• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.161-167
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• 2024

Despite the important role of manganese (Mn) in cobalt-free, Ni-rich cathode materials, existing reports on the effects of Mn as a substitute for cobalt are not consistent. In this work, we analyzed the performance of cathodes comprised of Li(Ni_1-xMn_x)O₂ (LNMO). Both beneficial and detrimental results occurred as a result of the Mn substitution. We found that a complex interplay of effects (Li/Ni mixing driven by magnetic frustration, grain growth suppression, and retarded lithium insertion/extraction kinetics) influenced the performance and was intimately related to calcination temperature. This indicates the importance of establishing an optimal reaction temperature for the development of high-performance LNMO.

• 자원리싸이클링
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• 제20권6호
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• pp.78-82
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• 2011

초임계 ₂추출은 기존의 금속추출/용매추출 공정을 대체할 수 있는 새로운 공정으로써의 큰 가능성을 가지고 있는 기술이다. 초임계 ₂를 이용하여 황산코발트용액으로부터 코발트의 추출에 대한 연구를 수행하였다. 코발트의 추출을 위해 bis (2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid 및 diethylamine을 초임계 ₂와 함께 추출제로 사용하였으며 ₂의 추출거동을 관찰하였다. 초임계 ₂추출은 $60^{\circ}C$, 200 bar의 조건에서 실시하였고 실험은 초임계 ₂추출제 착염화과정과 금속추출과정으로 구성된 공정을 이용하여 진행하였다. 실험결과 코발트의 추출률은 추출제 투입량에 따라 16-99%까지 증가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제20권4호
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• pp.65-70
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• 2011

페리튬이온전지 양극활물질인 $LiCoO_2$로부터 코발트와 리튬을 회수하기 위한 기초 연구로 환경친화적인 유기산을 이용하여 코발트와 리튬의 침출에 관한 연구를 실시하였다. 주요 실험 변수로는 유기산 종류 및 농도, 과산화수소 농도, 반응 시간 및 온도 그리고 고액농도비 등 코발트와 리튬의 침출에 영향을 미칠 수 있는 인자들에 대하여 고찰하여 최적 조건을 얻고자 하였다. 실험 결과 사용한 유기산중에서 Latic acid가 코발트 및 리튬의 침출율이 99.9%로 가장 우수 하였다. 한편, 구연산을 이용하여 창출 실험한 결과에서 과산화수소의 농도, citric acid의 농도 및 반응온도가 증가함에 따라 코발트 및 리튬의 침출율이 증가하였다. 그러나 고액농도비가 증가함에 따라 침출율은 감소하는 경향을 보였다.

• 자원리싸이클링
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• 제19권6호
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• pp.51-60
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• 2010

리튬이차전지 양극스크랩으로부터 코발트와 리튬을 회수하기위해 물리적 전처리, 침출, 용매추출 및 회수실험을 행하였다. 실험재료로 제조공정에서 발생되는 코발트계 양극스크랩을 사용하여 단위공정별 최적조건을 구하였다. 물리적전처리 최적조건은 온도 $500{\sim}550^{\circ}C$, 파쇄날 회전속도 1000rpm이었으며, 침출 최적조건은 300rpm, 2M $H_2SO_4$, 2.5M $H_2O_2$, $95^{\circ}C$이었다. D2EHPA(bis(2-ethylhexyl) phosphoric acid) 와 PC88A를 각각 알루미늄과 코발트의 추출제로 사용하여 분리.정제하였으며, 코발트는 염기성시약을 사용하여 $Co(OH)_2$로, 리튬은 탄산나트륨 및 LiOH를 사용하여 탄산리튬($LiCO_3$)으로 회수하였다. $Co(OH)_2$는 열처리를 하여 삼산화코발트($Co_3O_4$)로 만들고 분쇄기를 사용하여 10 ${\mu}m$정도의 입자를 만들었다. 최적조건에서 코발트와 리튬 회수율은 99%이상, 리튬회수율은 99%이상이었으며, 삼산화코발트의 순도는 99.98%이상이었다.

• 센서학회지
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• 제32권3호
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• pp.147-153
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• 2023

Metal-organic frameworks (MOFs) of cobalt gallate were synthesized and deposited on gold electrodes using self-assembly monolayers (SAMs) and hydrothermal processing. These MOF films exhibit strong adsorption capabilities for gaseous particulates, and the use of SAMs allows the synthesis and deposition processes to be completed in a single step. When cobalt gallate is mixed with SAMs, a coordination bond is formed between the cobalt ion and the carboxylate or hydroxyl groups of the SAMs, particularly under hydrothermal conditions. Additionally, the quartz crystal microbalance (QCM) gas sensor accurately measures the number of particulates adsorbed on the MOF films in real-time. Thus, the QCM gas sensor is a valuable tool for quantitatively measuring gases, such as SO₂, NO₂, and CO₂. Furthermore, the QCM MOF film gas sensor was more effective for gas adsorption than the MOF particles alone and allowed the accurate modeling of gas adsorption. Moreover, the QCM MOF films accurately detect the adsorption-desorption mechanisms of SO₂ and NO₂, which exist as gaseous particulate matter, at specific gas concentrations.

• 자원리싸이클링
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• 제30권2호
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• pp.53-60
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• 2021

폐리튬이온배터리에 함유된 코발트, 니켈 및 구리를 회수하기 위한 공정 개발의 일환으로 단일금속과 금속혼합물의 침출을 조사했다. 이를 위해 산화제를 첨가하지 않은 무기산과 유기산을 침출제로 사용했다. 본 논문의 실험조건에서 산화제가 없는 무기산과 유기산에서 구리는 전혀 침출되지 않았다. 염산과 황산용액에서 산의 농도, 반응온도, 반응시간 및 광액농도를 변화시켜 단일 금속를 모두 용해시킬 수 있는 조건을 구했다. 또한 염산과 황산용액에서 금속혼합물로부터 니켈과 코발트를 99% 이상 침출시킬 수 있는 조건을 조사했다. 메탄술폰산으로 코발트와 니켈 금속혼합물을 침출시 낮은 반응온도에서 코발트가 선택적으로 침출됐다.

• 한국분말재료학회지
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• 제28권6호
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• pp.497-501
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• 2021

Cobalt (Co) is mainly used to prepare cathode materials for lithium-ion batteries (LIBs) and binder metals for WC-Co hard metals. Developing an effective method for recovering Co from WC-Co waste sludge is of immense significance. In this study, Co is extracted from waste cemented carbide soft scrap via mechanochemical milling. The leaching ratio of Co reaches approximately 93%, and the leached solution, from which impurities except nickel are removed by pH titration, exhibits a purity of approximately 97%. The titrated aqueous Co salts are precipitated using oxalic acid and hydroxide precipitation, and the effects of the precipitating agent (oxalic acid and hydroxide) on the cobalt microstructure are investigated. It is confirmed that the type of Co compound and the crystal growth direction change according to the precipitation method, both of which affect the microstructure of the cobalt powders. This novel mechanochemical process is of significant importance for the recovery of Co from waste WC-Co hard metal. The recycled Co can be applied as a cemented carbide binder or a cathode material for lithium secondary batteries.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권2호
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• pp.181-188
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• 2013

구리, 코발트, 니켈, 철의 전이금속 이온을 교환한 LTA 골격구조의 UZM-9 제올라이트에서 메탄올이 저급올레핀으로 전환(Methanol-to-Olefin: MTO)되는 반응을 조사하여 전이금속 이온 교환이 촉매의 활성저하에 미치는 영향을 고찰하였다. 전이금속 이온 교환에 따른 UZM-9의 결정구조, 결정 모양, 세공구조, 산성도 변화는 크지 않았다. UZM-9은 둥지 입구가 작아 MTO 반응에서 저급올레핀에 대한 선택도가 높지만, 둥지가 커서 활성중간체인 헥사메틸벤젠 등 폴리메틸벤젠이 쉽게 고리화축합되어 다고리 방향족화합물이 많이 생성되므로 활성저하가 빠르다. 그러나 구리와 코발트 이온을 교환하면 MTO 반응에서 UZM-9의 활성저하가 느려졌다. MTO 반응 중 생성되는 폴리메틸벤젠 양이온 라디칼과 전이금속 이온의 상호작용으로 활성중간체가 안정화되어 활성저하가 느려졌다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제18권10호
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• pp.1090-1093
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• 1997

The solvent effects on the isotropic NMR shifts in conformationally rigid ligands such as quinuclidine, pyridine, and 4-aminopyridine coordinated to the paramagnetic polyoxometalate, [SiW11CoⅡO39]6- (SiW11Co), are reported. For these complexes the ligand exchange is slow on the NMR time scale and pure 1H NMR signals have been observed at room temperature. The signals for the SiW11Co complexes are shifted upfield whe dimethyl sulfoxide-d6 (DMSO) is added to a D2O solution. The isotropic shifts are separated into contact and pseudocontact contributions by assuming that the contact shifts are proportional to the isotropic shifts of the same ligands coordinated to [SiW11NiⅡO39]6-. It is shown that both the contact and pseudocontact shifts decrease (the absolute values of the pseudocontact shifts increase), when D2O is replaced by DMSO. It is suggested that D2O, a strong hydrogen bond donor, withdraws electron density from [SiW11CoⅡO39]6-, increasing the acidity of the cobalt ion toward the axial ligand. When D2O is replaced by DMSO, the acidity of the cobalt ion in SiW11Co decreases, weakening the Co-N bond. Then both the contact and pseudocontact shifts are expected to decrease in agreement with the observed solvent effects.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제34권1호
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• pp.1-8
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• 2002

After kaolin clay was artificially contaminated with Co$^{2+}$ ion, the remediation characteristics were analyzed by the electrokinetic method. Ethanoic buffer was injected in the soil column and $CH_3$COOH was continuously inputted to the cathode reservoir to restrain the pH increase. Since the pH of the cathode side of the soil column was 4.0 initially and increased to only 6.5 after remediation for 43.6 hours, precipitate, Co(OH)$_2$, was not formed in the column. The effluent rate increased with the passage of time and Co$^{2+}$ removal in the column at the initial time were mainly controlled by ion migration. 13.1% of the total amount of Co$^{2+}$ in the soil column was removed in 10 hours, 46.8% of the total Co$^{2+}$ in 20.8 hours, 71.7% of the total Co$^{2+}$ in 30.1 hours, and 94.6% of the total Co$^{2+}$ in 43.6 hours. Meanwhile, residual concentrations in the column calculated by the developed model were similar to those by experiment. experiment.