• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.281-281
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• 2014

The field emission properties of GaN are reported in the present study. To be a good field emitter, it requires a low work function, high aspect ratio, and strong mechanical stability. In the case of GaN, it has a quite low work function (4.1eV) and strong chemical/mechanical/thermal stabilities. However, so far, it was difficult to fabricate vertical GaN nanostructures with a high aspect ratio. In this study, we successfully achieved vertically well aligned GaN nanostructures with chemical vapor-phase etching methods [1] (Fig. 1). In this method, we chemically etched the GaN film using hydrogen chloride and ammonia gases at high temperature around $900^{\circ}C$. This process effectively forms vertical nanostructures without patterning procedure. This favorable shape of GaN nanostructures for electron emitting results in excellent field emission properties such as a low turn-on field and long term stability. In addition, we observed a uniform fluorescence image from a phosphor film attached at the anode part. The turn-on field for the GaN nanostructures is found to be about $0.8V/{\mu}m$ at current density of $20{\mu}A$/cm^2. This value is even lower than that of typical carbon nanotubes ($1V/{\mu}m$). Moreover, threshold field is $1.8V/{\mu}m$ at current density of $1mA$/cm^2. The GaN nanostructures achieved a high current density within a small applied field range. We believe that our chemically etched vertical nanostructures are the promising structures for various field emitting devices.

• 방사성폐기물학회지
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• 제18권3호
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• pp.355-362
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• 2020

The corrosion behavior of the Inconel X-750 alloy was investigated for its potential application under a Cl₂-O₂ mixed gas flow in an Ar atmosphere. The corrosion rate was found to be negligible at temperatures up to 400℃ under a flow rate of 30 mL·min^-1 Cl₂ + 170 mL·min^-1 Ar, whereas an exponential increase was observed in the corrosion rate at temperatures greater than 500℃. The suppression of the corrosion reaction due to the presence of O₂ was verified experimentally at flow rates of 30 mL·min^-1 Cl₂ (4.96 g·m^-2·h^-1), 20 mL·min^-1 Cl₂ + 10 mL·min^-1 O₂ (2.02 g·m^-2 ·h^-1), and 10 mL·min^-1 Cl₂ + 20 mL·min^-1 O₂ (1.34 g·m^-2·h^-1) under a constant Ar flow rate of 170 mL·min^-1 at 600℃ for 8 h. The surface morphology analysis results revealed that porous surfaces with tunnel-type holes were produced under the Cl₂-O₂ mixed-gas condition. Furthermore, the effects of the Cl₂ flow rate on the corrosion rate were investigated, indicating that its impact was negligible within the range of 5-30 mL·min^-1 Cl₂ at 600℃.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.670-676
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• 2016

Hydrogen town in Republic of Korea was established in 2013. Hydrogen as a byproduct produced by various processes of factories is used in hydrogen town facilities. As cell performance is affected by contaminations in fuel gas, various standards about impurities of fuel have been determined by many countries. This study shows performance degradation of single cell with impurities concentrations. Traces of carbon monoxide (CO) and hydrogen sulfide ($H_2S$)can cause considerable cell performance losses. For comparing the performances by poisoning of CO, acceleration test, I-V curve, constant current are performed. Both the CO and $H_2S$ poisoning rate are a function of their concentration. With the higher concentrations the higher poisoning rates are observed. And, it was confirmed that, oxidation behavior and side reaction generation are not affected. Under the lower $H_2S$ concentration condition, the poisoning rate is much higher than that of CO because of its different adsorption intensity. It can be possible that the result of this study can be used for enacting regulation as a baseline data.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제24권1호
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• pp.61-69
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• 2013

Polymer exchange membrane (PEM) fuel cells have multifunctional properties, and bipolar plates are one of the key components in these fuel cells. Generally, a bipolar plate has a gas flow path for hydrogen and oxygen liberated at the anode and cathode, respectively. In this study, the influence of iodine applied to a bipolar plate was investigated. Accordingly, we compared bipolar plates with and without iodine coating, and the performances of these plates were evaluated under operating conditions of $75^{\circ}C$ and 100% relative humidity. The membrane and platinum-carbon layer were affected by the iodine-coated bipolar plate. Bipolar plates coated with iodine and a membrane-electrode assembly (MEA) were investigated by electron probe microanalyzer (EPMA) and energy-dispersive x-ray spectroscopy (EDS) analysis. Polarization curves showed that the performance of a coated bipolar plate is approximately 19% higher than that of a plate without coating. Moreover, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis revealed that charge transfer resistance and membrane resistance decreased with the influence of the iodine charge transfer complex for fuel cells on the performance.

• 대한금속재료학회지
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• 제47권1호
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• pp.26-31
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• 2009

The effects of $Ar/O_2$ ion-beam pre-treatment conditions on the interfacial adhesion energy of sputterdeposited Cu thin film to FR-4 substrate were systematically investigated in order to understand the interfacial bonding mechanism for practical application to advanced chip-in-substrate package systems. Measured peel strength increases from $45.8{\pm}5.7g/mm$ to $61.3{\pm}2.4g/mm$ by $Ar/O_2$ ion-beam pre-treatment with anode voltage of 64 V. Interfacial bonding mechanism between sputter-deposited Cu film and FR-4 substrate seems to be dominated by chemical bonding effect rather than mechanical interlocking effect. It is found that chemical bonding intensity between carbon and oxygen at FR-4 surface increases due to $Ar/O_2$ ion-beam pretreatment, which seems to be related to the strong adhesion energy between sputter-deposited Cu film and FR-4 substrate.

• 공업화학
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• 제17권2호
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• pp.183-187
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• 2006

리튬-이온 전지에서 전해질 용액에 대한 용매의 선택은 충방전 특성의 개선을 위해 매우 중요하다. 여러 가지 용매 시스템이 리튬-이온 전지의 전해질로서 광범위하게 연구 되어졌다. 본 연구는 다양한 혼합비에서 제조한 1 M $LiPF_6/EC$ (ethylene carbonate) : MA (methyl acetate) (x:y) 전해질 용액의 용매 분해 전위와 카본 부극 표면에 형성된 Solid Electrolyte Interphase 피막의 전기화학적 성질을 시간대 전위법, 순환 전압- 전류법, 임피던스법을 이용하여 관찰하였다. 용매분해 전위는 전해질의 이온 전도도에 따라 전위가 달라졌고, 용매의 혼합비에 따라 피막의 전기화학적 특성이 변화되었음을 확인하였다. 결과적으로, 1 M $LiPF_6/(EC+MA)$ 시스템에서 가장 적절한 EC와 MA의 혼합비는 대략 1:3 (EC:MA, 부피비)이었다.

• 분석과학
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• 제9권1호
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• pp.43-51
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• 1996

가온 가압법에 의하여 합성된 Li-EaGICs, Li-EGICs를 자발적으로 분해시켜서 이들의 deintercalation 과정에 대하여 X-선 회절분석, 열분해분석 및 전기비저항값을 측정하여 이들 결과에 대하여 토론하였다. Intercalation에 대한 X-선 회절분석 결과에 의하면, Li-EaGICs 와 Li-EGICs는 1 stage가 완전하게 형성되지 않았고, 주로 저차 stage가 형성되었다. 또한 deintercalation 결과에 의하면, 4주 이후에는 deintercalation이 멈추었으며 Li-EGDlCs는 Li-EaGDlCs보다 층간 잔유 금속을 많이 가지고 있음을 알 수 있다. 열분해분석 결과에 의하면 두가지 하합물 모두 강한 밭열반응을 수반하였으며, 또한 $400^{\circ}C$ 이상에서는 반응이 수반되지 않는 것으로 보아 intercalants들이 완전히 deintercalation 되었음을 알 수 있다. 전기 비저항 측정 결과에 의하면 Li-EGDlCs는 상대적으로 낮은 비저항값을 가지고 있었으며, Li-EaGDICs는 이상적인 비저항 곡선을 나타내었다. 이들 결과로부터 Li-EaGICs가 Li-EGlCs 보다 2차 전지의 양극재료로서 더 좋은 성질을 가지고 있음을 알 수 있다.

• 분석과학
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• 제10권4호
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• pp.264-273
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• 1997

수용액 중의 trihalomethane을 제거하기 위하여 양극 산화반응을 시키고 solid phase microextraction(SPME) fiber로 추출한 다음 GC-ECD로 분석하였다. 반응 용기 내부로 염소이온 등이 오염되는 것을 방지하기 위해 음극과 양극은 $KNO_3$-agar bridge로서 연결시켰다. 6종의 trihalomethane들은 성분에 따라 감도의 차이가 있었지만, 검량선은 수 ppb에서 수백 ppb 범위에서 좋은 직선관계를 보였다. 백금(Pt), 티탄(Ti), 지르코늄(Zr), Ti 금속상에 이리듐(Ir)을 도포시킨 고체 전극, 및 유리질 탄소에 루테늄(Ru)을 도포한 양극들을 사용하여 THM 성분을 제거하려 하였다. 제거효율이 가장 우수한 것은 Ti-Ir 양극으로서, 9V의 전압을 걸었을 때 약 1.5시간 이후에는 모든 성분들이 제거되었음을 알 수 있었다. 다양한 산화상태(mv)의 루테늄으로 유리질 탄소전극을 도포시킨 전극은 초기에는 제거효율이 우수하였으나, 시간이 경과할수록 전극 표면의 훼손으로 인해 제거효율은 약 60% 정도로 감소하였다. 특히 클로로포름은 약간 증가되는 경향을 보임으로써, 이것은 전극반응에 의하여 오히려 재생되는 것으로 생각된다.

• 한국진공학회지
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• 제14권4호
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• pp.252-257
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• 2005

고휘도 마이크로빔 X-선원에 사용할 고휘도 전자빔원을 탄소나노튜브를 이용하여 설계, 제작하였다. 전자빔원은 탄소나노튜브 팁을 이용한 음극, 전자빔 인출용 그리드, 전자빔 가속용 양극으로 이루어진 삼극관 형태의 구조를 가진다. 설계된 휘도 값을 얻기 위하여 X-선 발생부에서의 전자빔 직경이 5 $\mu$m 이하, 빔전류가 약 30 $\mu$A 이상이 요구된다 이러한 요구조건을 만족시키기 위하여, EGUN Code를 이용하여 전자빔의 궤적 및 공간분포 등을 계산함으로써, 탄소나노튜브 팁 및 전자빔원의 구조 등을 최적화 하였다. 제작된 탄소나노튜브 팁은 직경 200 $\mu$m 의 텅스텐 와이어를 전기화학적으로 에칭하여 그 끝을 뽀족하게 만든 뒤 텅스텐의 끝 부분에 탄소나 노튜브를 화학기상법으로 증착하여 제작하였다. 제작된 탄소나노튜브를 이용하여 전자빔 인출실험을 수행하였다. 개발 중인 탄소나노튜브 팁을 이용한 고휘도 전자빔원의 설계 특성 및 기초 실험결과를 보고한다.

• 전기화학회지
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• 제3권2호
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• pp.100-103
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• 2000

유리섬유(glass fiber cloth, GFC)가 보강된 겔상의 고분자 필름을 전해질로 이용하여 박형 리튬이온 전지를 제조하여 충방전 특성을 조사하였다. 고분자 전해질은 polyacrylronitrile(PAN), poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene)(PVdF), ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), diethyl carbonate(DEC), Licla을 혼합하여 제조한 점성 유체를 $38{\mu}m$두께의 GFC에 함침시켜 고분자 겔 상의 필름을 제조하였다. 전지는 $LiCoO_2$와 mesophase pich-based carbon fiber(MCF)를 양극과 음극으로 각각 사용하여 제조하였다. 충방전시험은 0.2C에서 양극질량 기준으로 110mAh/g의 용량을 나타내었으며, 2.9-4.1V영역에서 400 cycle까지 초기용량의 $80\%$이상을 유지하였다. 이러한 결과는 GFC가 기계적 강도가 빈약한 고분자겔의 보강제로서 기계적 물성을 향상시킬 뿐 아니라 고분자 겔의 점탄성에 기인한 creep현상을 억제하여 고분자 겔 필름의 치수를 일정하게 유지시켜주어 전해질의 저항변화를 최소화시키고 전극간의 단락을 효과적으로 방지하는 것으로 추론할 수 있다.