• Clean Technology
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• v.26 no.2
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• pp.131-136
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• 2020

Biomass bamboo charcoal is utilized as anode for lithium-ion battery in an effort to find an alternative to conventional resources such as cokes and petroleum pitches. The amorphous phase of the bamboo charcoal is partially converted to graphite through a low temperature graphitization process with iron oxide nanoparticle catalyst impregnated into the bamboo charcoal. An optimum catalysis amount for the graphitization is determined based on the characterization results of TEM, Raman spectroscopy, and XRD. It is found that the graphitization occurs surrounding the surface of the catalysis, and large pores are formed after the removal of the catalysis. The formation of the large pores increases the pore volume and, as a result, reduces the surface area of the graphitized bamboo charcoal. The partial graphitization of the pristine bamboo charcoal improves the discharge capacity and coulombic efficiency compared to the pristine counterpart. However, the discharge capacity of the graphitized charcoal at elevated current density is decreased due to the reduced surface area. These results indicate that the size of the catalysis formed in in-situ graphitization is a critical parameter to determine the battery performance and thus should be tuned as small as one of the pristine charcoal to retain the surface area and eventually improve the discharge capacity at high current density.

• Composites Research
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• v.20 no.6
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• pp.1-7
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• 2007

Expanded graphite/carbon fiber hybrid conductive polymer composites were fabricated by the preform molding technique. The conductive fillers were mechanically mixed with a phenol resin to provide an electrical property to composites. The conductive filler loading was fixed at 60wt.% to accomplish a high electrical conductivity. Expanded graphites were excellent in forming a conductive networking by direct contacts between them while it was hard to get the high flexural strength over 40MPa with using only expanded graphite and phenol resin. In this study, carbon fibers were added in composites to compensate the weakened flexural strength. The effect of carbon fibers on the mechanical and electrical properties was examined according to the weight ratio of carbon fiber. As the carbon fiber ratio increased, the flexural strength increased until the carbon fiber ratio of 24wt.%, and then decreased afterward. The electrical conductivity gradually decreased as the increase of the carbon fiber ratio. This was attributed to the non-conducting regions generated among the carbon fibers and the reduction of the direct contact areas between expanded graphites.

• Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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• 2018.10a
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• pp.83-83
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• 2018

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.12 no.10
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• pp.4673-4678
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• 2011

In this paper, studies on a mixing characteristic and viscosity measurement of polymer/graphite composites for a bipolar plate of the polymer electrolyte membrane fuel cell were presented. Since the materials for the bipolar plate should be electrically conductive, contents of solid graphite in the composite are very high. As a consequence, a viscosity of the polymer/graphite composite used for the bipolar plate is very high and the measurement of the viscosity is difficult. Viscosity measurements of the polymer/graphite composites were not possible because pressure drops were continuously fluctuated during the viscosity measurements when a conventional capillary die was used. After the die design was optimized, the steady state pressure drop could be achieved, but the viscosity thus measured was not reproducible. After many trials with different experimental techniques, it was found that melt blending of the grinded powder mixtures of both PET and graphite provides reproducible viscosity measurements and electric conductivities of the polymer/graphite composites.

• Proceedings of the Korean Society Of Semiconductor Equipment Technology
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• 2004.05a
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• pp.213-216
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• 2004

폐슬러지 실리콘과 흑연의 혼합물에 물을 주입하고 열처리하여, 마이크론 크기의 이산화 실리콘 구형입자를 제조하였다. 제조된 이산화 실리콘의 직경은 균일하고 약 $1.7\mu\textrm{m}$이다. 탄화 실리콘이 이산화 실리콘 구형입자와 함께 존재하였으며, 그 모양은 휘스커와 다면체였다. 폐슬러지 실리콘과 탄소의 혼합물을 고온에서 열처리하면 일산화 실리콘 기체가 생성된다. 물이 산소의 공급원으로 주입되면 일산화 실리콘 기체는 산소와 반응하여 이산화 실리콘 고체가 형성될 수 있다. 실리콘 공급원으로 일산화 실리콘이 반응기 내에 균일하게 분포하고 물을 주입하여 이산화 실리콘이 형성되는 메커니즘은 액상에서 수산화 실리콘 구형입자를 형성하는 메커니즘과 유사하다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.138-138
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• 2018

선박을 통한 해상수송은 세계 무역의 80% 이상을 차지하고 있으며, 대부분의 선박은 저질중유의 연소로부터 추진력을 발생시키는 디젤 엔진을 원동력으로 사용하고 있다. 이러한 디젤 엔진은 연소의 부산물로 매년 백만 톤 이상의 오염물질을 방출하는데, 그 주성분은 탄소로 이루어져 있고 고온 열분해 또는 압축 점화 엔진의 작동 부산물들이 소량 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 선박으로부터 배출된 폐 수트를 리튬이온전지용 도전재로 활용하기 위한 독특한 방법이 제안되었다. 실험에 사용된 폐 수트는 운항중인 컨테이너선으로부터 수집되었으며, 수집된 폐 수트는 탄소 성분 이외의 불순물을 제거하고 흑연화 정도를 개선시키기 위해 $2,000^{\circ}C$로 열처리되었다. 열처리된 폐 수트의 모폴로지를 확인하기 위해 투과전자현미경을 이용하여 그 형상을 관찰하였으며, 이를 통해 폐 수트의 일차 입자는 지름이 약 70-100 nm 정도인 양파껍질 모양의 탄소(carbon nano-onion)로 형성된다는 것이 확인되었다. 또한, XRD, RAMAN 분광법 및 BET 분석 결과를 통해, 열처리된 폐 수트가 결정성이 있는 흑연으로 재형성되었으며 비표면적은 일반적으로 사용되는 활물질에 비해 약간 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 특성은 리튬이온전지용 도전재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었고, 이는 전기화학적 정전류 충전 및 방전 테스트를 통해 그 성능이 확인되었다. 일반적으로 사용되는 도전재의 테스트 결과와 폐 수트를 도전재로 사용한 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 이상의 실험 결과들을 미루어 볼 때, 선박으로부터 배출된 폐 수트가 리튬전지용 음극 활물질 및 도전재로 재활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Tribology and Lubricants
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• v.3 no.2
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• pp.50-55
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• 1987

윤활제가 없는 경우와 고체 윤활제를 사용하였을 경우 세라믹 SiC의 마찰 마모시험을 상온 및 고온에서 실시하였다. 이때 사용한 마모시험기는 Two-disk형이고, 마찰속도는 132mm/sec이며, 하중의 2.6N에서 10.4N의 범위이다. 실험결과에 의하면 고체윤활제(흑연. Mos$_2$)는 세라믹의 마찰마모를 300$\circ$C 이하에서 모두 효과적으로 감소시킬 수 있었다. 또 300$\circ$C 이하에서는 Mox$_2$가 더 효과적인 윤활제 역할을 하고 300$\circ$C 이상에서는 흑연이 더 효과적이었다. 그원인은 윤활제 피막형성 및 파괴가 윤활 효과에 지배적인 영향을 미치고 온도상승에 따라 각 윤활제의 특성이 달라지기 때문이었음이 SEM 이나 EDS에 의해 밝혀졌다. 따라서 고온에서 윤활효과를 증대시키기 위해서는 윤활피막의 접착을 강하게 해줄 수 있는 접착 첨가물이 필요하다. 고온에서 윤활이 안된 경우 마모는 결정경계를 통한 입자들의 파괴가 주로 원이되나 낮은 온도나 윤활상태에서는 결정경계에 무관한 연마 마모가 마모를 지배하고 있었다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2000.02a
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• pp.92-92
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• 2000

Ni을 coating 하지 않은 Si 기판에 바이어스를 인가하여 기존의 아이아몬드 결정입자가 아닌 탄소 튜브와 유사한 whisker 형태의 탄소 막을 Hot filament CVD 법으로 증착하였다. 제작된 시료는 SEM, Raman, 그리고 XRD로 형상과 성분, 그리고 결정구조를 분석하여 전계 방출 소자로 이용하기 위한 기본적인 전계방출 특성을 조사하였다. Raman 스펙트럼에 의한 조사 결과 whisker의 구성성분은 비정질 흑연임을 확인하였다. 증착 시 바이어스 전압이 높아짐에 따라 whisker의 형태가 가늘고 길어지는 경향을 보였으며 CH4 농도와 기판 온도가 증가할수록 whisker의 지금이 커지는 현상을 나타내었다. 방출전류밀도는 가늘고 긴 whisker 일수록 증가하는 경향을 나타내었다. 또한 NH3를 첨가한 결과 매우 뾰족한 원뿔의 형태로 증착되었으며 구동전압이 2 V/$\mu$m의 낮은 값을 나타내었다. 따라서 whisker를 전계 방출 소자로 사용할 경우 구성성분이 흑연이며 그 형태가 침상 또는 원뿔이므로 구동전압이 낮아지고 방출 전류가 증가하는 등 향상된 전계 방출 특성을 나타내었다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.6 no.2
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• pp.103-112
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• 2003

Various kinds of metals were coated on synthetic graphite in order to investigate the relationship between film characteristics and their electrochemical performance. Gas suspension spray coating method was employed for the coating of synthetic graphite. In our experimental range, all of the metal coated synthetic graphite showed the higher capacity than that of raw material at high C-rate mainly due to decrease in impedance of passivation film. In cyclic voltammetry experiments, silver-coated and tin-coated graphite anodes found the lithium-alloy reaction. Considering smaller amount of metal coating, the most increase in discharge capacity was caused by improvement of conductivity of the electrode. When single-component metal was coated, silver-coated graphite anode exhibited the highest discharge capacity and better cycleability. Double components of silver-nickel coated active material showed the highest discharge capacity, rate capability and the best cycle performance in the range of our experiments.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.5 no.2
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• pp.52-56
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• 2002

Tin oxide was coated on graphite particle by sol-gel method and an electrode with this material having microcrystalline structure for lithium ion battery was obtained by heat treatment in the range $400-600^{\circ}C$. The content of tin oxide was controlled within the range of $2.25wt\%\~11.1wt\%$. The discharge capacity increased with the content of tin oxide and also initial irreversible capacity increased. The discharge capacity of tin oxide electrode showed more than 350 mAh/g at the initial cycle and 300 mAh/g after the 30th cycle in propylene carbonate(PC) based electrolyte whereas graphite electrode without surface modification showed 140 mAh/g. When the charge and discharge rate was changed from C/5 to C/2, The discharge capacity of tin oxide and graphite electrode showed $92\%\;and\;77\%$ of initial capacity, respectively. It has been considered that such an enhancement of electrode characteristics was caused because lithium $oxide(Li_2O)$ passive film formed from the reaction between tin oxide and lithium ion prevented the exfoliation of graphite electrode and also reduced tin enhanced the electrical conduction between graphite particles to improve the current distribution of electrode.