• Prospectives of Industrial Chemistry
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• v.24 no.5
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• pp.30-46
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• 2021

페로브스카이트 나노결정의 뛰어난 광전기적 특성과 표면 개질 용이성, 그리고 다양한 용액 공정 응용 가능성을 바탕으로 나노결정을 활용한 태양전지 응용 기술에 대한 연구가 폭넓게 진행되고 있다. 나노결정의 표면 및 결점 제어에 대한 화학적 이해와 공학적 제어 기술을 적용하여 다양한 광전소자의 효율을 향상시켜 왔으며, 최근 16.6% 광전효율의 페로브스카이트 나노결정 태양전지가 발표되었다. 나노결정을 태양전지에 활용하기 위해서는 광전특성 뿐만 아니라 연속적인 구동 안정성이 확보되어야 하며, 이를 위해서는 나노결정의 반응성이 높은 표면을 효율적으로 개질해야 한다. 이 총설에서는 페로브스카이트 나노결정의 표면 화학에 대한 기본 이해와 이를 제어하기 위한 리간드 치환 방법, 그리고 나노결정을 태양전지에 적용하기 위한 공학적 접근법에 대한 다양한 연구를 소개하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.145-146
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• 2014

실리콘을 기반으로 한 양극 재료는 리튬 이온전지에서 높은 용량을 위한 재료에 널리 알려져 있지만, 아직까지 극복해야 할 기술적인 문제들이 많이 있다. 이유는 전기화학 공정 중에 발생하는 큰 부피 변화 때문이다. 본 기술 동향에서는, 리튬 이온전지에 사용될 실리콘 기반 재료의 화합물 시스템, 나노 구조 배열, 재료 합성 방법, 전기화학 성능 측면에서 기술하였다. 본 논문은 실리콘을 기반으로 한 재료의 장단점과 성능과 관련한 기본 메커니즘을 이해하는 데에 좋은 자료가 될 것이다. 따라서 리튬 이온전지 연구자들에게 유익한 자료가 될 것으로 사료된다.

• KIPE Magazine
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• v.24 no.5
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• pp.36-39
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• 2019

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.423.1-423.1
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• 2014

본 발표에서는 실리콘 이종접합 태양전지에서 중요한 실리콘 웨이퍼 표면/계면 제어에 대하여 발표한다. 다시 말하여, 실리콘 웨이퍼 기판 세정공정 변화에 따른 실리콘 웨이퍼 표면의 소수전하수명(minority carrier lifetime, MCLT) 및 태양전지 소자특성 변화에 대하여 연구하였다. 구체적으로, 실리콘 웨이퍼 클리닝 최초단계로써 KOH damage etching 공정을 도입할 때, 이후 클리닝 공정을 통일하여 적용한 웨이퍼 표면의 MCLT 및 상기 웨이퍼를 이용하여 플라즈마 화학기상증착법(PECVD)을 통하여 제작한 태양전지 소자 효율은 KOH etching 시간이 10분일 때 최대치에 도달한 후 감소하였다. 또한, RCA1, RCA2, Piranha로 이루어진 웨이퍼 클리닝 단계의 사이에, 또는 맨 마지막에 묽힌 불산용액(DHF, 5 %) 처리를 하여 표면 산화막 제거 및 수소종단처리를 하여 기판의 passivation 특성을 향상시키고자 할 때, 불산용액 처리 순서에 따른 웨이퍼 표면의 MCLT 및 태양전지 소자 효율을 비교하였다. 그 결과, 묽은불산용액을 클리닝 단계 사이에 적용하였을 때의 MCLT 및 태양전지 소자의 특성이 더 우수하였다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2008.10a
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• pp.94-96
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• 2008

이차전지는 방전을 통하여 화학에너지를 전기에너지로 변환하여 사용하고 이의 역반응인 충전과정을 통하여 전기에너지를 화학에너지로 변환하여 저장함으로써 반복 사용이 가능하다. 많은 이차전지 중에서 리튬이차전지는 현재 핸드폰, 노트북, PDA 등 휴대용 전자기기가 보편화된 Mobile Energy 시대의 동력원이며, 최근 하이브리드 자동차, 지능형 로봇 등의 신산업분야에 적용하기 위한 고출력, 중/대형 이차전지의 개발이 활발히 진행되고 있다. 아울러 경쟁력을 확보하기 위해 전지부문에서는 에너지 밀도, 출력밀도, 사이클 수명, 안전성 등에서 지속적인 성능향상을 거듭하고 있으며, 활용면에서는 고밀도화에 따른 발열, 발화 사고의 안전성 문제를 해결하기 위해 배터리 보호회로를 필수적으로 장착하며, 이러한 보호회로는 용도에 따라 PCM(Protection Circuit Module), 스마트모듈(Smart Module), BMS(Battery Management System) 등으로 명칭되며, 각 사용분야별로 개발이 활발히 진행되고 있어 전지 시스템의 고안전성 및 고신뢰성을 추구하고 있다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.46 no.4
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• pp.363-377
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• 2002

The purpose of this study was to improve the problems of the voltaic cell described in the science textbooks of secondary schools. For this purpose, the contents of science textbooks which are related to the voltaic cell were analyzed and the problems which were not explained clearly by theorems were tried to be explained by experiments, and lastly sug-gestions were made toward the improvements regarding the voltaic cell in the science textbooks. The findings are that there are problems on the ways of ensuring whether the voltaic cell operates properly as a chemical battery, on the explanation of why the hydrogen bubbles form at the zinc electrode, on the cell potential, on the unification of the electrode terminology used, and on the mention of the current. Solutions to the problems except the cell potential were suggested. According to the experiment, the theoretical potential was calculated by considering the potentials of redox reactions at the two electrodes of the cell and by taking into account the characteristics of the electrodes such as the work function, ionization energy, stan-dard reduction potential, and electronegativity.The cell potential of the voltaic cell is explained by several factors. In the improved version of the textbook's introduction section to the voltaic cell, it is necessary to describe the voltaic cell his-torically.For the conceptual section, it should be explained in terms of the Daniel cell.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.47 no.1
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• pp.79-86
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• 2003

Misconceptions of students for a Voltaic cell were studied and their contents described in the high school chemistry II textbooks were analyzed. This study shows that students have many misconceptions and a few of chemistry textbooks contain some false description in a Voltaic cell. In the most textbooks, the reasons why the measured cell voltage of a Voltaic cell is near 1.1 V at the initial stage and then it decreases with time are not explained clearly. The emf of a Voltaic cell at a standard state is 0.76 V but in some textbooks it is described as 1.1 V of a Daniel cell. Even after learning the Voltaic cell or performing the experiment of textbooks, most students still have some misconceptions. These may be due to at least two following facts: the first is that the measured cell voltage of a Voltaic cell at the initial stage is very similar to that of a Daniel cell. The second is that the most experiment of a Voltaic cell is not performed under the condition of a standard state. Therefore, we have suggested a model of the modified experimental setup of a Voltaic cell that could reduce misconceptions of students.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.93.2-93.2
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• 2012

연료전지는 전기화학반응을 이용한 발전 장치로서 기존 장치에 비하여 발전 효율이 높아 화석연료를 사용하면서 현재 당면 과제인 $CO_2$ 배출량 절감이 가능하고, 환경 보전성이 우수하여 미래의 전원으로 많은 연구개발이 진행되고 있다. 특히 제3세대 연료전지라 불리는 고체산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell이하 SOFC)는 고가의 외부 개질 장치 없이도 연료가 갖는 화학에너지를 연소과정 없이, 공기와 $H_2$, CO, $CH_4$와 같은 환원성 가스를 공급받아 $600{\sim}1000^{\circ}C$에서 전기화학적 반응을 통하여 직접 전기를 얻는 방식이며, 낮은 소음과 진동으로 인하여 온 사이트(On-site) 발전이 가능한 장점이 있는 연료전지이다. Decalcomanie는 전사용지에 Screen printing하여 건조 후 coating하는 방법으로 기존의 여러 coating 방법보다 다전지셀 제작이나 Buffer layer의 적용이 용이하고, 소재의 크기나 두께조절이 간편하며, 구성층의 표면조도나 굴곡에 대응이 용이한 방법이다. 새로운 Decalcomanie를 사용하여 평관형 다전지식 SOFC Cell 제작 및 각 Buffer layer에 적용, Screen printing법과 동일한 Cell 제조 후 MPD와 Impedance 분석을 통하여 Support 위에 전사지를 이용, 적층한 Cell의 전기화학적 특성에 관하여 분석하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.24 no.6
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• pp.567-578
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• 2013

A microbial fuel cell (MFC) is a bio-electrochemical device that converts chemical energy in the chemical bonds in organic compounds to electrical energy through catalytic reactions of microorganisms under anaerobic conditions. Power density and Coulombic efficiency are significantly affected by the types of microbe in the anodic chamber of an MFC, configurations of the system and operating conditions. The achievable power output from MFC increased remarkably by modifying their designs such as the optimization of MFC configurations, the physical and chemical operating conditions, and the choice of biocatalysts. This article presents a critical review on the recent advances made in MFC research with the emphasis on MFC configurations, optimization of important operating parameters, performances and future applications of MFC.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2009.11a
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• pp.133-133
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• 2009

연료전지는 연료의 화학적 에너지를 전기화학 반응을 통하여 직접 전기로 변환하기 때문에 에너지 전환효율이 높고 공해물질을 배출하지 않는 환경친화적인 고효율 발전방식으로, 특히 용융탄산염 연료전지(MCFC) 및 고체산화물 연료전지(SOFC)같은 고온형 연료전지의 경우 분산전원이나 중앙집중발전 같은 발전용에 적합한 연료전지로 평가받고 있다. 현재 MCFC 및 SOFC등의 발전용 연료전지 시스템의 효율은 약 50% 정도이며, 시스템의 발전효율을 높이기 위한 여러 연구가 진행되고 있다. 그 중에서 고온의 배열을 이용하여 연료전지 발전시스템의 효율을 향상시키기 위해 FuelCell Energy, Ansaldo Fuel Cells 및 Simens Westinghouse 등에서 수백 kW급의 fuel cell - gas turbine hybrid system에 대한 상용화 수준의 실증연구가 진행되었다. 본 연구에서는 발전용 연료전지 시스템의 발전효율을 높이기 위한 방안 중 하나로 배열을 이용하여 steam을 발생시켜 air amplifier에 사용함으로써 연료전지 시스템의 MBOP(Mechanical Balance of Plant)중 전력을 소비하는 air blower를 대체하여, 시스템 효율을 향상시키고 시스템의 가용성을 높일 수 있는 설계안에 대하여 논하고자 한다.