• 제목/요약/키워드: Composite Electrode

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Electrochemical performance of double perovskite structured cathodes for intermediate temperature SOFCs

  • Jo, Seung-Hwan;Muralidharan, P.;Kim, Do-Kyung
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2009년도 춘계학술발표대회
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    • pp.56.1-56.1
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    • 2009
  • The intermediate operating temperature of solid oxide fuel cells (IT-SOFCs) have achieved considerable importance in the area of power fabrication. This is because to improve materials compatibility, their long-term stability and cost saving potential. However, to conserve rational cell performance at reduced-temperature regime, cathode performance should be obtained without negotiating the internal resistance and the electrode kinetics of the cell. Recently, double perovskite structure cathodes have been studied with great attention as a potential material for IT-SOFCs. In this study, double-perovskite structured cathodes of $GdBaCoCuO_{5+\delta}$, $GdBaCo_{2/3}Cu_{2/3}Fe_{2/3}O_{5+\delta}$ compositions and $(1-x)GdBaCo_2O_{5+\delta}+xCe_{0.9}Gd_{0.1}O_{1.95}$ (x = 10, 20, 30 and 40 wt.%) composites were evaluated as the cathode for intermediate temperature solid oxide fuel cells(IT-SOFCs). Electrical conductivity of the cathodes were measured by DC 4-probe method, and the thermal expansion coefficient of each sample was measured up to $900^{\circ}C$ by a dilatometer study. Area specific resistances(ASR) of the $GdBaCo_{2/3}Cu_{2/3}Fe_{2/3}O_{5+\delta}$ cathode and 70 wt.% $GdBaCo_2O5+\delta$ + 30wt.% Ce0.9Gd0.1O1.95 composite cathode on CGO electrolyte substrate were analyzed using AC 3-probe impedance study. The obtained results demonstrate that double perovskite-based compositions are promising cathode materials for IT-SOFCs.

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혼합 활물질 (활성탄소 + $LiCoO_2$) 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of Composite Active Materials (Activated Carbon + $LiCoO_2$) Electrode)

  • 김익준;전민제;양선혜;문성인;김현수
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.497-497
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    • 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.

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스크린 프린팅 공정에 의해 제조된 비데용 Ag-Pd 봉형 발열체의 내구성 및 물성 평가 (Durability and Characteristics of Ag-Pd Rod Heater for Bidet Fabricated by Screen Printing Process )

  • 박태웅;현다은;김익수;이성철;이연숙;김용남;이동원;오종민
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권1호
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    • pp.81-87
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    • 2023
  • Heaters using the resistance heating principle are used in various industrial fields that require heat and are also essentially used in bidet among small home appliances. A planar heater and a coil-inserted heater mounted on a conventional commercially used bidet have disadvantages and limitations of complicated manufacturing process and local heating. In this study, silver-palladium (Ag-Pd) powder material was used for a screen-printing process that is more advantageous in achieving simplification than the existing process, and a rod-type heater for bidet was manufactured. The on-off cycle test under actual conditions was conducted to confirm the durability and the capability of the fabricated heater, and the fabricated heater operated more than 2,600 on-off cycles, which means it could be applied for a commercial product. In addition, through the on-off cycles under harsh conditions, the cause of failure was identified after the test that the durability limit temperature of the heater was 850℃. Through Ag-Pd rod heater in this study, it is expected to contribute to the efficient development of electrode materials for heaters and the improvement of the durability of heaters in the future.

Li2CO3 첨가에 따른 입방정 Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(c-BZN)의 상 변화 및 그에 따른 유전특성 변화 연구 (A Study on the Phase Change of Cubic Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7(c-BZN) and the Corresponding Change in Dielectric Properties According to the Addition of Li2CO3)

  • 이유선;김윤석;최슬원;한성민;이경호
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.79-85
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    • 2023
  • (1-4x)Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7-3xBi2Zn2/3Nb4/3O7-2xLiZnNbO4(x=0.03-0.21) 조성의 새로운 저온 동시 소성 세라믹(LTCC) 유전체는 Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7-xLi2CO3(x=0.03-0.21) 혼합물을 850℃~920℃에서 4 시간 반응성 액상소결(reactive liquid phase sintering)을 하여 제조하였다. 소결이 진행되는 동안 Li2CO3는 Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7과 반응하여 Bi2Zn2/3Nb4/3O7과 LiZnNbO4를 생성하였고 얻어진 소결체의 상대 소결밀도는 이론 밀도의 96% 이상이었다. 초기 Li2CO3 함량(x)을 조절하여 최종 소결체내에 존재하는 Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7, Bi2Zn2/3Nb4/3O7 및 LiZnNbO4 상의 상대적인 함량을 제어함으로써 높은 유전율(εr), 낮은 유전손실(tan δ) 및 NP0 특성(TCε ≤ ±30 ppm/℃)의 유전율 온도계수(TCε)를 갖는 유전체를 개발할 수 있었다. Li2CO3의 첨가가 x=0.03 mol에서 x=0.15 mol로 증가함에 따라 얻어진 복합체 내의 Bi2Zn2/3Nb4/3O7와 LiZnNbO4의 부피 분율은 증가하였고, Bi1.5Zn1.0Nb1.5O7의 부피 분율은 감소하였다. 그 결과 복합체의 유전율(εr)은 148.38에서 126.99로 유전손실(tan δ)은 5.29×10-4에서 3.31×10-4로 그리고 유전율 온도계수(TCε)는 -340.35 ppm/℃에서 299.67 ppm/℃로 변화되었다. NP0 특성을 갖는 유전체는 Li2CO3의 함량이 x=0.09일 때 얻을 수 있었고, 이 때의 유전율(εr)은 143.06, 유전손실(tan δ)값은 4.31×10-4, 그리고 유전율 온도계수(TCε)값은 -9.98 ppm/℃ 이었다. Ag전극과의 화학적 호환성 실험은 개발된 복합 재료는 Ag 전극과 동시 소성 과정에서 전극과 반응이 없음을 보여주었다.

분극 전계에 따른 압전 페인트 센서 감도 측정 (Sensitivity Measurement of the Piezoelectric Paint Sensor according to the Poling Electric Field)

  • 한대현;박승복;강래형
    • Composites Research
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    • 제27권4호
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    • pp.146-151
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    • 2014
  • 본 연구에서는 분극 전계에 따른 압전 페인트 센서의 특성을 확인하기 위해 충격힘과 분극 전계를 변화시켜 가면서 실험적인 연구를 수행하였다. 페인트 센서 제작을 위해 유연 압전 재료인 $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr, Ti)O_2$ (PNN-PZT) 파우더와 경화제를 포함하고 있는 에폭시 수지를 중량비 1:1로 혼합 후 몰드를 사용하여 $40{\times}10{\times}1mm^3$ 크기를 같는 시편을 제작 하였다. 이후 시편의 기공을 제거하기 위해 진공 데시케이터를 사용하였다. 분극 작업을 위해 시편의 전극은 실버페이스트를 윗면과 아랫면에 바르고 하루 동안 건조시켜 제작하였다. 분극 작업은 온도는 상온으로, 분극 시간은 30분으로 고정하고 분극 전계를 달리하여 진행되었다. 1 mm의 두께를 갖는 앞전 페인트센서를 제작하여 실험에 사용하였으며, 감도 측정 및 감도 변화는 충격 망치를 사용하여 시편에 충격을 가했을 때 압전 페인트에서 출력되는 전압과 충격 망치에서 출력되는 전압을 측정 후 신호처리 하여 비교하였다. 그 결과 압전 페인트의 민감도에 분극 전계가 미치는 영향에 대해 평가 하였고 그 결과를 기술하였다.

전도성 Polypyrrole의 분해 특성과 물성 개선 (Characteristics of Degradation and Improvement of Properties with Conducting Polypyrrole)

  • 이홍기;엄정호;박수길;심미자;김상욱;이주성
    • 공업화학
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    • 제5권5호
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    • pp.764-771
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    • 1994
  • 친핵성용매하에서 p-toluenesulfonic acid나 bezensulfonic acid와 같은 유기산을 지지전해질 겸 dopant로 사용하여 전도성 Polypyrrole필름을 전해중합하였고 분해 특성과 기계적 물성증가에 대하여 고찰하였다. Dimethyformamide/p-toluenesulfonic acid에서 합성한 polypyrrole 필름이 전도도 10-40S/cm, 인장강도 $25N/mm^2$. 연신율은 10%로 가장 좋은 특성을 나타내었다. 또한 전해중합시 최적 조건은 0.5M의 pyrrole과 0.5M의 p-toluenesulfonic acid를 첨가하여 정전류법에서는 $2mA/cm^2$의 전류밀도가, 정전위법으로는 0.9V vs. $Ag/Ag^+$에서 중합할 때였으며 생성된 필름은 공기중에서 안정하였고 도핑, 탈-도핑이 가역적이어서 2차 전지로서의 특성을 갖고 있었다. 온도에 따른 분해과정이 1차 반응으로 dopant 음이온이 분해반응에 관여하지 않아 산화안정성이 좋았으며 분해활성화 에너지는 $1.01JK^{-1}mol^{-1}$, $25^{\circ}C$에서의 분해속도상수는 $3.1{\times}10-7min^{-1}$였다. 여러 가지 host polymer와의 composite를 검토한 결과 인장강도는 50%, 연신율은 100% 정도로 기계적 물성을 증가시킬 수 있었다.

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SPS에 의한 SiC-$ZrB_2$계 전도성 세라믹 발열체 및 전극 개발 (Development of Electroconductive SiC-$ZrB_2$ Ceramic Heater and Electrod by Spark Plasma Sintering)

  • 신용덕;주진영;김재진;이정훈;김철호;최원석
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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    • pp.1254_1255
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    • 2009
  • The composites were fabricated by adding 30, 35, 40, 45[vol.%] Zirconium Diboride(hereafter, $ZrB_2$) powders as a second phase to Silicon Carbide(hereafter, SiC) matrix. The physical, mechanical and electrical properties of electroconductive SiC ceramic composites by Spark Plasma Sintering(hereafter, SPS) were examined. Reactions between $\beta$-SiC and $ZrB_2$ were not observed in the XRD analysis. The relative density of SiC+30[vol.%]$ZrB_2$, SiC+35[vol.%]$ZrB_2$, SiC+40[vol.%]$ZrB_2$ and SiC+45[vol.%]$ZrB_2$ composites are 88.64[%], 76.80[%], 79.09[%] and 88.12[%], respectively. The XRD phase analysis of the electroconductive SiC ceramic composites reveals high of SiC and $ZrB_2$ and low of $ZrO_2$ phase. The electrical resistivity of SiC+30[vol.%]$ZrB_2$, SiC+35[vol.%]$ZrB_2$, SiC+40[vol.%]$ZrB_2$ and SiC+45[vol.%]$ZrB_2$ composites are $6.74{\times}10^{-4}$, $4.56{\times}10^{-3}$, $1.92{\times}10^{-3}$ and $4.95{\times}10^{-3}[{\Omega}{\cdot}cm]$ at room temperature, respectively. The electrical resistivity of SiC+30[vol.%]$ZrB_2$, SiC+35[vol.%]$ZrB_2$, SiC+40[vol.%]$ZrB_2$ and SiC+45[vol.%]$ZrB_2$ are Positive Temperature Coefficient Resistance(hereafter, PTCR) in temperature ranges from 25[$^{\circ}C$] to 500[$^{\circ}C$]. It is convinced that SiC+40[vol.%]$ZrB_2$ composite by SPS can be applied for heater or electrode.

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글라스 아이오노머 수복재의 불소 유리 및 재흡수 양상 (FLUORIDE RELEASE AND RECHARGE OF GLASS IONOMER CEMENTS)

  • 배익현;김재문;김신;정태성
    • 대한소아치과학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.136-143
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    • 2005
  • 이차 우식은 수복 실패의 주된 원인 중 하나로 지목되고 있으며, 이로 인해 빈번히 재수복을 하게 된다. 이차 우식은 항우식 작용이 있는 불소를 함유한 수복물을 사용하여 예방될 수 있다. 구강내에서 불소를 유리하는 것으로 알려진 글라스 아이오노머 수복재는 불소를 장기간 유리할 뿐 아니라 불소의 재충전 및 재유리 능력이 있어 불소의 저장소 역할을 할 수 있다. 따라서 본 연구는 통상의 글라스 아이오노머와 고점도 글라스 아이오노머 및 복합 레진을 대상으로 불소의 유리 양상과 불소도포를 통한 재흡수 후 유리 양상을 알아봄으로써 기존의 수복재와 새로운 수복재간의 임상적 유용성을 평가할 목적으로 시행하였다. 4종의 수복재를 대상으로 불소 유리량 및 2% NaF로 재충전 후 불소 유리량을 각각 측정하여 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 실험 대상의 모든 글라스 아이오노머 수복재는 초기에 다량의 불소를 유리하고 이후 점차 감소하는 경향을 보였다. 2. 2% NaF 용액을 통한 재충전 후의 유리량은 Fuji IX, Ketac Fil, Ketac Molar, Z-100의 순으로 나타났다. 3. Fuji IX을 제외한 모든 실험 대상의 수복재에서 수분의 영향으로 표면 경도는 유의하게 감소하였고 불소 재충전 후 유리량은 수분 흡수와 비례하였다(P<0.05). 4. Fuji IX이 초기 유리량에 비해 재충전 후 더 많은 불소를 유리였다(P<0.05).

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전극 촉매 Pt-Ni 및 Pt-Co를 이용한 수전해용 공유가교 CL-SPEEK/HPA 막전극의 특성 (Characteristics of CL-SPEEK/HPA Membrane Electrodes with Pt-Ni and Pt-Co Electrocatalysts for Water Electrolysis)

  • 우제영;이광문;지봉철;정장훈;문상봉;강안수
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권1호
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    • pp.26-34
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    • 2010
  • The electrocatalystic prperties of Pt-Co and Pt-Ni with heteropolyacids (HPAs) entrapped in covalently cross-linked sulfonated poly(ether ether ketone) (CL-SPEEK)/HPA membranes were investigated for water electrolysis. The HP As, including molybdophosphoric acid (MoPA), and tungstophosphoric acid (TPA) were both used as membrane additives and electrocatalysts. The membrane electrode assembly (MEA) was prepared by a nonequilibrium impregnation-reduction (I-R) method. $Pt(NH_3)_4Cl_2$, $NiCl_2$ and $CoCl_2$ as electrocatalytic materials and $NaBH_4$ as reducing agent were used. I order to enhance electrocatalytic activity, the catalyst layer prepared above was electrodeposited (Dep) with HP A. Surface morphologies and physico-chemical properties of MEA were investigated by means of SEM, EDX and XRD. The electrocatalytic properties of composite membranes such as the cell voltage and coulombic charge in CV were in the order of magnitude: CL-SPEEK/MoPA40 (wt%) > CL-SPEEK/TPA30 > Nafion117. In the optimum cell applications for water electrolysis, the cell voltage of Pt/CL-SPEEK-MoPA40/Pt-Co (Dep-MoPA) and Pt/CL-SPEEK-TPA30/Pt-Co (Dep-TPA) was 1.75 Vat $80^{\circ}C$ and $1\;A/cm^2$ and voltage efficiency was 87.1%. Also, the observed activity of Pt-Co (84:16 atomic ratio by EDX) is a little higher than that of Pt-Ni (86: 14). The current density peak of electrodeposited electrodes were better a little than those of unactivated electrodes based on the same membranes.

MnO2-HCS 복합체를 이용한 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성 (Electrochemical Properties of Using MnO2-HCS Composite for Supercapacitor)

  • 김은미;정상문
    • 청정기술
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    • 제24권3호
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    • pp.183-189
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    • 2018
  • 중공형 구형 탄소(hollow carbon spheres, HCS) 또는 구형 탄소(carbon spheres, CS)는 수열합성법에 의해 제조되었고 $MnO_2$를 증착하기 위한 탄소 지지체로 사용하였다. $MnO_2$는 화학적 레독스 증착법에 의해 HCS 또는 CS 표면에 증착하였다. 화학적 산화환원 증착법은 미립자 지지체의 표면에 다른 산화물 합성에 특히 효과적이다. $MnO_2$는 HCS 또는 CS의 표면에 일정한 슬릿 모양의 분포를 보였고 HCS 표면에서 보다 엉성한 슬릿 모양의 $MnO_2$ 입자가 생성되었다. $MnO_2-HCS$$20mv\;s^{-1}$의 스캔 속도에서 초기 사이클에서 약 $164.1F\;g^{-1}$의 정전용량을 나타내었고 1000 사이클 후에는 약 $141.3F\;g^{-1}$의 정전용량을 나타내었다. 1000 사이클 기준으로 $MnO_2-HCS$$MnO_2-CS$는 각각 86%와 78%의 용량유지율을 나타내었다. 이것은 HCS 표면에서 엉성한 슬릿모양의 $MnO_2$의 성장이 전해질의 흐름 및 전해질 내의 $Na^+$ 이온의 흡탈착이 보다 용이하여 나타난 결과로 생각된다.