• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2015년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.55-55
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• 2015

오늘날 전해동박은 리튬이온전지의 집전체, PCB, FPCB등의 핵심부품으로써, 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되고 있다. 그러나 전자 회로의 미세화로 인한 열 발생, 낮은 강도에 의한 신뢰성 하락 등이 문제가 되고 있는 실정이다. 구리에 나노 쌍정을 높은 밀도로 형성하게 되면, 전기 저항의 변화 없이 기계적 강도를 높이는데 도움이 된다. 특히 펄스 전해증착에서는 높은 전류밀도가 인가되기 때문에 고밀도의 나노쌍정을 얻을 수 있다는 점이 여러 논문에서 보고되었다. 이번 연구에서는 펄스도금 조건에서 온도 조건의 변화를 통해 강도가 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국군사과학기술학회지
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• 제15권4호
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• pp.527-534
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• 2012

Thermal batteries are primary batteries that use molten salts as an electrolyte and employ an internal pyrotechnic source to heat the battery stack to operating temperatures, typically between 450 and $550^{\circ}C$. The unit cell of thermal batteries consists of an anode, an electrolyte, a cathode, a heat pellet and a current collector. The heat source for such batteries is typically heat pellets based on $Fe/KClO_4$. The elevated temperature by combustion of heat pellet is supposed to cause a flatness non-uniformity, buckling, with a lateral extension diameter of current collector. This paper mainly focused on the combustion and buckling model of current collector to simulate the effect of heat source. Mechanical stresses in the current collector caused by thermal stress is a critical design consideration of thermal batteries because the internal short circuit could be occurred.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.129-138
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• 2011

Performance changes of an anode-supported tubular SOFC including current collectors are analyzed at different current collecting methods using numerical simulation. From the two dimensional numerical model of the solid oxide fuel cell with nickel felts as anodic current collectors and silver wires as cathodic ones, the performance curves and the distributions of temperature, concentration, current density are obtained. Also, the voltage loss of the cell is divided into three parts: activation loss, concentration loss and ohmic loss. The results show that the performance change of the cell is dominantly influenced by the ohmic loss. Although the temperature and concentration distributions are different, the total activation loss and concentration loss are nearly same. And the ohmic loss is divided into each parts of the cell components. The ohmic loss of the anodic current collectorreaches about 60~80% of the cell's total ohmic loss. Therefore, the reduction of the ohmic loss of the anodic current collector is very important for stack power enhancement. It is also recommended that the load should be connected to the both ends of the anodic current collector.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권1호
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• pp.43-48
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• 2012

This paper presents the characterization of micro-tubular SOFCs using three different anode current collecting methods of inlet current collection (IC), both current collection (BC) and total current collection (TC). The maximum power densities of SOFCs at $750^{\circ}C$ using IC, BC and TC were 56 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.13 A/$cm^2$), 236 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.55 A/$cm^2$) and 261 mW/$cm^2$ (0.43 V, 0.61 A/$cm^2$) respectively. It was confirmed by impedance spectroscopy that both the polarization resistance and the ohmic resistance were dramatically increased at SOFC with IC.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2008년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1-4
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• 2008

Fuel cells have the potential of providing several times higher energy storage densities than those possible using current state-of-the-art lithium-ion batteries, but current energy density of fuel cell system is not better than that of lithium-ion batteries. To achieve the high energy density, volume and weight of fuel cell system need to be reduced by miniaturizing system components such as stack, fuel tank, and balance-of-plant. In this paper, the thin flexible PCB (Printed circuit board) is used as a current collector to reduce the stack volume. Two end plates are made from light weight aluminum alloy plate. The plate surface is wholly oxidized through the anodizing treatment for electrical insulation. The opening rate of cathode plate hole is optimized through unit cell performance measurement of various opening rates. The performances are measured at room temperature and ambient pressure condition without any repulsive air supply. The active area of MEA is 10.08 $cm^2$ and active area per a unit cell is 1.68 $cm^2$. The peak power density is about 210 mW/$cm^2$ and the air-breathing planar stack of 2 Wis achieved as a small volume of 18 cc.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.283-287
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• 2007

한국에너지기술연구원에서는 중온 ($700{\sim}800^{\circ}C$) 작동용 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들을 개발했다. 연료극 지지체 평관형 셀은 Ni/YSZ 서밋 연료극 지지체 튜브, 8몰% $Y_2O_3$ stabilized $ZrO_2$ (YSZ) 전해질, $LaSrMnO_3$ (LSM)과 LSM-YSZ composite 및 $LaSrCoFeO_3(LSCF)$로 구성된 다중층 공기극으로 구성됐다. 제조된 연료극지지체 평관형 셀은 유도 브레이징 법에 의해 페리틱 (ferritic) 금속 캡에 접합됐고, 공기극의 전류집전을 위해 공기극 외부에 Ag 선 및 $La_{0.6}Sr_{0.4}CoO_3(LSCo)$ paste를 이용했으며, 연료극의 전류집전은 Ni felt, wire, 그리고 paste를 이용했다. 단위 번들을 만들기 위한 연료극 지지체 평관형 셀의 반응 면적은 셀 당 $90\;cm^2$ 이었으며, 2개의 셀이 병렬로 연결되어 1개의 단위 번들이 됐고, 총 12개의 단위 번들이 직렬로 연결되어 스택을 구성한다. 공기 및 3%의 가습된 수소를 산화제 및 연료로 사용한 단위 번들의 운전 결과 최대 성능은 $800^{\circ}C$에서 $0.39\;W/cm^2$의 출력이 나타났다. 본 연구를 통해 연료극 지지체 평관형 SOFC 셀의 기본 기술과 KIER 만의 독특한 연료극 지지체 평관형 SOFC 스택을 구성하는 단위 번들의 개념을 확립할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.157-161
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• 2000

기판의 변화가 박막전극의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 조사하기 위해 박막 $LiCoO_2$ 양극을 alumina, chemically etched-Si그리고 flat-Si기판 위에 증착하였다. Alumina기판의 경우 산소 분위기, $800^{\circ}C$ 30분간 열처리 후 내부에 균열이 존재하는 매우 큰 결정이 형성되었으나 flat-Si 기판의 경우에는 미세하며 균일한 결정이 관찰되었다. Flat-Si 기판 위에 증착된 박막은 alumina또는 식각된 Si 기판의 경우에 비하여 peak potential증감 및 고 전류밀도 방출 능면에서 매우 우수한 특성을 나타내었으며 이는 열처리 후 형성된 결정립의 크기, 표면 형상 및 전류 집전체의 전기저항 차이에 기인한 것으로 생각되었다.

• 전기화학회지
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• 제8권4호
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• pp.181-185
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• 2005

알루미나 기판을 사용하여 백금 박막 전류 집전체상에 $2.9{\mu}m$ 두께 및 $4cm^2$의 전극면적을 갖는 $LiCoO_2$ 박막을 R.F. 마그네트론 스퍼터링법에 의해 증착하였으며, 아르곤 공정 압력 및 인가된 R.F. 전력량에 따른 Li/Co 몰 비 의존성에 대해 고찰하였다. 비정질계 고체전해질인 Lipon 및 Li 음극이 순차적으로 증착된 박막전지를 제조하여 정전류충, 방전 시험하였으며, 고율방전 특성 및 충, 방전 횟수에 따른 전지 용량 변화를 측정하였다. 교류임피던스를 통해 전지내부의 저항성분을 측정하였으며, 이에 대한 등가회로를 구성하여 시뮬레이션한 결과와 비교하였다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.21-26
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• 2002

비정질 루테늄 산화물을 사용한 수퍼캐패시터를 개발하였다. 삼염화루테늄 수화물$(RuCl_3{\cdot}xH_2O)$로부터 제조한 비정질의 이산화루테늄 수화물$(RuO_2{\cdot}nH_2O)$을 사용하여 수퍼캐패시터 전극을 제조하였다. 집전체로는 티타늄 및 STS 304박막에 비해 보다 넓은 전위창을 가지는 탄탈륨 박막을 사용하였다. 제조한 전극과 4.8M 황산 전해액을 사용하여 수퍼캐패시터를 제조하였다. 전극의 비정전용량은 순환전위전류분석에서 미분 최대 값으로 산화 및 환원 과정 각각 710 및 $645\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$이었으며, 평균값은 $521\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$으로 나타났다. 수퍼캐패시터를 포화카로멜기준전극에 대하여 0.5 V로 protonation level을 조정하고, 충방전 시험한 바, $151\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$의 비정전용량을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제11권4호
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• pp.284-288
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• 2008

박막 리튬이차전지의 고용량 음극을 개발하기 위하여, Sn(II) 아세테이트를 포함한 유기전해조 도금법을 이용하여 Sn 박막전극을 제조하였다. $Li^+$와 $Sn^{2+}$를 포함한 전해조에 대한 순환전위전류시험 결과 3종류의 환원 반응이 나타났으며, $2.0{\sim}2.5\;V$ 영역이 Ni 집전체 표면에 대한 Sn의 석출 반응에 해당한다. 수계전해액에 대한 $Sn^{2+}$의 표준환원전위는 2.91 V vs. $Li^+/Li^{\circ}$ 인데 반해 유기전해조에서는 보다 낮은 전위에서 환원반응이 일어났다. 이는 유기전해질의 고저항과 $Sn^{2+}$의 낮은 농도에 기인한 과전위의 결과로 생각된다. 제조한 전극의 물리적 특성 및 전기화학적 특성을 연구하였다. 석출한 Sn 전극을 $150^{\circ}C$로 열처리하여 보다 높은 결정성을 얻을 수 있었고, 이를 Sn/Li 전지로 구성하여 전기화학적 실험을 한 결과 0.25 V와 0.75 V에서 각각 합금화-탈합금화 과정을 확인 할 수 있었다. 제조한 전극의 두께를 전기량을 통하여 계산한 바 $7.35{\mu}m$였으며, 가역용량은 $400{\mu}Ah/cm^2$을 얻었다.