• 전기화학회지
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• 제14권3호
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• pp.157-162
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• 2011

투과형 전자 현미경과 전기화학 임피던스 분광법을 이용하여 리튬 이차전지의 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 고온 안정성을 고찰하였다. 투과형 전자 현미경을 이용한 분석에 의해 $60^{\circ}C$에서 저장되는 동안 표면피막의 일부가 전해질 용액 중에 용해되는 것이 확인되었으며, 이 과정에서 피막의 두께 감소 및 피막의 형상이 다공성 구조로 변하였다. 한편, 이 과정에서 피막의 조성 변화에 기인하는 것으로 추측되는 표면피막의 저항 증가가 전기화학 임피던스 분광법에 의하여 확인되었다. 표면피막의 고온 안정성은 vinylene carbonate, 1,3-propane sultone, etylene sulfite와 같은 첨가제에 의해 제한적으로 개선되었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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• pp.70.2-70.2
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• 2012

고체산화물연료전지의 전기적 성능은 직류를 인가하면서 평형 전위로 부터 과전압(Overpotential) 만큼 멀어지는 셀의 전극 전위를 측정하는 방법으로 분석할 수 있다. 하지만 이러한 직류 상태에서는 측정 시스템에 대해서 얻을 수 있는 정보가 매우 제한 적이다. 따라서 활성화 과전압 (Activation overpotential), 농도 과전압(Concentration overpotential), 저항 과전압 (Ohmic overpotential)등의 전류에 따른 변화가 전기화학의 법칙을 충실히 따른다는 가정하에 측정결과를 수식에 맞추어 역으로 추정하는 회귀 분석 방법이 많이 사용되고 있다. 하지만 고성능의 셀이 될 수록 활성화 분극이나 농도 분극이 전류-전압 선상에서 뚜렷하게 나타나지 않는 경우가 많고, 이러한 상태에서의 회귀 분석은 해는 무한히 많으나 하나의 해 만을 선택하게 되는 경우가 있는 것이 사실이다. 이러한 문제점은 연료전지에 직류와 교류를 동시에 인가하면서 과전압과 임피던스를 상호 비교 분석하면서 보완될 수 있다. 따라서 본 연구에서는 고체산화물연료전지의 직류 인가 상태에서 각 과전압을 간단한 수식을 이용한 회귀 분석으로 추정하고, 이를 다시 임피던스 측정 시 교류 주파수에 따라 나뉜 저항 요소들과 다시 비교하면서 회귀 분석의 신뢰성을 높이는 시도를 하였다. 이러한 과정을 통해 제시된 직류 고전압 모델을 검증하는데 임피던스의 이용이 매우 효과적임을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권6호
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• pp.82-92
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• 2022

본 연구의 목적은 3전극방식으로 전기화학적 임피던스분광법(EIS)를 활용한 콘크리트 속 철근의 분극저항을 측정할 때 전기화학 셀저항에 따른 인가전압의 변화를 실험적으로 확인하고, 안정적인 측정값을 획득을 위한 실험조건을 찾는 것이다. 본 연구에서는 셀저항을 구성하는 요소 중 콘크리트 건조상태, 전극의 커플링상태(접촉저항) 및 상대전극의 면적을 주요변수 설정하였다. 본 연구에서는 지름 200mm인 정사각형 콘크리트 실험체 중심에 D22 철근이 부분적으로 매입된 실험체를 준비하여, 주요변수의 조합으로 구성된 다양한 실험조건에서 EIS을 수행하였으며 이때 포텐쇼스탯에서 인가된 전압을 측정하였다. 본 연구의 실험결과를 통하여, 3전극 방식으로 콘크리트 속 철근의 부식속도를 측정할 경우, 측정장치의 추종전압보다 측정 시 요구되는 인가전압이 충분히 큰 경우 셀저항의 변화는 EIS 측정에 큰 영향을 주지 않는 것을 확인하였다. 참조전극과 기준전극을 콘크리트 표면에 부착된 상태에서 EIS에서 콘크리트의 건조상태 및 상대전극의 면적에 대한 영향에 비하여 전극과 표면의 접촉저항의 영향이 지배적인 것을 확인하였다. 본 연구의 결과는 해양환경에 노출된 콘크리트와 같이 침지 및 건조 반족 조건에 노출된 콘크리트에서 3전극방식의 EIS 측정으로 철근 부식속도 및 상태평가를 위한 센서 개발에 기본 데이터로 활용될 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권1호
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• pp.62-69
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• 2022

그래핀은 부피에 비해 표면적이 넓고 뛰어난 기계적 물성과 전기전도성을 가지며 생체적합성이 우수하다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용하여 indium tin oxide (ITO) 글래스 슬라이드 표면에 산화그래핀을 증착·환원시킨 전극을 제작하였고 그래핀으로 표면 개질된 ITO의 전기화학적 특성을 조사하였다. 산화그래핀의 증착과 환원에 순환전압전류법을 사용하였다. 주사전자현미경과 에너지 분산형 X-선 분광법을 사용하여 그래핀이 코팅된 ITO 표면을 관찰하였다. 순환전압전류법과 전기화학 임피던스 분광법을 사용하여 제작된 전극들의 전기화학 특성을 평가하였다. 사이클 수와 주사 속도는 산화그래핀 증착과 환원도에 상당한 영향을 미쳤으며 제작된 전극의 전기화학 특성도 달랐다. ITO 전극에 비하여 그래핀으로 표면 개질된 ITO는 전극 계면에서의 전하 전달 저항이 낮았고 더 많은 전류를 생산하였다. 그래핀으로 표면 개질된 ITO 표면에 고정화된 포도당 산화효소는 포도당을 산화시키며 성공적으로 전자들을 생성하였다.

• 공업화학
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• 제9권6호
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• pp.811-816
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• 1998

염분을 함유한 시멘트 모르터 내의 철근의 부식현상을 교류 임피던스법에 의해 고찰하였다. 부식 가속화 장치를 이용하여 단기간 내에 부식현상을 예측하였으며, 측정된 임피던스 값은 제안된 전기화학적 등가회로 및 모델에 적용할 수 있었으며, CNLS(complex nonlinear least squares) fitting법에 의하여 계산된 값과 실험에서 얻은 값이 잘 일치함을 알 수 있었다. 주어진 모델로부터 구한 전하이동저항 (charge transfer resistance, $R_2$)은 염분 농도와 시간에 따른 철근의 무게 감소량의 예측을 가능하게 하였으며, 이는 실제 철근의 무게 감소치에 근접함을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.153-157
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• 2003

전기이중층 축전용량(electric double layer capacitance)과 유사축전용량(pseudo-capacitance)을 함께 갖는 하이브리드 전기화학 축전기에 대한 연구를 수행하였다. 양극은 $Ni(OH)_2$ 활성탄소가 복합된 전극을 사용하였으며 음극은 활성탄소를 활물질로 사용하므로써 비대칭 전극 구조를 갖는다. 셀 실험을 위하여 $5\times5cm^2$ 크기인 전극을 제작 사용하였다. Cyclic voltammetry측정 및 교류 임피던스 측정실험을 통하여 각각의 셀들이 갖는 전기화학적 거동을 조사하였고 충 방전 실험을 통하여 양극과 음극의 최적 질량비를 조사하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권9호
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• pp.897-902
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• 2011

PEMFC 의 내부에서 발생하는 화학반응은 계면의 물리적 조건 및 물성에 지배되고 그 거동은 임피던스로 표현된다. 일반적으로 임피던스 특성은 전기적 등가회로로 표현이 가능하기 때문에 PEMFC의 임피던스 계측 결과를 등가회로를 이용하여 해석함으로써 간단히 성능 진단을 할 수 있을 것이다. 본 연구에서는 이러한 등가회로를 이용하여 고분자 전해질 연료전지의 특성평가에 관한 기초연구를 수행하였다. 교류 임피던스 계측 값과 다양한 등가회로(단순 등가회로, CPE 를 고려한 등가회로, 2 개의 시정수를 고려한 등가회로, 2 개의 CPE 를 고려한 등가회로)를 이용하여 특성평가를 수행하였다. 그 결과 등가회로를 이용한 PEMFC 의 특성평가가 가능하고, 2 개의 CPE 를 고려한 등가회로가 가장 정도가 높음을 확인하였다.

• 대한화학회지
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• 제54권4호
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• pp.380-386
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• 2010

황산 용액에서 양극산화(anodization)에 의하여 생성되는 산화피막의 생성과정(growth kinetics)과 이 피막의 전기적 성질을 전기화학적 임피던스 측정법(electrochemical impedance spectroscopy)으로 조사하였다. 산화피막은 $Al_2O_3$로 점-결함 모형(point defect model)에 따라 성장하였으며, n-형 반도체의 전기적 성질을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제20권2호
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• pp.129-135
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• 1976

4-전극 측정 용기와 정전위 전자회로를 써서 직독식 전기전도도 측정장치를 고안하여 KCl, HCl등 전해질 용액의 전기전도도를 측정하였다. 이 장치는 상용되고 있는 브릿지회로와 2-전극 용기를 쓰는 방법에서 당면하는 어려운 문제들, 특히 전극에서의 전기 이중층의 존재와 파라디임피던스 등으로 나타나는 전기화학적으로 복잡한 성질들로 인한 문제들을 피하여 정밀하고 간편한 측정에 쓰이도록 만들었다.

• 공업화학
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• 제29권5호
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• pp.549-555
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• 2018

본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다.