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Ni의 산화가 고체산화물 연료전지용 Ni/YSZ 연료극의 미세조직과 전해질의 균열에 미치는 영향 (Effect of Oxidation of Ni on the Microstructure of Ni/YSZ Anode and Crack Formation in YSZ Electrolyte Layer for SOFC)

  • 임준실;최종훈;권오종
    • 한국세라믹학회지
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    • 제43권12호
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    • pp.805-811
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    • 2006
  • The microstructural changes in Ni/YSZ anode substrate and crack formation during Ni oxidation were investigated. The composition of as-sintered anodes was 56 wt% NiO+44 wt% YSZ and that of electrolyte was 8 mol% yttria. After complete reduction, specimens were oxidized in $N_2$ + air at $600\sim800^{\circ}C$. Oxygen partial pressure was controlled in between 0.05 atm and 0.2 atm $O_2$. When the anode was oxidized, at higher than $690^{\circ}C$, three layers were formed in the specimens. The first was fully oxidized layer(NiO/YSZ), the second was a mixed layer and the third, near-intact layer. Under $640^{\circ}C$ such distinctive layers were not observed. Cracks formed at electrolyte layer when weight gain attained at $65\sim75%$ of the total gain due to complete oxidation despite of different oxidation temperature and oxygen partial pressure.

리튬2차전지에서 다른 전구체로부터 합성된 LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 양극 활물질의 특성 (Characterization of LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 Cathode Materials Prepared from Different Precursors in Lithium Rechargeable Batteries)

  • 김성근;홍성완;한경식;이홍기;심중표
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제21권11호
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    • pp.1029-1035
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    • 2008
  • $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ cathode materials prepared from different precursors in lithium rechargeable batteries were characterized by various analytical methods. $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ powders were synthesized by using solid-state reaction method and their physical and chemical properties were analyzed by XRD, SEM, particle size analyzer and TCP-AES. These materials showed different crystallinity, particle size, surface morphology and chemical composition. Also, the charge/discharge cycling of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ electrodes was carried out under various cut-off voltages and it showed different behaviors. It was found that the electrochemical cyclability of $LiNi_{1/3}Co_{1/3}Mn_{1/3}O_2$ was strongly related to its crystallinity.

차세대 리튬이차전지를 위한 산화물 고체전해질의 연구동향 (Research progress of oxide solid electrolytes for next-generation Li-ion batteries)

  • 강병우;박희택;우승준;강민석;김아빈
    • 세라미스트
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    • 제21권4호
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    • pp.349-365
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    • 2018
  • Since the electrification of vehicles has been extended, solid-state batteries have been attracting a lot of interest because of their superior safety. Especially, polymer, sulfide, and oxide based materials are being studied as solid electrolytes, and each type of materials has advantaged and disadvantages over others. Oxide electrolytes has higher chemical and electrochemical stability compared to the other types of electrolytes. However, ionic conductivity isn't high enough as much as that of organic liquid electrolytes. Also, there are many difficulties of fabricating solid-state batteries with oxide based electrolytes because they require a sintering process at very high temperature (above ${\sim}800^{\circ}C$). Herein, we review recent studies of solid-state batteries with oxide based electrolytes about the ionic conductivity, interfacial reactions with Li metal, and preparation of solid-state cell.

고종시 감껍질의 추출조건에 따른 항산화 활성 (Changes in the Antioxidant Potential of Persimmon Peel Extracts Prepared by Different Extraction Methods)

  • 정명진;진순우;화성용;방희옥;한동문;전지영;화세경
    • 한국약용작물학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.186-193
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    • 2019
  • Background: Astringent persimmon (Diospyros kaki Thunb. cv. Kojongsi) peels are by-products of dried persimmons. This study aimed to evaluate the antioxidant activities of Kojongsi persimmon peel (KPP) extracts prepared by 15 different extraction methods: 5 heating durations (0.5 - 2.5 h) at 3 heating temperatures (50, 70, and $90^{\circ}C$). Methods and Results: An increase in heating temperature increased the antioxidant effect of KPP extracts. Those prepared by heating at 1 h had the highest total phenol content, regardless of the heating temperature. In addition, the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical scavenging activity and cell-protective effects against $H_2O_2-induced$ oxidative stress were dependent on the total phenol contents of the extract. However, the KPP-induced increased in catalase expression was dependent on heating temperature and duration. Conclusions: These results suggest that extraction by heating at $90^{\circ}C$ for 1 h may enhance KPP's antioxidant effects, which mainly involve non-enzymatic antioxidant systems.

플랙서블 아연-공기전지를 위한 천연 고분자 젤 전해질의 전기화학적 거동 비교 (Comparison of Natural Polymer Based Gel Electrolytes in Flexible Zinc-Air Batteries)

  • 정병진;조용남
    • 한국재료학회지
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    • 제32권12호
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    • pp.533-537
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    • 2022
  • Flexible zinc-air batteries have many merits, including low cost, high safety, environmentally friendliness applicability, etc. One of the key factors to improve the performance of flexible zinc-air batteries is to use a gel electrolyte. In this study, gel electrolytes were synthesized from potato, sweet potato, and corn starch. In a comparison of each starch, the corn starch-based gel electrolyte showed the highest discharge capacity of 12.41 mAh/cm2 in 20 mA and 6.47 mAh/cm2 in 30 mA. It also delivered a higher specific discharge capacity of 7.06 mAh/cm2 than the other materials after 100° bending. In addition, the electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was analyzed to calculate the ionic conductivity. The potato, sweet potato, and corn starch-based gel electrolytes showed electrolyte resistances (Re) of 0.306, 0.298, and 0.207 Ω, respectively. In addition, the corn starch-based gel electrolyte delivered the highest ionic conductivity of 0.121 S cm-1 among the other gel electrolytes. Thus, the corn starch-based gel electrolyte was verified to improve the performance of flexible zinc-air batteries.

동결건조 어육지질의 변화에 미치는 상대습도의 영향 (Effect of Relative Humidity on the Changes of Lipids in Freeze-Dried Fish during Storage)

  • 이형일;박영호
    • 한국수산과학회지
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    • 제18권6호
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    • pp.519-528
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    • 1985
  • 어류의 저장 중 지질의 변화에 미치는 상대습도의 영향을 밝히기 위하여 적색육어류인 고등어와 백색육어류인 가자미를 동결건조하여 마쇄, 혼합한 것을 일정량씩 각각 $0\%,\;23\%,\;52\%$$81\%$의 상대습도로 조절된 용기에 넣어 $25^{\circ}C$에 저장하여 두고 경시적으로 지질의 산가, 과산화물가, TBA값 및 지방산조성 등의 변화를 측정하여 저장 습도에 따른 지질산화도를 비교 검토하였다. 1. 저장 중 지질의 과산화물가 및 TBA값의 변화를 볼 때 저습도에 저장하는 경우가 고습도에 저장하는 경우 보다 산화가 촉진되는 경향을 나타내었다. 산가는 고습도에 저장한 경우가 저습도에 저장한 경우보다 크게 증가하는 변화를 보였다. 2. 전지질의 지방산조성은 고등어, 가자미 모두 $C_{16:0}$산, $C_{18:1}$산 및 $C_{22:6}$산의 함량이 높았으며, 비극성지질과 극성지질의 지방산조성은 고등어, 가자미 모두 비극성지질에서는 $C_{18:1}$산의 함량이, 극성지질에서는 $C_{16:0}$산의 함량이, 가장 많았으며, 극성지질은 비극성지질에 비해 $C_{22:6}$산의 함량이 특히 많았다. 3. 고등어 지질은 산가, 과산화물가 및 TBA값등의 변화로 보아 가자미 지질보다 안정성이 떨어지고, 지방산조성의 변화에 있어서는 양자가 거의 비슷한 경향을 나타내었다. 4. 저장 중 지방산조성의 변화는 전지질의 경우에는 상대습도 $0\%$$23\%$에서는 polyene산이 감소하는 경향을 나타내었으며, 상대습도 $52\%$$81\%$에서는 큰 변화가 없었다. 비극성지질의 경우에는 상대습도 $0\%$$23\%$에서 polyene산이 감소하였고, 상대습도 $52\%$$81\%$에서는 포화산과 monoene산이 증가하였다. 반면에 극성지질의 경우에는 상대습도 $0\%$$23\%$에서는 polyene산이, $52\%$$81\%$에서는 포화산과 monoene산이 감소하는 경향을 나타내었다.

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고성능 리튬-황 전지를 위한 금속산화물을 첨가한 탄소나노튜브 프리스탠딩 전극 (Metal Oxides Decorated Carbon Nanotube Freestanding Electrodes for High Performance of Lithium-sulfur Batteries)

  • 신윤정;정현서;김은미;김태윤;정상문
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권3호
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    • pp.426-438
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    • 2023
  • 차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MOx, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MOx@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MOx@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni0.7Mg0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

EC:MA 혼합전해질에서 카본 전극의 용량 특성 - I. 전기화학적 특성에 대한 혼합비의 영향 - (Properties of Capacity on Carbon Electrode in EC:MA Electrolytes - I. Effect of Mixing Ratio on the Electrochemical Properties -)

  • 박동원;김우성;손동언;김성필;최용국
    • 공업화학
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    • 제17권2호
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    • pp.183-187
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    • 2006
  • 리튬-이온 전지에서 전해질 용액에 대한 용매의 선택은 충방전 특성의 개선을 위해 매우 중요하다. 여러 가지 용매 시스템이 리튬-이온 전지의 전해질로서 광범위하게 연구 되어졌다. 본 연구는 다양한 혼합비에서 제조한 1 M $LiPF_6/EC$ (ethylene carbonate) : MA (methyl acetate) (x:y) 전해질 용액의 용매 분해 전위와 카본 부극 표면에 형성된 Solid Electrolyte Interphase 피막의 전기화학적 성질을 시간대 전위법, 순환 전압- 전류법, 임피던스법을 이용하여 관찰하였다. 용매분해 전위는 전해질의 이온 전도도에 따라 전위가 달라졌고, 용매의 혼합비에 따라 피막의 전기화학적 특성이 변화되었음을 확인하였다. 결과적으로, 1 M $LiPF_6/(EC+MA)$ 시스템에서 가장 적절한 EC와 MA의 혼합비는 대략 1:3 (EC:MA, 부피비)이었다.

용융탄산염 연료전지에서 알칼리 탄산염에 의한 Ni/MgO 촉매의 피독 (Poisoning of the Ni/MgO Catalyst by Alkali Carbonates in a DIR-MCFC)

  • 문형대;김준희;하흥용;임태훈;홍성안;이호인
    • 공업화학
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    • 제10권5호
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    • pp.754-760
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    • 1999
  • 직접 내부개질형 MCFC용 촉매의 반응 전과 후의 특성분석을 ICP, BET, CHN, EDS, $H_2$ 화학흡착 분석을 통하여 수행하였다. 반응을 거치는 동안 탄산염 전해질의 구성 성분인 K와 Li가 촉매에 전달되고, 그 누적량은 단위전지 내의 위치에 따라 입구, 출구, 중간 순으로 감소하였다. 알칼리 전달량 증가에 따라 BET 표면적과 Ni 분산도가 감소하고 촉매 표면에 증착된 알칼리 탄산염 물질이 존재하는 것으로부터, 촉매 표면상에 존재하는 알칼리성분의 물리적 피복이 촉매 활성을 감소시키는 중요한 원인임을 확인하였다. SEM 분석 결과, 입구, 중간, 출구 순으로 알칼리 성분의 표면 피복율이 감소하였으나, 실제 메탄에 대한 수증기 개질반응의 촉매활성은 출구부분 촉매가 입구나 중간 부분 촉매보다 낮은 활성을 보임으로써, 알칼리 탄산염의 물리적 피복에 의한 활성감소 이외의 다른 화학적 피독 요인이 존재함을 예측하였고, 이를 FT-IR 분석을 통해 확인하였다.

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전고상 리튬 박막 전지 구현을 위해 펄스 레이저 증착법으로 LiCoO2 정극위에 성장시킨 비정질 (Li, La)TiO3고체 전해질의 특성 (Amorphous Lithium Lanthanum Titanate Solid Electrolyte Grown on LiCoO2 Cathode by Pulsed Laser Deposition for All-Solid-State Lithium Thin Film Microbattery)

  • 안준구;윤순길
    • 한국세라믹학회지
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    • 제41권8호
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    • pp.593-598
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    • 2004
  • 1 $\mu$m이하의 전고상 리튬 박막전지의 구현을 위해 펄스 레이저 증착법을 이용하여 Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si 기판위에 LiCoO$_2$정극을 증착온도와 Li/Co 간의 몰 비율을 변화시켜가며 성장시켰다. 특히, Li/Co=1.2의 조성을 갖는 LiCoO$_2$를 50$0^{\circ}C$의 증착온도에서 성장시킬 경우 53 $\mu$Ah/$cm^2$-$\mu$m의 높은 초기 용량값을 가지며 100 싸이클 후에도 67.6%의 용량값을 유지하였다. LiCoO$_2$/Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si위에 고체 전해질인 (Li, La)TiO$_3$를 비정질상으로 하여 PLD방법으로 낮은 온도대역에서 증착온도를 다양하게 하여 증착하였다. 10$0^{\circ}C$의 증착온도에서 LiCoO$_2$Pt/TiO$_2$/SiO$_2$/Si위에 성장시킨 (Li, La)TiO를 가지고 LiClO$_4$ in PC 안에서 Li anode와 충$.$방전 측정 결과 약 51$\mu$Ah/$cm^2$-$\mu$m의 초기 용량값을 나타내었으며 100싸이클 후에도 90%의 훌륭한 방전용량의 보존력을 나타내었다. 비정질상의 (Li, La)TiO$_3$ 고체 전해질은 전고상 박막전지로의 구현이 가능하다.