• 한국재료학회지
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• 제28권1호
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• pp.50-61
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• 2018

Various carbon aerogels (CAs) were prepared from polymerization of resorcinol and formaldehyde and applied as the electrode materials of an electric double layer capacitor (EDLC) with the aim of controlling the textural and electrochemical properties of CAs by the type of base catalyst and the ratio of resorcinol to catalyst (R/C). The CAs from $NaHCO_3$ and $KHCO_3$ with $H^+$ ions had higher specific surface areas but exhibited lower electrochemical properties than those from $K_2CO_3$ and $Na_2CO_3$, which had more uniform pore size distributions. The electrochemical properties of $Na_2CO_3$ were superior to those of $K_2CO_3$ probably because the polarizing power of $Na^+$ ions was higher than $K^+$ ions. With an increasing R/C ratio, the pore sizes of CA showed a tendency to increase but the uniformity of the pore size distribution got worse. For the four base catalysts, the highest electrochemical property was obtained at the R/C ratio of 500.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2005년도 추계학술대회 논문집 Vol.18
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• pp.246-247
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• 2005

본 연구에서는 활성탄소의 표면 작용기와 전해액, 결합제의 분해반응을 줄여서 내구성을 향상시키기 위해 $H_2$ 기체의 Spill-Over 현상을 이용하여 활성탄소 표면의 작용기를 치환시킨 시료를 사용하여 전극을 구성하였다. $H_2$기체로 활성탄소를 700$^{\circ}C$에서 열처리한 결과, 원소 분석기 (Elemental Analyzer)를 이용한 원소 분석 시에 산소의 비율이 1.4%로 활성탄소의 2.44%에 비해 감소함을 알 수 있었고, Carbon의 비율이 700$^{\circ}C$에서 94.3%로 증가함을 알 수 있었다. 또한, 활성탄소를 사용한 전극을 1.2M TEABF$_4$/Acetonitrile 전해액을 사용하여 커패시터를 구성 했을 때, 1kHz의 AC저항은 700$^{\circ}C$에서 열처리한 활성탄소가 0.58\Omega$로 활성탄소의 1.300에 비해 양호한 전기화학 특성을 나타내었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.178-182
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• 2007

$LiMn_2O_4$와 활성탄을 양극의 활물질로 사용하여 비수계 슈퍼커패시터를 제조하고 $LiMn_2O_4$의 함량에 따른 특성을 분석하였다. Cyclic voltammetry, AC impedance 분석 등을 통하여, 활성탄의 전기 이중층으로 인한 capacitive 효과에 $Li^+$ 이온의 intercalation/deintercalation에 의한 faradaic 효과가 더해진 pseudocapacitance의 발현을 확인할 수 있었으며, $LiMn_2O_4$의 함량이 증가할수록 비정전용량 및 에너지 밀도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다. $LiMn_2O_4:C$의 비율이 0.86:0.14인 복합 양극을 사용하여, 순수 활성탄 양극 대비 2배 이상인 23.83 F/cc의 비정전용량과 17.51 Wh/L의 에너지밀도를 얻을 수 있었다. 또한, 1,000회 충방전 후에도 60% 이상 향상된 비정전용량과 에너지 밀도를 얻을 수 있었다.

• 유기물자원화
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• 제31권1호
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• pp.57-68
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• 2023

본 연구에서는 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 탄소 섬유 형태로 제조하여 고에너지 EDLC용 탄소 소재로 활용하고자 하였다. 커피 폐기물은 분쇄과정을 거쳐 폴리비닐피롤리돈과 용매인 다이메틸폼아마이드에 혼합한 후 전기방사를 통해 커피 폐기물 기반의 섬유 형태(Bare-CWNF)의 물질로 만들었으며, 질소 분위기의 900℃에서 탄화를 진행하여 커피 폐기물 기반의 질소가 포함된 다공성 섬유 형태(Carbonized-CWNF)의 물질을 제조하였다. Carbonized-CWNF는 Bare-CWNF와 같이 섬유 형태를 유지하였으며 질소 함량 역시 유지되는 것을 확인하였다. 커피 폐기물의 탄화 탄소(Carbonized-CW)및 폴리아크릴로나이트릴 기반의 탄소섬유(Carbonized-PNF)를 Carbonized-CWNF와 -1.0-0.0V의 전압 범위에서 전기화학적 성능을 비교한 결과, Carbonized-CWNF가 가장 높은 비정전용량(123.8F g^-1 @ 1A g^-1)을 확보할 수 있었다. 이를 통해 커피 폐기물 기반의 질소가 함유된 다공성 탄소 섬유가 고에너지 EDLC(Electric double layer capacitor)용 전극으로 우수한 성능을 나타내는 것을 확인하였다. 최종적으로, 환경 오염의 원인이 되는 식물성 바이오매스 중 커피 폐기물을 활용하여 친환경성을 확보하였고, 식물성 바이오매스와 같은 폐기물을 슈퍼커패시터와 같은 고성능 에너지 저장 매체로의 탈바꿈 할 수 있는 가능성을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.10-14
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• 2011

철 이온 교환방법에 의해 메조기공을 갖는 활성탄소 섬유(ACF)를 제조하고, 이를 사용하여 전기 이중층 커패시터(EDLC)의 전극소재 성능을 조사하였다. 질산처리에 의해 제조된 메조기공 ACF는 비표면적이 1,249, 664 $m^2/g$이고, 메조 기공 분율이 70.6-81.3%이고, 평균 기공크기는 약 2.78~4.14 nm이다. 질산처리시간이 짧을수록 비표면적이 크고 메조 기공이 적게 발달됨을 알 수 있었다. 전기이중층 커패시터의 성능을 조사하기 위해서, 메조기공 ACF, 도전제, 바인더를 사용하여 단위 셀을 제조하였으며, 유기 전해질을 사용하였다. 2시간 질산으로 처리된 ACF의 비 축전양은 0.47 $F/cm^2$이고, 20회 충.방전 테스트에서 안정된 실험결과를 얻을 수 있었다. EDLC의 전기화학적 성능은 ACF 전극의 비표면적에 크게 영향을 받으며 메조기공은 전하의 확산저항을 감소시키는 것을 알 수 있었다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제29권12호
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• pp.61-67
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• 2015

Certainly, we are living in a true mobile society. At the end of 2014, approximately 40million 560thousand people are subscribed to smartphone services in Korea, using more than 2000MB of mobile data per a person. The use of smartphone is expected to increase. Moreover, smartphone moves toward becoming a requisite for modern people. Under the circumstances, high-speed communication services such as LTE provide high quality services anywhere and anytime and, furthermore, the development of high performances of the application makes the life patterns of modern people link directly to smartphone. Almost every day, new creative services are being introduced and the demands of on-line streaming services such as high-performance game and YouTube are increasing day after day. However, although smartphones are getting smarter and high quality services are rapidly growing, consumers still complain about the insufficient usage time caused by the capacity of batteries. In order to solve this problem, this thesis suggests EDLC(Electric Double-Layer Capacitor) uses as a supplemental power supply to keep the continuity of work while switching batteries. Through this approach, the running time of smartphone becomes longer as the number of batteries without power off and the purpose of this study is to maximize the convenience of using smartphone by eliminating the initialization of memories and the loss of time of rebooting while batteries are switched.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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• pp.275-275
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• 2007

Two sorts of electrode composed of Sulpur/CNT/PVDF and Silver/CNT/PVDF were prepared by in situ chemical method and their electrochemical performance were evaluated by using cyclic voltammetry, impedance measurement and constant-current charge/discharge cycling technique. Also, composite electrodes were characterized by FE-SEM and BET. Raw materials such as CNT/Silver and CNT/Sulfur were mixed in ethanol, dried. These mixed materials were heated at 900 and $320^{\circ}C$ for 2hr, respectively in order to enhance contact among CNT electrodes. Electric double layer capacitor cells were fabricated using these mixed powder with polymer of PVDF. For the charging and discharging characteristics measured at scan rate of 1 mA/s, Supercapacitor of Sulphur-CNT-PVDF electrode showed a better performance than that of Ag-CNT-PVDF, which seems to be related with lower contact resistance of Sulphur-CNT-PVDF electrode.

• 한국태양에너지학회 논문집
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• 제33권4호
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• pp.23-30
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• 2013

This paper presents the determination method of the hybrid energy storage capacity for compensating the output of wind power when disconnecting from the grid. In the wind power output compensation, a lot of charging and discharging time with lithium-ion battery will be deteriorated the life time. And also, this fluctuation will cause some problems of the power quality and power system stability. To solve these kind of problems, many researchers in the world have been studied with BESS(Battery Energy Storage System) in the wind farm. But, BESS has the limitation of its output during very short term period, this means that it is difficult to compensate the very short term output of wind farm. Using the EDLC (Electric Double Layer Capacitor), it is possible to solve the problem. Installing the battery system in the wind farm, it will be possible to decrease the total capacity of BESS consisting of HESS (Hybrid Energy Storage System). This paper shows simulation results when not only BESS is connected to wind farm but also to HESS. To verify the proposed system, results of computer simulation using PSCAD/EMTDC program with actual output data of wind farms of Jeju Island will be presented.

• 공업화학
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• 제26권5호
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• pp.598-603
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• 2015

본 연구에서는 전기이중층 커패시터의 비정전용량 향상시키기 위하여 활성탄소섬유의 열처리 온도가 전기화학적 특성에 미치는 영향을 알아보았다. 용융방사한 피치 섬유를 안정화를 거쳐 $800^{\circ}C$에서 4 M KOH로 활성화하였고, 활성화 섬유를 각각 1050, $1450^{\circ}C$의 온도조건에서 열처리하여 서로 다른 특성을 갖는 활성탄소섬유를 제조하였다. 제조된 활성탄소섬유는 열처리 온도가 증가함에 따라 비표면적이 $828m^2/g$에서 $987m^2/g$으로 증가하였으며 미세공 및 중간세공의 부피 또한 증가하였다. 이는 열처리 공정이 활성탄소섬유 내부의 산소 및 수소 원소 성분을 탈리시키면서 세공이 생성되고, 활 성탄소섬유를 수축하게 하여 상대적으로 세공의 크기를 증가시켰기 때문이다. 이러한 세공 변화로 인하여 제조된 전극은 1 M 황산수용액을 전해질로 하여 5 mV/s의 전위주사속도로 측정하였을 때, 비정전용량이 73 F/g에서 119 F/g으로 향상되었음을 확인하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제30권2호
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• pp.362-370
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• 2013

Coconut shell 계 상용 활성탄을 후처리하여 EDLC 전극재로 적용하였다. Coconut shell계 활성탄을 별도의 처리없이 EDLC 전극재로 사용하였을 때, 초기 무게용량 및 부피용량은 66 F/g 및 39 F/cc이었고, 100 사이클 충 방전을 반복한 후, 각각 54 F/g 및 32 F/cc로 감소하여 82%의 충 방전효율을 나타내었다. 충 방전 반복에 따른 용량의 감소폭이 크며, CV 특성에서 부반응에 의한 분극현상이 발생하여 전극재로 적합하지 않았다. 상업용 활성탄에 포함된 불순물을 효율적으로 제거하기 위하여 알칼리 및 산 처리를 하였고, 그 후 세공 분포와 표면의 산성 관능기 함량을 제어하기 위하여 질소 분위기에서 열처리하였다. 알칼리 및 질산처리 한 후 $800^{\circ}C$에서 열처리한 전극재의 경우, 초기부피용량 44 F/cc, 100사이클 후 42 F/cc로서 실용화 가능한 수준의 높은 부피용량 및 95% 이상의 높은 충 방전 효율을 나타내었다.