• 공업화학
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• 제27권6호
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• pp.653-658
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• 2016

본 연구에서는 1차원의 $MnO_2$ nanowire를 $KMnO_4$와 $MnSO_4$ 전구체 혼합물의 수열합성법(hydrothermal method)을 사용하여 제조할 수 있는 합성법을 개발하였다. 제조된 $MnO_2$ nanowire는 전기화학 반응 동안 전자와 이온전달을 용이하게 할 수 있는 넓은 비표면적과 기공구조를 나타내었다. MnO2 nanowire의 미세구조 및 화학구조를 주사형 전자현미경(SEM), 투과전자현미경(TEM), 광전자분석기(XPS), X-ray 회절분석법(XRD), 비표면적분석장비(BET)를 사용하여 분석하였다. 본 $MnO_2$ nanowire 전극의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(cyclic voltammetry)과 정전류 충전-방전법(galvanostatic charge-discharge)을 사용하여 3상 전극 시스템(three-electrode system)에서 분석하였다. $MnO_2$ nanowire 전극은 높은 비정전용량(129 F/g), 고속 충방전(61% retention), 반 영구적인 수명특성(100%)을 나타내었다.

• 공업화학
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• 제21권1호
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• pp.11-17
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• 2010

유기용액계 전해질을 갖는 전기이중층캐패서터의 성능향상을 위해 마이크로파 처리를 통하여 활성탄소를 개질하고 이에 따른 전기화학적 특성의 변화를 조사하였다. 대상 시료로 petroleum cokes와 pitch cokes를 사용하여 NaOH 활성화에 의해 제조한 활성탄과 시판용 활성탄 BP-25를 사용하였다. 세 종류의 활성탄 모두 마이크로파 처리를 통해 산소를 포함하는 친수성관능기들이 표면으로부터 제거되었으며, 처리 시간이 증가함에 따라 비표면적과 세공부피는 감소하고, 평균세공직경은 증가하였다. 이러한 영향으로 표면 개질된 활성탄소로 제조한 전기이중층캐패시터는 계면저항이 개질하지 않은 활성탄소를 사용한 전기이중층 캐패서터에 비해 크게 감소하였으며, 비표면적의 감소에도 불구하고 방전용량은 개질하지 않은 경우보다 크게 증가하였다.

• 공업화학
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• 제21권6호
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• pp.689-693
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• 2010

톨루엔에 녹인 천연고무를 탄소가루의 결합재로 사용하여 바이오센서를 제작하였을 때, 반죽은 용매가 증발한 후 기계적 물성을 보였다. 이 특성은 탄소반죽전극 실용화의 선행 조건을 만족시키는 것으로, 이 특성의 활용성을 살펴보기 위하여 과산화수소 정량을 위한 바이오센서를 제작하고, 그것의 전기화학적인 정량 및 정성적 특성을 파악하기 위하여 여러 가지 속도론적 파라메타, 즉 대칭인자(0.37), 교환전류밀도($i_0$, $0.075mAcm^{-2}$), 이중층의 축전용량($C_d$, $9.7{\times}10^{-3}F$), 시간상수(${\tau}_A$, 0.92 s), 최대전류($i_{max}$, $5.92{\times}10^{-7}Acm^{-2}$), Michaelis 상수($K_M$, $1.99{\times}10^{-3}M$) 및 기타 상수들을 도출하였다. 이 실험적 결과는 천연고무가 탄소가루의 결합재로 활용될 수 있음을 보여 주었다.

• 공업화학
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• 제27권4호
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• pp.439-443
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• 2016

본 연구에서는 $MnO_2$ 나노입자들이 기능화된 그래핀에 증착된 나노복합체를 제조하고 이의 우수한 전기화학적 특성을 순환전압전류법, 정전류 충전-방전법 및 임피던스 분석을 통하여 증명하였다. 환원된 그래핀 산화물의 표면 개질을 위하여 이온성 액체를 도입함으로써, 그래핀 시트들 간의 뭉침현상을 제어하고 $MnO_2$ 나노입자들의 성장부위를 제공하였다. 상기 제조된 $MnO_2/RGO$ 나노복합체는 전자주사현미경, 투과전자현미경, X선 광전자 분광기, X선 회절기를 사용하여 분석하였다. $MnO_2/RGO$ 전극의 전기화학적 특성은 $Na_2SO_4$ 전해액을 사용하여 3상 전극 시스템 하에서 분석실시하였다. $MnO_2/RGO$ 전극은 높은 비정전용량(251 F/g), 고속 충방전(80.5% 용량 유지율) 및 장수명 특성(93.6% 용량 유지율)을 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제5권1호
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• pp.13-16
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• 2002

Fullerene으로 수식된 PPy(Polypyrrole)전극 즉, graphite(Gr)/ppy, fullerene $(full^-)$항을 Gr/5mM PPy, 1mM $full^-,0.1M\;TBABF_4,\; CH_3CN/Pt$형의 전지로 전기화학 중합법으로 제작하였다. $(full^-)$의 생성속도는 기질전극 재료인 Pt/ppy, Pt, Gr 및 Au전극에 대해 각각 93.6, $7.0\times10^2,\;42.6$ 및 $1.3\times10^2cms^{-1}$였다. 수식되지 않은 Gr/ppy와 수식된 $Gr/ppy, full^-$ 전극에 대한 어드미턴스 값이 $1.7\times10^{-3}S$에서 $8.3\times10^{-3}S$로 5배나 증가하였으며, 전기 이중층의 용량은 $2.4\times10^{-5}\;F$에서 $4.2\times10^{-5}\;F$로 174배 증가하였다.

• 대한화학회지
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• 제42권6호
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• pp.664-671
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• 1998

유기 전도성 고분자들중 전도성이 뛰어나고 전기화학적으로 중합이 용이하며 안정성이 뛰어난 피로고분자(ppy)는 산화-환원 활성자리에 회합되는 이온종에 따라서 피막의 형태학적 구조가 다양하다. 그러나 공기중에서 쉽게 노화하며 잘 부서지고 물과 친하지 않은 단점이 있다. 이를 개선하기 위하여 이 다공성 ppy 피막에 높은 개시전위를 갖는 퓨란고분자(pfu)를 끼워심기 중합한 Pt/ppy/pfu(x)전극을 제작하여 그 전기화학적 성질들을 순환전압전류법과 전기호학적 임피던스법으로 조사하였다. 이 때 사용된 도판트 이온은 $PF_6^-,\; BF_4^-$, 그리고 $ClO_4^-$이온 이였으며, pfu의 조성은 ppy에 대하여 0∼1.10 범위였는데 그 조성이 0.1∼0.2의 범위에 있을 때 가장 좋은 산화환원 특징을 나타냈다. 또, $PF_6^-$ 이온이 도우핑되었을 때 전하전달 저항은 다른 이온들로 중합된 것에 비하여 40배정도 낮았으며, 이 중층의 용량은 다른 두 종에 비하여 20배정도 큰 값을 보였다. 전하전달은 주파수의 변화에 영향을 받으며 물질전달에 의한 Warburg 임피던스 항이 포함되는 등가회로를 갖는다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권8호
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• pp.2683-2688
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• 2011

Silica-manganese oxides with a core-shell structure were synthesized via precipitation of manganese oxides on the $SiO_2$ core while varying the concentration of a precipitation agent. Elemental analysis, crystalline property investigation, and morphology observations using low- and high-resolution electron microscopes were applied to the synthesized silica-manganese oxides with the core-shell structure. As the concentration of the precipitating agent increased, the manganese oxide shells around the $SiO_2$ core sequentially appeared as $Mn_3O_4$ particles, $Mn_2O_3+Mn_3O_4$ thin layers, and ${\alpha}-MnO_2$ urchin-like phases. The prepared samples were assembled as electrodes in a supercapacitor with 0.1 M $Na_2SO_4$ electrolyte, and their electrochemical properties were examined using cyclic voltammetry and charge-discharge cycling. The maximum specific capacitance obtained was 197 F $g^{-1}$ for the $SiO_2-MnO_2$ electrode due to the higher electronic conductivity of the $MnO_2$ shell compared to those of the $Mn_2O_3$ and $Mn_3O_4$ phases.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.33-36
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• 2008

본 연구에서는 겔식 VRLA (valve regulated lead acid번지의 충전상태(SoC) 판단을 위해 임피던스 기법을 이용하여 조사하였다. 임피던스는 VRLA전지 (2V/1.2Ah)의 다양한 충전상태에서 진폭 10mV로 100kHz에서${\sim}$10mHz까지 측정하였다. 측정된 임피던스 데이터로부터 등가회로를 유도하고, CNLS (Complex Non-linear Least Squares) 법을 사용하여 분석하였다. 양극 쪽의 전하전이 저항과 전기이중층 커패시턴스가 음극보다 높았다. 겔 저항은 충전상태가 감소함에 따라 증가하며 이는 VRLA 전지의 충전상태를 판단하는데 중요한 파라미터임을 확인하였다.

• 전기화학회지
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• 제3권3호
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• pp.141-145
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• 2000

전도성이 뛰어난 피롤고분자 피막을 전기화학적으로 중합하고 이를 Gr/ppy(Polypyrrole),X.O.(xylenol orange)형의 수식된 전극을 제작하여 U(VI)의 포집에 이용하였다. 사전피막제인 NBR(nitrile butadiene rubber)을 사용하였을 때 중합속도는 $3.22\times10^{-3}s^{-1}$로 이를 사용하지 않았을 때 보다 1.6배 느린 반응이었다. 포집된 U(VI)의 양은 ppy $1.70Ccm^{-2}$ 당에 $1.55\times10^{-4}g$ 이었으며, 인공해수 중에서 matrix효과는 $6.8\%$로 나타났다. ppy전극이 Gr/ppy, $X.O^{4-}UO^+$형으로 수식됨에 따라서 피막자체의 임피던스가 증가하여 ppy만일 때의 확산에 지배적인 전도과정에서 피막자체의 전자전도와 이온도핑과정이 함께 영향을 받는 결과를 보였다. ppy전극을 X.O.로 수식하여 U(VI)를 포집함에 따라 전기이중층의 용량은 각각 56과 130여 배로 증가하였다.

• Elastomers and Composites
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• 제47권4호
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• pp.292-296
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• 2012

폴리비닐알콜, 규소텅스텐산, 인산 및 수용액으로 구성된 $80{\mu}m$의 두께의 고분자겔 전해질 필름을 제조하여 활성탄소계 전기이중층 케페시터를 제조하였다. 제조한 고분자겔 전해질 필름은 상온에서 $10^{-2}S\;cm^{-1}$의 높은 이온전도도를 나타내었으며, 본 전해질 필름을 적용한 활성탄소계 전기이중층 케패시터는 100 mV/s에서 $58F\;g^{-1}$의 높은 캐패시턴스 특성과 우수한 수명특성을 나타내었다.