• 제목/요약/키워드: CO2

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미세 Cu 배선 적용을 위한 SiNx/Co/Cu 박막구조에서 Co층이 계면 신뢰성에 미치는 영향 분석 (Effect of Co Interlayer on the Interfacial Reliability of SiNx/Co/Cu Thin Film Structure for Advanced Cu Interconnects)

  • 이현철;정민수;김가희;손기락;박영배
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제27권3호
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    • pp.41-47
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    • 2020
  • 비메모리 반도체 미세 Cu배선의 전기적 신뢰성 향상을 위해 SiNx 피복층(capping layer)과 Cu 배선 사이 50 nm 두께의 Co 박막층 삽입이 계면 신뢰성에 미치는 영향을 double-cantilever beam (DCB) 접착력 측정법으로 평가하였다. DCB 평가 결과 SiNx/Cu 구조는 계면접착에너지가 0.90 J/㎡이었으나 SiNx/Co/Cu 구조에서는 9.59 J/㎡으로 SiNx/Cu 구조보다 약 10배 높게 측정되었다. 대기중에서 200℃, 24시간 동안 후속 열처리 진행한 결과 SiNx/Cu 구조는 0.93 J/㎡으로 계면접착에너지의 변화가 거의 없는 것으로 확인되었으나 SiNx/Co/Cu 구조에서는 2.41 J/㎡으로 열처리 전보다 크게 감소한 것을 확인하였다. X-선 광전자 분광법 분석 결과 SiNx/Cu 도금층 사이에 Co를 증착 시킴으로써 SiNx/Co 계면에 CoSi2 반응층이 형성되어 SiNx/Co/Cu 구조의 계면접착에너지가 매우 높은 것으로 판단된다. 또한 대기중 고온에서 장시간 후속 열처리에 의해 SiNx/Co 계면에 지속적으로 유입된 산소로 인한 Co 산화막 형성이 계면접착에너지 저하의 주요인으로 판단된다.

PEGDA와 ZIF-8을 함유한 PEBAX2533 막의 기체투과 특성 (Gas Permeation Characteristics of PEBAX2533 Membrane Containing PEGDA and ZIF-8)

  • 김선희;홍세령;이현경
    • 멤브레인
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    • 제30권1호
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    • pp.46-56
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    • 2020
  • 본 연구에서는 poly(ether-block-amide) (PEBAX)/poly(ethylene) glycoldiacrylate (PEGDA)/zeolitic imidazolate framework-8 (ZIF-8)-polyethersulfone (PES) 복합막을 제조하여 N2와 CO2의 기체투과 성질을 조사하였다. 각 분자량별 PEGDA 함량 증가에 따른 PEBAX/PEGDA-PES 복합막의 기체 투과도는 감소하였고, CO2/N2 선택도는 거의 일정한 값을 보이다가 PEGDA 30 wt% 이후 점차 증가하였다. 특히 PEGDA250 g/mol 50 wt%가 첨가되어 제조된 PEBAX/PEGDA250 g/mol 50 wt%-PES의 경우 15.1의 선택도를 보였다. 그리고 각 분자량별로 CO2/N2 선택도가 거의 일정한 범위인 PEGDA 0~30 wt%의 복합막에 대해 ZIF-8에 따른 기체투과 성질을 조사하였다. 대체적으로 첨가되는 ZIF-8 함량이 증가할수록 N2와 CO2의 투과도가 점차 증가하였고, CO2/N2 선택도는 PEBAX/PEGDA250 g/mol 30 wt%/ZIF-8 20 wt%-PES 복합막에서 3.4로 가장 높았다.

CO2 반응경화 시멘트를 혼입한 페이스트의 탄산화 양생에 관한 실험적 연구 (An Experimental Study on Carbonation Induction in Paste with CO2 Reactive Cement)

  • 김영진;류동우
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2023년도 가을학술발표대회논문집
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    • pp.79-80
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    • 2023
  • After the Second Industrial Revolution, as global warming caused by environmental issues has intensified, the CO2 emissions from the cement industry have become an urgent challenge. Therefore, this study aimed to reduce and utilize CO2 emissions by using CO2-reducing Calcium Silicate Cement.

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수열방법으로 합성된 이산화망간의 물리화학적 특성과 일산화탄소 산화반응 (Physicochemical Properties of MnO2 Catalyst Prepared via Hydrothermal Process and its Application for CO Oxidation)

  • 이영호;전수아;박상준;윤현기;신채호
    • 청정기술
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    • 제21권4호
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    • pp.248-256
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    • 2015
  • MnO2를 KMnO4와 MnCl2・4H2O을 이용해 자연침전을 유도한 후, 수열방법으로 120-200 ℃, 0.5-5시간 범위에서 제조하여 300 ℃에서 열처리 후 CO 산화반응을 수행하였다. 촉매활성 원인의 규명과 물리화학적 특성을 분석하기 위해 X 선 회절 분석, 질소 흡착, 주사전자현미경, 수소 또는 일산화탄소 승온환원 분석(H2- 또는 CO-TPR)을 실시하였다. 합성조건에 따라 순수한 α-MnO2 혹은 α/β-혼합상을 가진 MnO2가 각각 합성되었다. 촉매활성과 안정성은 순수한 α-MnO2 상에서 α/β-혼합상을 가진 MnO2보다 우수하게 관찰되었다. 특히, 150 ℃에서 1시간 수열 합성된 촉매는 가장 큰 비표면적인 214 m2 g-1을 가졌으며 H2, CO-TPR 분석에서 가장 우수한 환원성과 격자산소 종의 활성을 보였으며 일산화탄소의 승온 및 등온 산화반응에서 가장 우수한 촉매활성을 나타내었다. 이것은 촉매의 물리화학적 특성에 기인한 것으로 촉매의 결정구조, 비표면적, 환원성 및 격자산소 종의 활성은 촉매활성과 깊은 상관관계가 존재함을 확인하였다.

고안정성 리튬이온전지 양극활물질용 Ti 치환형 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 연구 (Study on Ti-doped LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Cathode Materials for High Stability Lithium Ion Batteries)

  • 전용희;임수아
    • 전기화학회지
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    • 제24권4호
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    • pp.120-132
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    • 2021
  • 기존 LiCoO2의 고전압 사용의 제약에 따른 용량적 한계와 코발트 원료의 높은 가격을 해결하기 위하여 high-Nickel에 대한 개발이 활발히 진행되고 있지만 Ni 함량의 증가에 따른 구조적 안정성의 저하에 의한 전지 특성의 저하는 상용화를 지연시키는 중요한 원인이 되고 있다. 이에 Ni-rich 삼성분계 양극소재 LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2의 고안정성을 높이고자 전구체에 균일한 이종원소 Ti를 치환을 위해서 나노크기의 TiO2 서스펜젼 형태 소스를 사용하여 전구체 Ni0.6Co0.2Mn0.2-x(OH)2/xTiO2를 제조하였다. Li2CO3와 혼합하고, 열처리 후 양극활물질 LiNi0.6Co0.2Mn0.2-xTixO2 합성하여 Ti 함량에 따른 물리적 특성을 비교하였다. Field Emission Scanning electron Microscope(FE-SEM) 및 Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) mapping 분석을 통해 Ti 치환된 구형의 전구체와 입자 크기 측정을 통해 균일한 입자크기를 가지는 양극 활물질 제조를 확인하였고, 내부치밀도와 강도가 증가함을 확인 하고, X-ray Diffractometry (XRD) 구조 분석과 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) 정량분석을 통해 Ti 치환된 양극활물질 제조 및 고온, 고전압에서 충·방전을 지속하더라도 효과적으로 용량이 유지됨을 확인하였다.

부반응 저감 조성 K계 건식 CO2 흡수제 특성평가 (Characterization of Potassium Based Dry CO2 Sorbents Developed for the Reduction of Side Reactions)

  • 장영신;김의식;윤양노;백점인
    • KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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    • 제5권4호
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    • pp.337-341
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    • 2019
  • In this study, the effects of two materials, active alumina and CaO based inorganic binder, which cause the side reaction on the K2CO3-based solid CO2 sorbents was investigated. K2CO3-based solid sorbents called KAM series was prepared by spray drying method and then measured its physical properties and CO2 sorption capacity. Among the KAM series sorbents, KAM(0.5) maintained high CO2 sorption capacity of 7.6 wt% after 3 cycle of sorption/regeneration reaction and showed very low attrition loss as low as 3.1 % which was measured by ASTM D5757-95.

NCM계 리튬이온 배터리 양극재의 그라파이트 첨가 탄산화 배소와 수침출에 의한 Li 회수 (Lithium Recovery from NCM Lithium-ion Battery by Carbonation Roasting with Graphite Followed by Water Leaching)

  • 이소연;이대현;이소영;손호상
    • 자원리싸이클링
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    • 제31권4호
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    • pp.26-33
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    • 2022
  • 리튬이온배터리의 수요가 증가함에 따라 향후 발생할 폐리튬이온배터리 중의 유가금속 회수가 필요하다. 대량의 폐리튬이온배터리 리사이클링에는 건식제련이 적합하지만 Li이 슬래그나 분진으로 손실되는 문제점이 있다. 본 연구에서는 폐리튬이온배터리의 NCM계 양극재로부터 Li을 회수하기 위해 그라파이트 첨가에 따른 탄산화 배소와 수침출 거동에 대해 조사하였다. 그라파이트를 10 wt% 첨가 시, Ar 및 CO2 분위기에서 승온 중 약 850 K에서 급격한 무게 감소와 함께 CO 및 CO2 가스가 배출되었다. 급격한 무게 감소 후 NCM은 금속 산화물 및 순금속으로 분해되고 환원되었다. 따라서 블랙파우더(NCM+그라파이트)의 탄산화 배소에서는 NCM의 분해에 의해 O2가 발생하면서 Li2O, NiO 등의 산화물이 생성되고, 이어서 Li2O가 CO2와 반응하여 Li2CO3를 생성하며, NiO의 일부는 그라파이트에 의해 환원되어 금속 Ni을 생성한다. 그리고 탄산화 배소 후 수침출에 의해 약 99.95 % 순도의 Li2CO3를 최대 94.5 %까지 회수하였다.

MILD 연소 환경에서 CO/H2 첨가에 따른 CH4의 점화 지연 시간의 해석적 연구 (Numerical Study on Ignition Delay Time of CH4 as CO/H2 Addition in MILD Combustion)

  • 김동희;허강열;이영재
    • 한국가스학회지
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    • 제25권2호
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    • pp.1-12
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    • 2021
  • MILD(Moderate or Intense Low-oxygen Dilution) 연소는 열에너지 분야에서 배출되는 미연 탄소와 질소 산화물을 저감하기 위한 기술로, 친환경 열 에너지 생산 기술로 평가받고 있다. MILD 연소 기술은 반응물의 예열을 통한 자발화 현상을 이용하여, 연소 반응 영역을 확장시키는 것이 핵심이다. 본 연구는 CH4와 공기를 활용하여 반응물의 초기 온도 변화와 CO, H2의 혼합율에 따른 CH4의 점화 지연 시간을 수치 해석적 접근을 통해 분석하였다. 점화 지연 시간은 초기 온도와 H2 혼합율이 높을수록 감소하였고, CO 혼합율이 높을수록 증가하였다. 이는 H2 첨가 시 초기에 높은 분율의 HO2가 메틸 라디칼(CH3)의 분해 반응을 촉진시켜 OH를 생성하였기 때문이며, CO 첨가 시 HCO 생성에 따른 H 라디칼 소모가 증가했기 때문이다. 하지만 HCO의 생성은 점화 지연 시간에 큰 영향을 주지 않았다. 또한 연료 내 CO와 H2를 30% 혼합한 조건에서는, NO 배출량이 각각 7%, 1% 증가하는 경향을 보였다. 이는 CO를 혼합한 조건에서 초기에 높은 NCO가 NO 생성반응률 증가에 영향을 미쳤기 때문이다.

Introducing an Efficient and Eco-Friendly Spray-Drying Process for the Synthesis of NCM Precursor for Lithium-ion Batteries

  • Hye-Jin Park;Seong-Ju Sim;Bong-Soo Jin;Hyun-Soo Kim
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제15권1호
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    • pp.168-177
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    • 2024
  • Ni-rich cathode is one of the promising candidates for high-energy lithium-ion battery applications. Due to its specific capacity, easy industrialization, and good circulation ability, Ni-rich cathode materials have been widely used for lithium-ion batteries. However, due to the limitation of the co-precipitation method, including sewage pollution, and the instability of the long production cycles, developing a new efficient and environmentally friendly synthetic approach is critical. In this study, the Ni0.91Co0.06Mn0.03CO3 precursor powder was successfully synthesized by an efficient spray-drying method using carbonate compounds as a raw material. This Ni0.91Co0.06Mn0.03CO3 precursor was calcined by mixing with LiOH·H2O (5 wt% excess) at 480℃ for 5 hours and then sintered at two different temperatures (780℃/800℃) for 15 hours under an oxygen atmosphere to complete the cathode active material preparation, which is a key component of lithium-ion batteries. As a result, LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2 cathode active material powders were obtained successfully via a simple sintering process on the Ni0.91Co0.06Mn0.03CO3 precursor powder. Furthermore, the obtained LiNi0.91Co0.06Mn0.03O2 cathode active material powders were characterized. Overall, the material sintered at 780℃ shows superior electrochemical performance by delivering a discharge capacity of 190.76 mAh/g at 1st cycle (0.1 C) and excellent capacity retention of 66.80% even after 50 cycles.

바이오매스 순환유동층 연소에서 CaSO4 환원반응에 의한 파울링 발생 방지 연구 (A Study on Prevention of Fouling Formation by Reduction Reaction of CaSO4 in a Biomass Circulating Fluidized Bed Combustion)

  • 김성주;박성진;조성호;홍세화;문용일;문태영
    • 신재생에너지
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    • 제19권1호
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    • pp.1-11
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    • 2023
  • A large amount of carbon monoxide (CO) is generated in circulating fluidized bed combustion, the process whereby a hot cyclone separates unburned fuel. However, calcium sulfate (CaSO4), when combined with a high CO content, can cause fouling on the surface of the steam tube installed inside the integrated recycle heat exchangers (INTREX). In this study, CaSO4 decomposition was investigated using 0.2-3.2 vol.% CO and 1-3 vol.% oxygen (O2) at 850℃ for 20 min in a lab-scale fluidized bed reactor. The results show that CaSO4 decomposes into CaS and CaO when CO gas is supplied, and SO2 emissions increase from 135 ppm to 1021 ppm with increasing CO concentration. However, the O2 supply delayed SO2 emissions because the reaction between CO and O2 is faster than that of CaSO4; nevertheless, when supplied with CaCO3, the intermediate product, SO2 was significantly released, regardless of the CO and O2 supply. In addition, agglomerated solids and yellow sulfur power were observed after solid recovery, and the reactor distributor was corroded. Consequently, a sufficient O2 supply is important and can prevent fouling formation on the INTREX surface by suppressing CaSO4 degradation.