• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2009.05a
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• pp.6.1-6.1
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• 2009

최근 신 재생 에너지에 대한 관심이 고조되고 있으며 특히 태양전지는 차세대 대체에너지로 많은 연구 개발이 이루어지고 있다. 현재 태양전지 시장은 벌크실리콘 태양전지가 주를 이루고 있으나, 박막형, 유기물, 염료감응형 등 다양한 차세대 태양전지가 개발되고 있다. 차세대 태양전지는 글래스나 폴리머 기판위에 형성된 전극을 바탕으로 하여 다양한 형태의 태양전지가 형성되기 때문에 태양전지용 투명도전성 산화물 전극에 대한 중요성이 증가하고 있다. 예를 들어 실리콘 박막형 태양전지의 경우 수소 플라즈마 분위기 안정성 때문에 ZnO:Al 전극이 개발, 적용되고 있다. 이밖에도 ZnO는 나노입자, 나노로드 등의 다양한 형태를 기반으로 유기물 및 염료감응형 태양전지 전극으로 적용되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 방법을 이용해 나노입자, 나노로드, 나노 sheet 등 다양한 형태의 ZnO 나노구조를 형성한 후, 태양전지 적용을 위한 전기적, 광학적 특성을 분석하였다. 3차원 형태의 ZnO sheet 전극은 90% @ 550 nm 가 넘는 우수한 광특성 (Haze value)을 보였으며, 염료감응형 태양전지에 적용되었을 경우 2차원 형태의 ZnO 전극에 비해 Jsc 값이 2.5배 이상 향상되었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.16 no.3
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• pp.99-110
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• 2013

Redox flow batteries are attractive energy-storage devices for renewable energy and peak-power energy control. Even though some prototypes are available already, many new materials are under development for new battery systems. In this reports, redox pairs and theirs properties are explained, by which one can understand issues with redox pairs, such as contaminations, cross-over, ionic selectivity, and solubility. Batteries that have the same redox pairs in both electrode compartments can be operated longer than those with different redox pairs due to the prevention form the cross-contamination. There are undivided redox flow batteries that have no membrane, which is another direction improving cycle life of the batteries.

• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.23 no.1
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• pp.3-17
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• 2020

리튬이온전지(LIB)는 기존의 다른 이차전지와 다른 확실한 몇 가지 장점이 있다. 높은 작동 전압과 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 그리고 낮은 자체 방전 속도이다. 이러한 장점으로 모바일 제품에서부터 전기 자동차(battery electric vehicle, BEV), 최근에는 전기저장장치(energy storage system, ESS)까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용 범위가 증가함에 따라 높은 안정성을 가지며 더 큰 에너지 용량을 나타내는 리튬이온전지에 대한 요구가 점점 더 커지게 되었다. 리튬이온전지의 용량 증가는 전지의 설계보다는 양극 및 음극 재료, 분리막 및 전해질과 같은 주요 전지 재료의 기술적 진보에 달려 있다. 주요 전지 소재 중에 전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 전지 반응에 의한 과전압과 가격이 가장 비싼 양극이다. 본 기획 특집에서는 리튬이차전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 양극 물질의 종류와 향후 연구동향에 대해서 소개하고자 한다. 양극 물질의 발전 방향, 안정성과 용량 증대를 위해서 최근 연구되고 있는 방향에 대해서 자세하게 소개한다.

• Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers
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• v.20 no.2
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• pp.24-28
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• 2006

Electrochemical hydrogenation/dehydrogenation properties were studied for a single particle of a Mm-based(Mm : misch metal) hydrogen storage alloy($MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3}$) for the anode of Ni-MH batteries. A carbon fiber microelectrode was manipulated to make electrical contact with an alloy particle, and the cyclic voltammetry and the galvanostatic charge/discharge experiments were performed. A single particle of the alloy showed the discharge capacity of 280[mAh/g], the value being 90[%] of the theoretical capacity. Data were compared with that of the composite film consisting of the alloy particles and a polymer binder, which is more practical form for Ni-MH batteries. Additionally, pulverization of the alloy particles are directly observed. Compared with the conventional composite film electrodes, the single particle measurements using the microelectrode gave more detailed, true information about the hydrogen storage alloy.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.11 no.1
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• pp.22-32
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• 2008

Because of an emerging importance of clean energy, fuel cells are attract more attention due to their ability to produce high efficient power without any harmful emission. Fuel cells are energy conversion device with directly convert chemical energy into electrical energy by the chemical reactions, which have potential applications in automobile, spacecraft, stationary, industrial and home appliances. Recently there are gaining demand to develop an intermediate temperature fuel cell and available proton conductors at $200{\sim}500^{\circ}C$, which promising operating temperatures range for both material science and energy conversion processes. In this paper, we have reviewed electrochemical properties and current technology of solid state proton conductors. In addition, development of intermediate temperature fuel cell using the perovskite-type solid protonic conductor is also discussed.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.23 no.3
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• pp.247-252
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• 2012

Of late, the development of advanced batteries with high power density and capacity has been indispensible for pushing ahead with much wider applications to electric vehicles and smart IT devices. However, a conventional Li-ion battery contains a limited energy density due to various technological challenges such that other types of Li batteries including Li-S and Li-air have been extensively studied due to their interestingly high energy capacities. Sulfur and oxygen, of which both are cathode materials, showing similar physicochemical characteristics have widely been available which may also contribute to the commercialization of these batteries. In this review, we introduce some perspectives in improving these advanced Li batteries through several approaches such as the provision of porous cathode structures, the optimization of cathode-electrolyte interfaces and the modification of Li anodes.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.41 no.4
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• pp.257-268
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• 2017

This paper proposes an efficient two-dimensional simulation model for solid oxide fuel cells (SOFCs) based on the electrochemical effectiveness model. The effectiveness model is known to accurately predict the current generation performance of SOFC electrodes, by considering the complex reaction/transport processes that occur within thin active functional layers near the electrolyte. After validation tests, the two-dimensional simulation model was used to calculate the distribution of current density and oxygen concentration transverse to the flow channel in anode-supported SOFCs, with which the oxygen depletion characteristics were investigated in detail. In addition, simulations were also conducted to determine the minimum number of grids required in the transverse direction to efficiently obtain accurate results.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.16 no.5
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• pp.689-692
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• 2005

In order to improve the electrochemical performances of Li-ion batteries when spinel $LiMn_2O_4$ is employed as a cathode active material, binary conductive agents were prepared using two different particle-sized carbons like Super P Black and $Vulcan^{(R)}$ XC-72R. The electrochemical performances of the $LiMn_2O_4$ cell system using binary conductive agents were evaluated in terms of specific charge and discharge capacities and cycle life. The cell with binary conductive agent in the 3:7 weight ratios of Super P Black and $Vulcan^{(R)}$ XC-72R showed better electrochemical performances due to the proper combination of ionic diffusion rate and electric contact.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.418.1-418.1
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• 2016

Atomic layer deposition (ALD)를 이용하여 증착된 aluminum oxide ($Al_2O_3$)는 우수한 패시베이션 특성을 가지고 있다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 화학적 패시베이션에 의한 실리콘 표면을 패시베이션 할 수 있다. 또한 $Al_2O_3$는 강한 고정전하를 가져 전계 효과 패시베이션을 할 수 있다. 따라서 $Al_2O_3$ 박막을 태양전지에 적용할 경우 높은 효율을 기대할 수 있다. 실리콘 태양전지를 제작하기 위해 소성공정(> $800^{\circ}C$)은 필수이다. $Al_2O_3$ 박막은 많은 수소를 가지고 있기 때문에 소성공정시 수소가스를 방출하여 $Al_2O_3$ 박막에 블리스터를 형성시킨다. 이 블리스터는 $Al_2O_3/Si$ 계면에서 발생하여 패시베이션 특성을 감소시킨다. 블리스터를 억제하기 위해 수소의 양을 조절할 필요가 있다. 이 실험에서는 plasma-assisted atomic layer deposition (PAALD)으로 $Al_2O_3$를 증착하였다. PAALD의 RF power를 200 W부터 800 W까지 조절하여 $Al_2O_3$ 막에 포함되는 OH의 농도를 조절하였다. $Al_2O_3$ 박막에 포함되는 OH 농도는 X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS)를 이용하여 분석하였다. 열처리공정 후, 화학적 패시베이션에 의한 유효 반송자 수명 (${\tau}_{eff}$) 향상이 나타났다 소성공정 후 블리스터가 형성되지 않는 조건에서 화학적 패시베이션과 전계 효과 패시베이션에 의해 ${\tau}_{eff}$가 증가하였다. 블리스터가 형성되었을 때 기존 논문들과 같이 패시베이션 특성이 감소하였다. 패시베이션 특성의 감소는 블리스터에 의한 화학적 패시베이션의 감소 때문이며 전계 효과 패시베이션은 오히려 증가하였다. 이를 통해 고온에서 열안정성을 갖는 $Al_2O_3$ 박막을 만들었으며 블리스터가 형성되지 않았고 패시베이션 특성이 증가하였다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.1
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• pp.19-33
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• 2010

The surface film, which is formed on graphite negative electrodes during the initial charging, is a key component in lithium secondary batteries. The battery reactions are strongly affected by the nature of the surface film. It is thus very important to understand the physicochemical properties of the surface film. On the other hand, the surface film formation is a very complicated interfacial phenomenon occurring at the graphite/electrolyte interface. In studies on electrode surfaces in lithium secondary batteries, in-situ experimental techniques are very important because the surface film is highly reactive and unstable in the air. In this respect electrochemical atomic force microscopy (ECAFM) is a useful tool for direct visualizing electrode/solution interfaces at which various electrochemical reactions occur under potential control. In the present review, mechanism of surface film formation and its correlation with electrolyte are summarized on the basis of in-situ ECAFM studies for understanding of the nature of the surface film on graphite negative electrodes.