• Carbon letters
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• 제15권3호
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• pp.210-213
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• 2014

Nitrogen-doped microporous carbons were prepared using a polyvinylidene fluoride/melamine mixture. The electrochemical performance of the nitrogen-doped microporous carbons after being subjected to different carbonization conditions was investigated. The nitrogen to carbon ratio and specific surface area decreased with an increase in the carbonization temperature. However, the maximum specific capacitance of 208 F/g was obtained at a carbonization temperature of $800^{\circ}C$ because it produced the highest microporosity.

• Composites Research
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• 제35권6호
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• pp.394-401
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• 2022

Polyvinylidene chloride-resin(PVDC-resin)와 polyvinylidene fluoride(PVDF)의 두 폴리머 전구체는 열분해 과정을 통해 마이크로 다공성 탄소로 변환되어 되므로 이온 흡/탈착으로 전하를 저장하는 슈퍼커패시터용 전극재료로 유리하다. 더욱이, 두 전구체를 구성하는 여러가지 이종원소들은 탄화 후 작용기를 형성하여 추가적인 전하저장에 기여할 수 있으므로, 탄화 시 생성되는 작용기에 대한 분석은 에너지 저장용 탄소소재를 개발하는데 중요하다. 본 연구에서는 두 폴리머 전구체를 탄화시킨 후 생성된 작용기를 X-선 광전자 분광법(X-ray photoelectron spectroscopy)과 다양한 pH의 전해질에서 탄소 전극의 전기화학 거동 관찰을 통하여 확인하였다. 산성(1 M H₂SO₄) 전해질에서 측정된 두 탄소 전극의 비전기용량은 생성된 quinone 작용기의 패러데익 충/방전 반응 덕분에 중성 전해질(0.5 M Na₂SO₄)에서보다 증가하였다. 특히, PVDC-resin으로부터 합성된 탄소는 매우 작은 마이크로 기공이 표면에 형성되어 있어 전해질 이온의 흡착을 어렵게 하므로, PVDF로부터 합성된 탄소 전극에 비해 낮은 용량을 보인다. 염기성 전해질(6 M KOH)에서 두 탄소 전극 모두 3가지 전해질 중 가장 높은 비전기용량이 측정되었는데, 이는 구성하는 전해질 이온들(K⁺, OH^-)이 두 탄소에 형성된 마이크로 기공으로 흡/탈착이 용이하게 일어나는 동시에 패러데익 충/방전 반응으로 추가적인 전하가 저장되었기 때문이다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.692-695
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• 2009

바닥의 전기난방 장치로 사용할 수 있는 오믹 줄 방전 현상을 이용하는 면상발열체 전극기술을 개발하였다. Super pure black의 탄소재료와 polyvinylidene fluoride의 고분자 재료를 이용하여 제조한 복합 전극 합제를 PET에 박막 도포하여 전극을 제조하였다. 전극에 대한 조성 첨가제로서 multi-walled carbon nanotube와 연옥 분말을 사용하였다. 개발한 면상발열체 전극의 비저항과 전극의 접착강도 및 전극의 강도에 대하여 연구하였다. 연옥 분말의 첨가는 비저항과 강도에 미치는 영향이 적었으며, carbon nanotube의 첨가는 전극의 비전도도와 경도를 향상하였다. 다양한 조성의 오믹 줄 방전 전극의 특성을 연구하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제28권1호
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• pp.148-156
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• 2012

In this research, the application of carbon nanotubes (CNTs) modified PVDF (polyvinylidene fluoride) membrane was tested as a simply and beginning attempt to overcome membrane fouling because CNTs importantly affect the transport of natural organic matter (NOM). Suwannee River fulvic acid (SRFA) as the representative of NOM was selected and its sorption results with single-walled CNT (SWCNT), multi-walled CNT (MWCNT), and oxidized MWCNT (O-MWCNT) were obtained through the batch experiment. SRFA sorption isotherms had a strong nonlinearity and its sorption capacity followed the order O-MWCNT < MWCNT < SWCNT. The adsorbed mass of SRFA on each CNT decreased as a function of pH due to their charge repulsion. For the CNT-PVDF membrane filtration experiments, the suspended CNT solution (10 mg/40 mL) was incorporated into $0.45{\mu}m$-PVDF membrane and 5 mg/L of SRFA solution was monitored using UV detector connected with high pressure pump after passing through CNT-PVDF membrane. The SRFA removal efficiency by MWCNT-PVDF membrane was the strongest among other modified membranes. This suggests that the CNT modified microfiltration (MF) membrane might effectively and selectively apply to treat the contaminated water including organic compounds in the presence of NOM.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제55권3호
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• pp.919-926
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• 2023

To analyze the cause of the destruction of thin, carbon-backed lithium fluoride targets during a measurement of the fusion of ⁷Li and ¹⁷O, we estimate theoretically the lifetimes of carbon and LiF films due to sputtering, thermal evaporation, and lattice damage and compare them with the lifetime observed in the experiment. Sputtering yields and thermal evaporation rates in carbon and LiF films are too low to play significant roles in the destruction of the targets. We estimate the lifetime of the target due to lattice damage of the carbon backing and the LiF film using a previously reported model. In the experiment, elastically scattered target and beam ions were detected by surface silicon barrier (SSB) detectors so that the product of the beam flux and the target density could be monitored during the experiment. The areas of the targets exposed to different beam intensities and fluences were degraded and then perforated, forming holes with a diameter around the beam spot size. Overall, the target thickness tends to decrease linearly as a function of the beam fluence. However, the thickness also exhibits an increasing interval after SSB counts per beam ion decreases linearly, extending the target lifetime. The lifetime of thin LiF film as determined by lattice damage is calculated for the first time using a lattice damage model, and the calculated lifetime agrees well with the observed target lifetime during the experiment. In experiments using a thin LiF target to induce nuclear reactions, this study suggests methods to predict the lifetime of the LiF film and arrange the experimental plan for maximum efficiency.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제23권5호
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• pp.24-31
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• 2009

본 연구에서는 우리나라 주요 침엽수종인 소나무(Pinus densiflora)와 활엽수종인 굴참나무(Quercus variabilis)의 낙엽에 대해 FTIR(Fourier Transform Infrared) 분광계를 이용하여 배출 연소가스 종류 및 농도를 측정하였다. 실험결과 소나무와 굴참나무 낙엽에서 Carbon monoxide, Carbon dioxide, Acetic acid, Butyl acetate, Ethylene, Methane, Methanol, Nitrogen dioxide, Ammonia, Hydrogen Fluoride, Sulfur dioxide, Hydrogen bromide 등 13개 연소가스가 검출되었고 굴참나무 낙엽에서는 Nitrogen monoxide가 추가로 검출되었다. 방출된 연소가스의 전체 농도는 소나무 낙엽이 굴참나무 낙엽에 비해 4.5배 많이 검출되었다. 특히, 시간가중평균가스농도(Time-Weighted Average, TWA, ppm) 기준을 초과하는 연소가스는 Carbon monoxide, Carbon dioxide, Butyl acetate가 검출되었고 단시간노출기준(Short Term Exposure Limit, STEL, ppm) 기준을 초과하는 연소가스는 Carbon monoxide, Carbon dioxide로 소나무 및 굴참나무 모두에서 나타났다. 이에 산불에서의 낙엽의 지표화 연소시 전체 가스 방출량의 99% 이상을 차지하고 있는 Carbon monoxide, Carbon dioxide의 건강 위험성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.334-342
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• 2005

200-300 nm 직경을 지닌 폴리비닐리덴 플루오라이드 초극세 섬유를 전기방사법으로 제조하였다. 이들을 불응화시킨 후, $800-1800^{\circ}C$ 온도에서 탄화시켜 PVdF 계 탄소나노 섬유를 제조하여 구조 및 기공분석을 하였다. 이들은 20-30 nm 크기의 탄소입자로 이루어져 있으며 탄소나노입자는 1 nm이하의 슬릿형 나노기공을 지니고 있었다. 탄화온도가 증가함에 따라 비표면적은 $1500^{\circ}C$에서 $414\;m^2/g$로 감소하였으나, $1800^{\circ}C$에서는 $1300\;m^2/g$로 급격히 다시 증가하였으며 1 nm 이하의 나노기공만을 지닌 탄소섬유가 얻어졌다. 비표면적 및 기공특성과 수소저장특성을 관계를 조사하기 위하여 Magnetic Syspension Balance(MSB)를 사용한 중량법으로 평가한 이들의 수소저장능은 0.04-0.4wt%이었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.256-256
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• 2013

Carbon nanotubes (CNT) / polyvinylidene fluoride (PVDF) piezoelectric composite films for nanogenerator devices were fabricated by spray coating method. When the CNT/PVDF mixture solution passes through the spray nozzle with small diameter by the compressed nitrogen gas, electric charges are generated in the liquid by a triboelectric effect. Then randomly distributed ${\beta}$ phase PVDF film could be re-oriented by the electric field resulting from the accumulated electrical charges, and might be resulted in extremely one-directionally aligned ${\beta}$ phase PVDF film without additional electric field for poling. X-ray diffraction patterns were used to investigate crystal structure of the CNT/PVDF composite films. It was confirmed that they revealed extremely large portion of the ${\beta}$ phase PVDF crystalline in the film. Therefore we could obtain the poled CNT/PVDF piezoelectric composite films by the spray coating method without additional poling process. Charge accumulation and resulting electric field generation mechanism by spray coating method were shown in Fig. 1. The capacitance of the CNT/PVDF films increased by adding CNTs into the PVDF matrix, and finally saturated. However, the I-V curves didn't show any saturation effect in the CNT concentration range of 0~4 wt%. Therefore we can control the performance of the devices fabricated from the CNT/PVDF composite film by adjusting the current level resulted from the CNT concentration with the uniform capacitance value.

• Composites Research
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• 제34권6호
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• pp.400-405
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• 2021

본 연구에서는 인장 시 에너지 하베스팅을 하는 Polyvinylidene Fluoride(PVDF) 리본 하베스터를 신발에 접목한 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율을 증가시키기 위한 복합재료 프레임을 설계하였다. 프레임의 하중방향 변형량을 최소화하기 위해 이방성 재료인 탄소 연속 섬유를 사용하여 설계하고 3D 프린터를 이용하여 복잡한 형상을 제작하였다. 보행 시 발생하는 하중에 의한 안창과 중창의 변형량을 계산하기 위해 스프링 요소를 이용하여 안창과 중창을 모델링 하였다. 유한요소 해석을 사용하여 보행 시 스마트 슈즈에 장착된 리본형 하베스터의 인장량을 계산하였다. 예측된 하베스터의 최종 인장 길이 정보는 스마트 슈즈의 에너지 하베스팅 효율 증대에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 멤브레인
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• 제25권4호
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• pp.358-366
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• 2015

강도가 강하고 내약품성, 무독성, 내연소성의 장점을 가지고 있는 PVdF (polyvinylidene fluoride) 나노섬유로 기공이 $0.4{\mu}m$ 평막을 제조한 후, 그 평막으로 부직포를 첨가하여 나권형 모듈을 제작하였다. 카올린과 휴믹산으로 조제한 모사용액과 순수를 대상으로 나권형 모듈의 투과선속과 처리율을 비교하여 pH의 영향을 알아보았고, 여과실험 후 물 역세척을 하여 회복률과 여과저항을 계산하였다. 또한, 나권형 모듈을 통과한 처리수를 입상 활성탄(GAC, granular activated carbon)으로 채워진 컬럼에 통과시킨 후, 탁도와 $UV_{254}$ 흡광도를 측정하여 GAC의 흡착 효과를 고찰하였다.