC) was conducted according to coals and a graphite particle. Several fuel properties such as thermal reactivity, textural structure, gas adsorption characteristic, and functional groups on the surface of fuels were investigated and their effects on electrochemistry were discussed. The strong carbon structure inside of fuels led the rapid potential decreasing in high current density region, because it caused small surface area and low pore volume. The functional groups on the surface were related to the low current density region. The maximum current density and power density of fuels were affected by the total carbon content in fuels. The effect of operating conditions such as stirring rate and operating temperature was investigated in this study.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2004.07c
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• pp.1579-1581
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• 2004

바이오센서는 효소(enzyme), 생분자(biomolecule), 항체(antibody), 세포(cell) 등의 biological agent를 인지 물질(recognition material)로 하여 측정하고자하는 분석 대상(analyte)과 높은 선택성으로 반응을 일으키게 하여 그 결과를 기존의 물리, 화학센서로 감지 해내는 방식이므로 기존의 의료용 화학센서를 대체하는 추세이다. 바이오센서가 기존의 센서와 구별되는 점은 생물질의 선택적인 반응 및 결합을 이용하는 것이므로 바이오센서의 실용화에 있어서 가장 중요한 것은 생체 반응 물질의 고정화 기술과 고정화막의 선택이라 할 수 있다. 일정전압법을 이용한 요소센서는 많이 연구되어 오고 있으나 낮은 농도에서의 감도저하에 따른 단점으로 상용화에 이르지 못하고 있다. 본 논문은 요소센서의 이용하기 위한 고정화막으로 3-mercaptopropionic acid 자기조립 단인층의 전기화학적 특성을 고창하였다. 자기조립 단일층은 직접적인 전자전달로 인하여 낮은 요소 농도에서 뛰어난 강도와 빠른 반응 시간을 보였으며, 특히 다공질 실라콘을 기질로 사용한 경우 평면 전극 보다 약 3배의 감도 증가 효과를 가져왔다. 자기조립 단일층의 표면 분석은 X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)를 이용하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.35 no.2
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• pp.165-171
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• 1991

The electrochemical reduction of carbon-6-dibromo groups on 6,6-dibromo penicillanic acid 1,1-oxide(DBPA) was investigated by direct current, differential pulse polarography, cyclic voltammetry and controlled potential coulometry. The irreversible two electrons transfer on the reductive debromination of each bromo group proceeded by EC,EC mechanism at the two electrode reduction steps(-0.48, -1.62 volts). The 6-bromo-PA and 6,6-dihydro-PA was synthesized by controlled potential electrolysis. Upon the basis of results on the products analysis and interpretation of polarograms obtained at various pH, electrochemical reaction mechanism was suggested.