• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.33 no.2
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• pp.137-142
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• 2011

This study was conducted to establish the optimal electrolyte and bismuth concentrations using bismuth film electrode in laboratory and to confirm the possibilities of using this operational condition for heavy metals monitoring in field. In lab test, heavy metal measurement was not accurate more than 600 ppb when heavy metal (Pb, Cd, Zn) range 100~1,000 ppb was measured with bismuth 2,000 ppb. So, bismuth and heavy metal was reacted about 1:1 with ASV method. In electrolyte test, 0.1 M acetate buffer (pH 4.5), 0.1 M chloroacetate buffer (pH 2.0), 0.1 M HCl (pH 2.0), 0.1 M $HNO_3$ (pH 2.0) was tested. As a results, 0.1 M acetate buffer was most suitable in ASV measurement with bismuth film electrode. In field application, Pb, Cd and Zn was measured respectively 36~45 ppb, 84~91 ppb, 90~98 ppb when heavy metal (Pb, Cd, Zn) 100 ppb was spiked in field sample. These results were identified of matrix effect in field sample, So relationship between heavy metal measurement and matrix effects will be studied.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.11
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• pp.727-734
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• 2017

The electrochemical conversion of $CO_2$ is one of the methods for reducing $CO_2$. Four materials (Ag, Ni, Pt, and Ir) were selected as the electrodes. The electrochemical conversion was performed under a cell voltage of 4.0 V at $600^{\circ}C$. The amounts of $CO_2$ reduction and carbon production were at the highest for Ag, followed by, Pt, Ni, and then Ir. The produced carbon samples were analyzed by thermogravimetric analysis and XRD. The thermogravimetric analysis results indicated that all the carbon produced at each electrode exhibited similar thermal reactivity. The XRD results showed that the crystallization of carbon was different depending on the electrode utilized. Although electrochemical conversion was the highest for the Ag electrode, a loss of material accompanied it. Therefore, for this study, the optimal electrode is Pt, taking into account reactivity and material losses.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.2119_2120
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• 2009

전압을 인가하였을 때 전계방향에 의해 가역적으로 색이 변화하는 현상을 전기변색(electrochromism)이라고 한다. 이러한 전기채색현상을 보이는 물질을 전기채색물질(electrochromism materials)이라고 하며, 전기채색 물질에 의한 소자를 전기채색소자(electrochromism device : ECD)라고 한다. 전기채색현상은 투과율(transmittance), 반사율(reflectance)의 가역적이며 가시적인 변화이고, 전기화학적인 산화환원 반응과 관련이 있다. 따라서 본 연구에서는 Titanate nanotube(TNT)를 제조하고 전기변색소자(ECD)에 응용하였다. SEM, XRD, UV-Vis등을 이용하여 재료학적 분석을 시행하였으며, 전기화학적 테스트로 cyclic voltammetry를 측정 하였다. 그 결과 TNT 분말은 직경 약 20~30 nm, 길이 약 500~600 nm 의 입자형상을 나타내었으며, X-선 회절시험결과 $H_2Ti_2O_5{\cdot}H_2O$의 층상구조를 나타내었다. 제조된 막은 FTO glass 위에 PEI/(TNT/TBAOH)$_{n-1}$/PDDA의 순으로 코팅되었다. 전기화학적 테스트를 위하여 2전극 시스템을 제작하였으며, 여러 종류의 액체 전해질을 제작하여 cycle voltammetry를 시행하였다. 그 결과, 각각의 전해질에서 "-"영역의 산화환원전위 피크가 뚜렷하게 나타났으며, 짙은 갈색으로의 채색현상을 나타냈다. 본 연구의 결과로서 TNT 박막을 이용한 ECD은 광조절 유리로서 뿐만 아니라, 여러 전기채색 디바이스에 응용될 것으로 사료된다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.7 no.2
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• pp.129-135
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• 1996

Voltage-current profiles are measured when hydrogen-oxygen gas is in contact with solid polymer membrane ($Nafion^{(R)}$) as the electrolyte. The feed gas is prepared by mixing hydrogen and oxygen gas in various ratios. The carbon gas diffusion electrodes contacting the electrolyte are treated by platinum catalyst. The platinum surface is impregnated with a 5% $Nafion^{(R)}$ solution to ensure its good surface contact with the electrolyte. The constant voltage between anode and cathode was applied by a DC power supply. The results on the profiles show that the energy efficiency critically depends on the hydrogen concentration in $H_2/O_2$ mixture gas.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2011.11a
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• pp.91.1-91.1
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• 2011

고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell이하 SOFC)는 연료가 갖는 화학에너지를 연소과정 없이, 공기와 H2, CO, CH4와 같은 환원성 가스를 공급받아 $600{\sim}1000^{\circ}C$에서 전기화학적 반응을 통하여 직접 전기를 얻는 방식이다. SOFC는 $700^{\circ}C$ 이상의 고온에서 고체산화물이 연료와 공기가 반응하여 전기와 열을 동시에 생산하기 때문에 carnot cycle의 제한을 받지 않아 발전효율이 40% 이상으로 고효율이고, NOx 및 SOx를 배출하지 않아 무공해이며, moving parts가 없어 소음이 나지 않고, 건설과 증설이 지역이나 기후 조건에 제약 없이 용이하고, 다양한 용량이 가능하며, 고가의 백금 촉매를 사용하지 않으며, 수소, 석탄가스, 천연가스 등의 연료를 사용할 수 있는 장점이 있음, 또한 다향한 형태로 제작할 수 있으며 전해질이 고체에서 전해질 손실 및 보충에 문제가 없고 타 연료전지에 비해 개질기가 필요 없어 발전시스템이 간단하고 경량화가 가능하다. 전사법은 paste를 제작하여 전사용지에 Screen printing하여 건조 후 coating하는 방법으로 기존의 여러 coating 방법보다 제작이 용이하고 소재의 크기, 두께조절이 간편하며, 구성층의 표면조도나 굴곡에 대응이 용이한 방법이다. 본 실험에서는 paste 제조, 전사법을 이용하여 Anode, AFL, Electrolyte, CFL, Cathode전사지를 제작하고 이를 세라믹 평관형 지지체에 변수로 두께 조건별 Coating 한 후 $1400^{\circ}C$ 소결을 진행하여 SEM 분석으로 미세구조 관찰, 출력특성 및 Impedance을 확인하였다.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.12
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• pp.1097-1104
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• 1997

인산형 연료전지(PAFC)용 전해질 매트릭스의 표면 거칠기를 감소시켜 분극저항을 줄이고 작업성을 향상시키기 위해 SiC whisker를 사용하여 일반적인 테이프 캐스팅법으로 제조된 매트릭스의 거친 표면을 평탄화 처리하였다. 구형 입자의 분무공정을 이용하여 표면 평탄화 처리(process l)하는 경우와 롤링을 이용하여 표면 평탄화 처리(process 2)하는 두가지 공정을시도하였으며, 두가지 공정 모두 기공율과 인산 함침도를 유지시키면서, 매트릭스의 표면 거칠기를 감소시키고 기공압, 가소성 및 인장강도를 향상시킬 수 있었다. 위와 같이 제조한 매트릭스로 연료전지를 구성하여 교류 임피던스 분석을 한 결과, 표면 평탄화 처리는 매트릭스 표면의 거칠기를 감소시킴으로써 전극과의 접촉시 계면에서의 분극 저항을 감소시켜 전지성능을 향상시키는 것으로 나타났다. process 2는 표면의 거칠기 감소뿐 아니라 표면에서의 인산함침도가 커서 가장 우수한 전지특성을 나타내었으며, process 1은 매트릭스 표면에 불규칙하게 존재하는 거대 기공을 완전히 제거하고 기공압을 크게 향상시킬 수 있기 때문에 대형의 매트릭스 제조를 가능하게 하였다.

• Journal of Hydrogen and New Energy
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• v.17 no.2
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• pp.141-148
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• 2006

This study was carried out to analyze the microstructure characteristics of electrolyte membrane through XRD, SEM and AC impedance measurement for using in high temperature steam electrolysis(HTE). It was investigated that thermal stability and electric characteristics by sintering condition using dry and wet process, and confirmed growth of particle and density change by sintering temperature. The sintering temperature and behavior had an effect on the relative density of the ceramic and the average grain size. The more amount of dispersant in organic compound increase, the more the density increased. But the binder was shown opposite phenomenon. It was analyzed that electrolyte resistance and electrical characteristics using AC impedance. The electrical properties of YSZ grain boundary changed with the sintering temperature.

• KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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• v.28 no.3C
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• pp.143-148
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• 2008

This paper demonstrates settling and further consolidation behaviour of dredged clayey soils during landfilling. The effects of initial moisture content, electrolyte type and concentration on settling and consolidation behaviour were examined and evaluated by laboratory column tests. Electrokinetic tests were carried out with modified settling column to compare the soil behaviour under the gravity. From the testing results, the settling velocity increased due to the effects of cations in the electrolyte solution, and electrically induced settlements were found to be greater than those under the gravity.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.17 no.3
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• pp.243-249
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• 2006

Porous polymer gel electrolytes (PGEs) based on poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (P(VdF-co-HFP)) as a polymer matrix and polyvinylpyrolidone (PVP) as a pore-forming agent were prepared and electrochemical properties were investigated for an electric double layer capacitor (EDLC) in order to increase a permeability of an electrolyte into the PGE. Propylene carbonate (PC) and ethylene carbonate (EC) as plasticizers, and tetraethylammonium tetrafluoroborate ($TEABF_4$) as a supporting salt for the PGE were used. EDLC unit cells were assembled with the PGE and electrode comprising BP-20 and MSP-20 as activated carbon powders, Super P as a conducting agent, and P(VdF-co-HFP)/PVP as a mixed binder. Ion conductivity of PGEs increased with an increased PVP content and was the best at 7 wt% PVP, whereas electrochemical characteristics such as AC-ESR of unit cell were better in 3 wt%. And electrochemical characteristics of the unit cell with PGE were the best at a 33 : 33 weight ratio of PC to EC. Specific capacitance of a mixed plasticizer system of PE and EC was higher than that of pure PC. Ion conductivity of PGEs with a film thickness of $20{\mu}m$ was higher, but electrochemical characteristics of unit cells were higher for a $50{\mu}m$ membrane thickness. Also, the unit cell has shown the highest capacitance of 31.41 F/g and more stable electrochemical performance when PGE and electrode were hot pressed. Consequently, the optimum composition ratio of PGE for EDLCs was 23 : 66 : 11 wt% such as P(VdF-co-HFP) : PVP = 20 : 3 wt% and PC : EC = 44 : 22 wt%. In this case, $3.17{\times}10^{-3}S/cm$ of ion conductivity was achieved at the $50{\mu}m$ thickness of PGE for EDLCs. And the electrochemical characteristics of unit cells were $2.69{\Omega}$ of DC-ESR, 28 F/g of specific capacitance, and 100% of coulombic efficiency.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 1999.07a
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• pp.50-50
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• 1999

마이크로 공정을 이용한 초소형 정밀 기계는 공정 기술과 재료 기술의 발전에 의하여 더욱 소형화되고 있으며 특히 기능을 갖는 부분과 이 부분을 제어하는 주변회로의 on-chip화의 요구가 증가되기 시작하였다. 이와 같은 추세에 있어서의 문제점은 초소형 정밀기계 부품 소자의 구동을 위한 에너지원의 개발이다. 즉, 소자의 크기가 작아진 것에 부합되는 초소형의 전지가 필요하게 된 것이다. 따라서 보다 완전한 초소형 정밀 기계 및 마이크로 소자의 구현을 위하여 마이크로 소자와 혼성 (Hybrid) 되어 이용될 수 있는 고성능 및 초소형의 전지의 개발이 필수적이다. 초소형 전지의 구현을 위하여 Li계의 2차 전지를 선택하여 이를 박막화하고 반도체 공정을 도입할 수 있다. 이러한 전지를 박막형 2차 전지 또는 박막형 마이크로 전지(thin film Secondary Battery : TFSB or Thin Film Micro-Battery : TFMB)라 하며 이러한 2차 전지는 일반적인 벌크 전지와 동일하게 cathode/Electolyte/Anode의 구조를 갖는다. 박막의 특성상 전해질은 고상의 물질을 사용하는 것이 벌크형 2차 전지와 다른 점이다. TFSB의 성능은 주로 cathode에 의하여 결정되며 지금까지 많은 cathode 물질에 대한 연구 보고가 발표되고 있다. 반도체 공정을 이용한 TFMB의 제작시 무엇보다 중요한 점은 우수한 고상 전해질 및 anode 물질의 선택에 있다. 최근에 2차 전지를 위한 carbon계 anode를 대체할 수 있는 SnO에 대한 보고가 있는데 이는 한 개의 Sn 원자당 2개 이사의 Li가 반응하여 높은 용량을 갖는 전지의 제작이 가능하기 때문이다. Sno2의 anode는 매우 높은 충전용량을 갖는데 첫 번째 방전시에 Li2O를 생성하여 비가역적 반응을 나타내고 계속되는 충방전 동안 Li-Sn 합금이 생성되어 2차전지의 가역적 반응을 가능하게 한다. SnO2 는 대기중에서 Li 금속보다 안정하기 때문에 전지의 제작 공정 및 사용 면에서 매우 우수한 물질이지만 아직까지 SnO2 구조적 특성과 전지의 충, 방전 특성에 대한 관계의 규명을 위한 정확한 정설은 제시되고 있지 못하다. 본 연구에서는 TFSB anode 물질로써 SnOx박막을 상온에서 여러 전도성 콜렉터 위에 증착하여 그 충, 방전 특성을 보고하였다. 증착된 SnOx박막의 표면은 SEM, AFM으로 분석하였으며 구조의 분석은 XR와 Auger electron spectroscope로 하였다. 충, 방전 특성을 분석하기 위하여 리늄 foil을 대극과 참조 전극으로 하여 EC:DMC=1:1, 1M LiPF6 액체 전해질을 사용한 Half-Cell를 구성하여 100회 이상의 정전류 충, 방전 시험을 행하였다. Half-Cell test 결과 박막의 구조, 콜렉터의 종류 및 Sn/O비에 따라 서로 다른 충, 방전 거동을 나타내었다.