• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.140-141
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• 2014

차세대 전극 재료의 개발은 리튬 전지, 슈퍼 축전지, 전력 공급을 포함하는 에너지 저장 매체의 연구에 중심이 되는 요소이다. 이 가운데 금속황화물은 독특하고 우수한 특성 때문에 차세대 전극 재료로서 상당히 주목을 받고 있는 재료이다. 하지만 실제 응용 측면에 있어서 충 방전 관련된 속도와 안정성의 한계가 가장 큰 장애 요소이다. 이러한 한계를 극복하고자 나노구조화에 대한 연구가 집중적으로 진행되고 있다. 본 논문에서는 금속황화물의 에너지 저장 매체로서의 연구 내용을 기술하였다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.32 no.6
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• pp.612-617
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• 2021

In the case of a metal sulfide electrode, it is used as an anode or cathode active material in a lithium battery. The reason is that the voltage exists between 0.8 and 2.0 V via lithium electrode and the discharge and charge capacity is high. In order to manufacture nickel sulfide for electrode, which are widely used, nano-nickel powder was sulfided using ammonium polysulfide, and single-phase NiS electrodes were manufactured through heat treatment. The prepared NiS electrode had a high initial capacity of 500 mAh/g or more, and was stabilized after 20 cycles to maintain a capacity of 400 mAh/g or more until 100 cycles.

• Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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• v.33 no.6
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• pp.203-209
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• 2023

Cobalt sulfide nanocomposites were synthesized through a simple hydrothermal method as anode materials for sodium ion batteries (SIBs). In this work, a cobalt sulfide nanoparticle (CoS-NF) and a cobalt sulfide nanocomposite integrated with reduced graphene oxide (CoS@G-NC) were fabricated for electrochemical energy storage performance of battery. The as-prepared CoS@G-NC electrode exhibited reversible and stable cycle performance (62 % after 30 cycles at current density of 200 mA g^-1). The improved electrochemical property was attributed to the small grain growth and uniform distribution of cobalt sulfide during synthesis, which maximized the diffusion pathway for sodium ions and effectively suppressed the delamination and volume expansion of cobalt sulfide during the conversion reaction. The results provide promising anode materials for next-generation SIBs.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.31 no.1
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• pp.138-143
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• 2020

Metal sulfides are good candidates for cathode materials. Especially, iron sulfides and nickel sulfides have been demonstrated to be potential electrode materials among metal sulfides due to nontoxicity and high theoretical specific capacities. Electrochemical properties (capacity, cycle life, stability etc.) of Li/iron sulfides or nickel sulfides cell were improved by methode such as coating, doping of material, and nanoization of materials etc.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2006.11a
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• pp.344-347
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• 2006

탄화수소 연료(LNG, LPG)를 개질하여 수소를 제조하는 연료 처리 공정 중, 탈황 기술은 촉매의 활성저하 및 전극의 피독을 방지하기 위한 필수 기술이다. 본 연구에서는 도시가스 및 액화석유 가스용 부취제로 사용되는 유기 황화합물(,DMS, THT, TBM)을 제거하기 위한 탈황제로서 Cu/ZnO계 흡착제를 개발하였다. 공침법을 이용하여 흡착제를 제조하여 각 부취제별로 상온 및 고온에서의 흡착탈황 성능을 조사하였으며 또한, 이의 특성분석을 행하였다. $Cu/ZnO/Al_2O_3$ 탈황제는 메탄으로부터 고온에서 TH, DMS, TBM+THT 등의 황화합물들을 매우 효과적으로 제거할 수 있었다. 특히, TBM+THT의 혼합가스에서 TBM에 대해 선택적인 흡착을 보였다. THT 흡착에서 흡착온도가 $300^{\circ}C$ 이상에서는, 흡착과정 동안 황의 상호작용으로 인해 금속황화물이 생성되었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.202.1-202.1
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• 2014

최근 대용량 에너지 저장장치로 사용하고자 하는 리튬-공기전지는 리튬 음극과 액체 전해질 사이의 화학적 불안정성이 문제가 되고 있다. 또한 리튬이온전지는 액체전해질의 사용으로 인해 폭발 등의 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이다. 때문에 리튬-공기전지에서 리튬 음극을 액체 전해질로부터 보호할 수 있으며, 리튬이온전지의 액체전해질과 대체하였을 때 전극과도 안정한 고체전해질의 연구가 필요하다. 고체전해질은 구조적으로 crystalline, glassy, 폴리머로 나눌 수 있는데, 이 중 crystalline 구조의 고체전해질은 glassy 및 폴리머 고체전해질에 비해 상온에서 비교적 이온전도도가 높다고 알려져 있다 [1]. 그러나 이온전도도가 높은 황화물 및 질화물 고체전해질은 수분에 민감한 반면 [2,3], 산화물 계열의 물질은 안정할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 이온전도도가 높은 산화물인 lithium lanthanum titanate ($Li_{0.5}La_{0.5}TiO_3$, LLTO)를 고체전해질로 선정하여 다양한 환경에서 화학적 안정성에 관해 연구하였다. LLTO와 각종 용액과의 화학적 안정성을 살펴보기 위해 고체전해질을 DI water, 1 M $LiPF_6$ Ethylene Carbonate (EC)-Dimethyl Carbonate (DMC) (50:50 vol.%), 0.57 M LiOH (pH=13), 0.1 M HCl (pH=1)에 immersion하고 무게, 표면형상, 상(phase), 이온전도도 등의 변화를 관찰하였다. 또한 LLTO와 전극간의 반응성을 알아보기 위해 LLTO 분말과 음극물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$ 및 양극물질인 $LiCoO_2$ 분말을 혼합한 후 $300^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$의 온도범위에서 열처리하여 반응을 가속화 한 후 상변화 현상을 살펴보았다.

• Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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• v.32 no.6
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• pp.663-668
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• 2021

For the development of highly efficient quantum dot-sensitized solar cells (QDSCs), it is important to enhance the electrocatalytic activity of the counter electrodes (CEs). Herein, a fabrication process of Cu₂S CEs are optimized for the development highly efficient QDSCs. The surface of brass film is treated with HCl solution to prepare the Cu₂S CEs, and the concentraion as well as the temperature of HCl solution are controlled. It is found that the uniformity for the thickness of prepared Cu₂S CEs is enhanced when the diluted HCl solution is used, compared to the HCl solution of standard concentration. In addition, the electrocatalytic activity of the Cu₂S CEs is also increased with the modificed process, which is confirmed by impedance data and Tafel polarization curves. As a result, the photoconversion efficiency of QDSCs is improved from 4.49% up to 5.73%, when the concentraion and temperature of the HCl treatment are efficiently optimized.

• The Sea:JOURNAL OF THE KOREAN SOCIETY OF OCEANOGRAPHY
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• v.9 no.2
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• pp.64-72
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• 2004

We measured the vertical profiles of $O_2$, H$_2$S, and pH in sediment pore water beneath marine cage fish farms using a microsensor with a 25 ${\mu}{\textrm}{m}$ sensor tip size. The sediments are characterized by high organic material load. The oxygen consumption, hydrogen sulfide oxidation, and sulfate reduction rates in the microzonations (derived from the vertical distribution of chemical species concentration) were estimated by adapting a simple one-dimensional diffusion-reaction model. The oxygen penetration depth was 0.75 mm. The oxic microzonations were divided into upper and lower layers. Due to hydrogen sulfide oxidation within the oxic zone, the oxygen consumption rate was higher in the lower layer. The total oxygen consumption rate integrated with reaction zone depth was estimated to be 0.092 $\mu$mol $O_2$cm$^{-2}$ hr$^{-1}$ . The total hydrogen sulfide oxidation rate occurring within 0.7 mm thickness was estimated to be 0.030 $\mu$mo1 H$_2$S cm$^{-2}$ hr$^{-1}$ , and its turnover time in the oxic sediment layer was estimated to be about 2 minutes. This suggests that hydrogen sulfide was oxidized by both chemical and microbial processes in this zone. The molar consumption ratio, calculated to be 0.84, indicates that either other electron accepters exit on hydrogen sulfide oxidation, or elemental sulfur precipitation occurs near the $O_2$- H$_2$S interface. Total sulfate reduction flux was estimated to be 0.029 $\mu$mol cm$^{-2}$ hr$^{-1}$ , which accounted for more than 60% of total $O_2$ consumption flux. This result implied that the degradation of organic matter in the anoxic layer was larger than in the oxic layer.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2016.02a
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• pp.428-428
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• 2016

Copper indium sulfide (selenide) (CuIn(S,Se)2,CISSe)는 1.0~1.5 eV의 Direct band gap과 105 cm-1이 넘는 큰 광 흡수 계수를 가지고 있어 박막 태양전지의 흡수층으로써 연구되어 왔다. 최근 대량생산 및 저가 공정에 용이하다는 측면에서 용액 공정 기반 CISSe 태양전지 연구가 크게 주목 받고 있다. 용액공정 기반 중 하이드라진을 사용 한 경우 매우 높은 효율을 기록하였으나, 하이드라진 자체의 유독성과 폭발성 때문에 분위기 제어가 필요하고 여전히 저가화 및 대면적 제작에 한계가 있다. 따라서 알코올 솔젤 기반 CISSe 태양전지 제작 연구가 많이 진행되었으나, 결정립 성장 및 칼코겐 원자를 공급하기 위해 불가피하게 황화/셀렌화 후속 열처리 공정을 요구한다. 후속 열처리 공정은 폭발성의 황화수소/황화셀레늄 기체 분위기 제어와 고가의 장비를 필요로 한다. 본 연구에서는 매우 안정적이며 저가 용매인 물과 아민계 첨가제를 이용하여 Cu, In 전구체와 S, Se 이 포함된 Cu-In-S 잉크와 Se잉크를 제작하였다. 잉크 내에 S, Se을 첨가 함으로써 추가적인 후속공정 없이 비활성 가스 분위기에서 고품질의 CISSe 박막 제작을 가능케 하였다. 또한 Se 잉크 증착 횟수에 따른 결정 구조, 광학적 성질의 차이에 주목하였다. 따라서 수계 잉크를 대기 중에서 스핀코팅으로 박막을 제작한 후, Hot plate에서 건조하여 균일한 박막을 제조하고, 제작된 박막을 tube furnace에서 환원 분위기 및 비활성 가스 분위기에서 열처리 진행하여 $1.3{\mu}m$ 두께의 고품질의 CISSe 흡수층을 제작하였다. 이러한 흡수층에 대해 XRD, SEM, EDS 분석을 진행하여, 결정성, 미세구조, 및 조성을 확인하였으며, 제작된 흡수층 위에 버퍼층/투명전극층을 차례로 증착하여 CISSe 태양전지를 제작하여 셀 성능 및 양자 효율 특성을 파악하였다. 또한 액상 Raman 분석을 통해 결정립 성장 과정 메커니즘을 제시하였다.

• Clean Technology
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• v.20 no.1
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• pp.88-94
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• 2014

During the past decades much attention has been paid to the desulfurization of diesel oil which is important as a source for the fuel cells to prevent the sulfur poisoning of both diesel steam reforming catalyst and electrode of fuel cell. Although alternative desulfurization techniques have been investigated, desulfurization for ultra-low sulfur diesel (ULSD) is still challenged. Therefore, this research focuses on the desulfurization of commercial ULSD for the application to molten carbonate fuel cell (MCFC). Herein, the performances of several kinds of commercial adsorbents based on activated carbons, zeolites, and metal oxides for desulfurization of ULSD were screened. The results showed that metal oxides based materials can feasibly reduce sulfur concentration in ULSD to a level of 0.1 ppmw while activated carbons and zeolites did not reach this level at current conditions.