• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제6권2호
• /
• pp.59-64
• /
• 2015

Spherical Li₄Ti₅O₁₂ and Li₄Ti₅O₁₂ carbon nanotube (CNT) composites were synthesized using a colloid system. The electrochemical properties of the composites were thoroughly examined to determine their applicability as hybrid capacitor anodes. The electrical conductivity of the spherical Li₄Ti₅O₁₂-CNT composite was improved over that of the spherical Li₄Ti₅O₁₂ composite. The synthesized composites were utilized as the anode of a hybrid capacitor, which was assembled with an activated carbon (AC) positive electrode. The CNTs attached on the spherical Li₄Ti₅O₁₂ particles contributed to a 51% reduction of the equivalent series of resistance of the Li₄Ti₅O₁₂-CNTs/AC hybrid capacitor compared to the Li₄Ti₅O₁₂/AC hybrid capacitor. Moreover, the Li₄Ti₅O₁₂-CNTs/AC hybrid capacitor showed a larger capacitance than the Li₄Ti₅O₁₂/AC hybrid capacitor; specifically, the Li₄Ti₅O₁₂-CNT/AC hybrid capacitor showed 1.6 times greater capacitance at 40 cycles with a 10 mA cm⁻² loading current density.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
• /
• 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
• /
• pp.497-497
• /
• 2007

활성탄소를 양쪽 전극에 사용하는 전기이중층 커패시터는 고출력 특성과 반영구적인 cycle 수명인 장점을 가지고 있는 반면, 단위 중랑 또는 부피 당 용량이 작아 메모리 백업용 보조전원으로서의 활용에 그치고 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 앙쪽의 전극에 충방전 메카니즘을 달리하는 비대칭 전극 설계기술을 기반으로 하는 하이브리드 커패시터가 개발되었고, 에너지밀도로서는 유기계 전해액에서 약 15-20 Wh/kg를 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구메서는 양극의 활성탄소에 비용량이 상대적으로 큰 LiCo02 분말을 혼합한 하이브리드 전극의 제조 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 이때 $LiCoO_2$ 분말의 혼합 종량비의 영향에 의한 전극 부피 당 용량(mAh/cc)의 변화와 $LiCoO_2$ 분말의 입자 크기에 의한 하이브리드 전극의 출력 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$ 분말은 불밀을 이용하여 입자크기를 조절하였고, 각각의 입자크기를 가지는 LiCoO2 분말을 활성탄소와 함께 혼합하여 혼합 활물질 : Carbon black : PTFE의 중량비가 90 : 5 : 5가 되도록 sheet 전극을 제조하였다. 제조한 전극을 양극에, Li foil을 음극에, 전해액을 LiPF6 in EC DMC를 사용하여 코인셀을 제조하고 전기화학적 특성은 MACCOR 충방전기를, AC 저항은 AC impedance를 각각 사용하여 평가하였다. 활성탄소에 $LiCoO_2$ 분말의 첨가 중량비가 증가할수록 전극 부피 당 용량은 증가하였으나, 원료 상태의 $LiCoO_2$ 분말의 첨가에서는 코인셀의 전극 저항은 첨가 중량에 따라 단순 증가하였다. 그러나 미세 $LiCoO_2$ 분말을 첨가할 경우, 20%의 첨가에서 전극 저항은 활성탄소 만을 사용한 전극과 동등한 전극저항을 나타내고 충방전 cycle 특성도 개선되는 것을 확인하였다.

• 대한화학회지
• /
• 제34권6호
• /
• pp.569-581
• /
• 1990

DMF 용매에서 산소 첨가된 네자리 Schiff base cobalt(III)의 균일 촉매에 의하여 2,6-di-tert-butylphenol의 산화 주생성물인 2,6-ditert-butylbenzoquinone (BQ)일 때에는 O$_2$/Co몰 결합비가 1:1인 superoxo cobalt(III) 착물 곧 [Co(III)(Schiff base)(L)]$O_2$ (Schiff base; SED, SOPD and o-BSDT, L; DMF and Py)들의 활성촉매에 의하여 생긴다. 또, 산화생성물인 3,3',5,5'-tetra-tert-butyldiphenoquinone (DPQ)은 $O_2$/Co의 몰비가 1:2인 $\mu$-peroxo cobalt(III) 착물인 [Co(III)(SND)(L)]$_2$O$_2$ (L; DMF 및 Py)의 활성촉매에 의하여 생성된다. 이들 균일 활성촉매인 superoxo 및 $\mu$-peroxo cobalt(III) 착물들의 확인은 DMF나 DMSO 용매에서는 어렵다. 그러나 pyridine 용매에서는 산소흡착에 의한 PVT 법과 0.1 M TEAP의 지지전해질과 유리질 탄소전극을 사용한 순환 전압전류법으로 1:1 oxygen adduct인 superoxo 착물들은 $O_2$-의 prewave가 없는 3단계 환원과정으로만 일어나는 것으로 확인할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제23권1호
• /
• pp.47-52
• /
• 2012

다공성 탄소나노섬유의 아민 작용기에 따른 $CO_2$ 가스 감응특성을 고찰하고자, 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유 기반 $CO_2$ 가스센서를 제조하였다. Polyacrylonitrile를 전구체로 하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하였으며, 열처리 및 화학적 활성화 공정, 그리고 Diethylenetriamine 액상처리법을 통하여 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. BET 비표면적 분석결과, 화학적 활성화법에 의해 최대 $2000m^2/g$까지 탄소나노섬유의 비표면적이 향상됨을 확인하였으며, FT-IR 분광법을 통해 아민 작용기의 도입을 확인하였다. 아민 작용기가 도입된 가스센서의 $CO_2$ 가스 감응특성은 다공성 탄소섬유 기반 가스센서에 비해 약 4배 향상됨을 확인하였다. 결과적으로 화학적 활성화법에 의해 발달된 기공특성과 아민작용기 도입에 따른 화학흡착 유도에 의하여 감응특성이 향상되었음을 확인하였다.

• 전기화학회지
• /
• 제17권1호
• /
• pp.37-43
• /
• 2014

본 연구에서 광산수의 재활용을 위해 축전식 탈염공정을 적용하였다. 이를 위해 이온교환폴리머를 코팅한 탄소 전극을 활용하였는데 본 성능을 관찰하기 위해 이온교환폴리머를 코팅하지 않은 탄소 전극으로 광산수의 탈염 운전을 수행하고 비교분석하였다. 또한, 광산수의 높은 농도가 축전식 탈염공정에 미치는 영향을 조사하기 위해 저농도의 기수(NaCl 200 ppm)를 활용한 운전 성능 비교 역시 수행하였다. 연구 결과 이온교환폴리머를 코팅한 탄소 전극을 활용한 광산수 탈염 효율 및 제거양 모두 그렇지 않은 전극에 비해 높았고 에너지 소모량은 더 적게 나타났다. 이는 높은 비패러데이 전류, 높은 염농도에 따른 낮은 용액 저항, 전극 기공 내에서의 이중층 중첩효과에 기인하는 것으로 판단되었다. 또한, 이온교환폴리머를 코팅한 전극을 활용한 기수 탈염 운전 결과 낮은 염농도에 따라 용액의 저항이 높아지고, 제거 대상의 염의 양이 낮아 광산수에 비해 매우 높은 효율을 보였으나, 제거양은 매우 낮음을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제17권2호
• /
• pp.212-217
• /
• 2006

An experimental study on Electro-electrodialysis (EED) for IS (Iodine-Sulfur) process which is well known as hydrogen production system was carried out for the HI concentration from HIx (HI: $H_2O$ : $I_2$ = 1 : 5 : 1) solution. The polymer electrolyte membrane and the activated carbon cloth were adopted as a cation exchange membrane and electrode, respectively. In order to evaluate the temperature effect about HI concentration in fixed molar ratio, three case of temperature were selected to $60^{\circ}C$, $90^{\circ}C$ and $120^{\circ}C$. The electro-osmosis coefficient and transport number of proton have been changed from 1.95 to 1.21 (mol/Faraday) and 0.91 to 0.76, respectively as temperature increase from $60^{\circ}C$ to $120^{\circ}C$. It can be realized that the HI mole fraction in final stage of EED experiments already over the quasi-azeotrope composition.

• 공업화학
• /
• 제17권3호
• /
• pp.243-249
• /
• 2006

전기이중층 커패시터 및 리튬이온 2차전지의 compact화 하기 위하여 격리막과 전해질의 기능을 동시에 갖는 겔 전해질에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 왔다. 본 연구는 고분자 겔 전해질에 다량의 기공을 형성하여 전해질의 함침성을 높이기 위해 물리적 특성이 우수한 고분자 지지체 P(VdF-co-HFP)/PVP에 개공제 PVP를 이용하였으며, 가소제 PC와 EC, 그리고 지지전해질 $TEABF_4$를 이용하여 고분자 겔 전해질을 제조하였다. 분말활성탄 BP-20과 MSP-20, 전도성 개량제 Super P 및 결합제 P(VdF-co-HFP)와 PVP를 사용한 전극과 결합하여 단위셀을 제작하였고, 고분자 겔 전해질과 단위셀의 전기화학적 특성을 고찰하였다. PVP 첨가량에 따른 고분자 겔 전해질의 이온전도도는 7 wt%일 때 가장 우수한 이온전도도를 보였으나, 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성을 분석한 결과 AC-ESR은 3 wt%일 때 가장 우수하였다. 또한 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성 분석 결과 PC : EC = 33 : 33 wt%일 때 가장 우수하였다. 또한 PC를 단독 사용시 보다 PC와 EC의 혼합물을 가소제로 사용하였을 때 비정전용량 등 전기화학적 특성이 높았다. 고분자 겔 전해질의 두께에 따른 이온전도도는 $20{\mu}m$일때 가장 우수한 결과를 보였으나, 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성 분석 결과 $50{\mu}m$일 때 가장 우수한 사이클 특성을 나타내었다. 고분자 겔 전해질과 전극사이를 열 압착한 단위셀은 31.41 F/g의 높은 비정전용량과 안정한 전기화학적 특성을 나타내었다. 따라서 P(VdF-co-HFP : PVP = 20 : 3 및 PC : EC = 44 : 22 wt%로 제조된 EDLC용 고분자 겔 전해질의 최적 조성비는 23 : 66 : 11 wt%이었으며, 두께 $50{\mu}m$일 때 $3.17{\times}10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 이 때 단위셀의 전기화학적 특성은 DC-ESR $2.69{\Omega}$, 비정전용량 28 F/g 및 쿨롱 효율 100%이었다.

• 대한화학회지
• /
• 제35권6호
• /
• pp.689-698
• /
• 1991

산소가 포화된 DMF 용매에서 다섯자리 Schiff base cobalt(Ⅱ) 착물들의 균일 산화촉매에 의한 2,6-di-tert-butylphenol의 산화주생성물은 2,6-di-tert-butylbenzoquinone(BQ)이고, 이들 균일 활성촉매는 DMSO와 pyridine 용매에서 PVT법에 의한 $O_2$/Co 몰결합비가 1:1인 superoxo형인 [Co(Ⅲ)(sal-DET)]$O_2$와 [Co(Ⅲ)(sal-DPT)]$O_2$이나 DMF 용매에서는 1:1.52이고 고체상태에서는 1:2인 ${\mu}$-peroxo형으로 주어진다. 또한 0.1M TEAP-DMSO와 0.1 M TEAP-Py의 지지전해질 용액에서 유리질 탄소전극을 사용한 순한전압전류법과 DPP법에 의한 superoxo형인 균일산화 활성 촉매들의 전기화학적 특성은 $O_2$-의 prewave을 포함한 네단계 환원과정으로 일어난다.

• 전자공학회논문지
• /
• 제53권8호
• /
• pp.129-135
• /
• 2016

본 연구는 알칼리 환원수기에 3가지 필터(활성카본, 중공사막, 카본블럭)를 이용해서 원수를 통과시켜 통수 양에 따른 산화환원전위(Oxidation Reduction Potential) ORP값이 안정화되는 것을 평가한 것이다. 알칼리 환원수기는 환원의 기능을 가지고 있는 물을 만드는 시스템으로 인체에 유익한 미네랄과 ORP값이 일반 물에 비해 매우 낮은 값을 가지고 있는 기능수이다. 필터를 통과한 물을 전기 분해하면 물속에 있는 음이온과 양이온은 격막을 통해서 -전극 쪽에는 칼슘($Ca^+$), 칼륨($K^+$), 마그네슘($Mg^+$), 나트륨($Na^+$)을 포함한 물로 인체에 유익한 미네랄이 포함된 알칼리 환원수를 얻고 +극에는 염소(Cl),인(P),유황(S)등 - 이온을 띄고 있는 유기물이 만들어 진다. 실험에서 알칼리 환원수(Alkaline Reduced Water)에서 전기분해의 전압의 크기를 조절하여 1단(pH8), 2단(pH8.5), 3단(pH9), 4단(pH9.5)으로 알칼리 환원수에 사용되고 -1단(pH6.0), -2단(pH5.0)의 산성산화수로 사용하고 있다. 이러한 시스템으로 3가지 필터에 통수하면서 ORP값이 어떻게 변화하고 어느 정도에서 안정화되는지를 평가하였고 대략 100L는 통수되어야 ORP값이 안정화하는 것을 측정하고 평가하였다.

• 공업화학
• /
• 제18권5호
• /
• pp.522-526
• /
• 2007

산화처리 탄소로부터 상분해시킨 코크스의 구조 및 전기화학적 특성을 조사하였고, KOH 활성화 코크스와 비교하였다. $NaCLO_3$/니들 코크스의 비율이 7.5 이상의 조건에서 산화처리를 행한 graphene 층간 구조를 가진 니들 코크스($d_{002}=3.5{\AA} $)는 산화흑연 구조로 상변화가 일어나고, 이 때 산소함량의 증가와 함께 층간 간격은 $6.9{\AA} $으로 증가하였다. 산화처리 탄소를 $200^{\circ}C$에서 열처리 건조를 하면 상분해가 일어나서 다시 graphene 층간 구조로 복원하고, 층간 간격은 $3.6{\AA} $으로 감소하였다. 그러나, KOH 활성화 과정에서 니들 코크스의 층간 변화는 관찰되지 않았다. 한편, 1차 충전에서 전해질 이온들에 의한 상분해 코크스에의 침입은 1.0 V에서 일어나고, 이는 KOH 활성 코크스보다 작은 수치이다. 상분해 코크스를 이용한 커패시터 셀은 1 kHz에서 $0.57{\Omega}$의 내부저항을 나타내고, 2 전극 시스템에서 0~2.5 V 범위 내에서 측정한 상분해 코크그의 중량 또는 전극 부피 당 용량은 각각 30.3 F/g과 26.9 F/mL을 나타내었고, 이들 특성은 KOH 활성 코크스보다 우수하였다. 상분해 코크스의 우수한 전기화학적 특성은 산화처리-상분해 과정에서의 층간 팽창-수축에 따른 층간 결함과 관련 있는 것으로 판단된다.