• 한국산학기술학회논문지
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• 제16권8호
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• pp.5728-5735
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• 2015

단일챔버 미생물연료전지에 분리막으로 세라믹막과 나피온막을 적용하여 전기발생특성을 분석함으로써 세라믹막의 적용가능성을 구명하고자 하였다. 또한 환원전극으로서 백금촉매가 도포된 탄소천과 일반 탄소천을 사용하여 백금촉매 효과 및 전기발생특성을 비교하였다. 회분식 실험에서 전기발생특성이 가장 안정적인 것은 acetate를 기질로 사용하였을 때였다. Formate는 전기발생특성이 acetate보다 다소 높았으나 불안정하였고 propionate와 butyrate는 acetate에 비하여 전기발생량이 상대적으로 낮았다. 환원전극으로서 백금촉매가 도포되어 있는 탄소천과 일반 탄소천을 비교한 결과 백금촉매가 도포된 탄소천의 전력발생량이 일반 탄소천에 비하여 1.2배 높게 나타났지만 약 5배 정도 비용 차이가 있음을 고려하면 미생물연료전지의 적용에 있어 효율성과 경제성은 함께 고려되어야 할 것으로 판단된다. 분리막으로서 세라믹막과 나피온막을 적용한 미생물 연료전지에서 발생한 평균 전압은 합성폐수를 이용한 실험에서 각각 $523.67mV{\pm}49.41mV$, $424.09mV{\pm}79.95mV$이었다. 미생물연료전지에 분리막으로 세라믹막과 나피온막을 적용하여 전력발생 및 유기물제거효율을 비교한 결과, 세라믹막이 나피온막의 대안이 될 수 있음을 확인하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제14권1호
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• pp.49-53
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• 2007

직접 메탄올 연료전지는 간단한 구조와 디자인 그리고 높은 에너지 밀도와 에너지 변환 효율등의 장점으로 인하여 휴대용 장치들의 전력원으로 사용된다. 본 논문에서는 직접 메탄올 연료전지의 연료 농도를 감지하기 위한 얇은 나피온 막과 Pt 촉매전극의 합성으로 만들어진 메탄을 센서를 제작하였다. 제작된 메탄을 센서를 사용하여 메탄올 농도와 촉매전극(Pt)의 두께 변화에 따른 전류-전압 특성을 분석하였다. Pt 촉매전극 10nm, 전압이 1V 이고 메탄올 농도 1, 2, 3M일 때 전류 값이 각각 $1.30{\times}10^{-6}A,\;1.96{\times}10^{-6}A,\;2.80{\times}10^{-6} A$ 이었다. 메탄올 농도를 2M로 고정하고 촉매전극의 두께를 5, 10, 15nm로 변화시켰을 때 전류 값은 각각 $3.06{\times}10^{-6}A,\;1.96{\times}10^{-6}A,\;1.00{\times}10^{-6}A$ 이었다. 촉매전극이 얇을수록 전류가 증가하고 전기화학반응이 더 활발히 일어나는 것으로 사료된다.

• 청정기술
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• 제24권4호
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• pp.332-338
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• 2018

현재 리튬이온전지의 음극 소재 활물질로는 흑연이 주로 사용되고 있다. 그러나 흑연의 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 차세대 고용량 및 고에너지 밀도의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 여러 음극 소재 활물질 중에서 Si의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연의 최대 이론 용량보다 약 10배 이상 높은 값을 나타내고 있지만 부피 팽창율이 거의 400%로 크기 때문에 사이클이 진행될수록 비가역 용량이 증가하여 충전 대비 방전 용량이 현저히 감소하는 현상을 나타내고 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위한 방법으로 Si 음극 소재 활물질의 입자 크기를 조절하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시켜 사이클 특성을 다소 향상시킬 수 있다. 따라서 Si 입자의 부피 팽창율에 따른 충전 및 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 공정 시간 및 원가 절감이 우수한 건식 방법으로 Si을 분쇄하여 사이클 특성 향상에 관한 연구를 진행 하였다. 본 논문에서는 진동밀을 이용하여 Si을 나노 크기로 제어하고 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성과 전기화학적 특성을 측정하였다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.41-45
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• 2021

본 연구에서는 멤리스터 소자의 높은 신뢰성을 확보하기 위해 소자 제작 단계에서 30 nm 두께의 ZrO₂ 금속산화물 박막 위 국부영역에 리튬 filament seed 층을 패턴하여 작은 이온반경의 리튬이온을 저항변화 주체로 활용하는 멤리스터 소자를 구현하였다. 패턴 된 리튬 filament seed 대비 다양한 상부전극의 면적을 적용하여 멤리스터-커패시턴스 병렬 구조의 이온형 저항변화 소자에서 커패시턴스가 filament type 저항변화 특성에 미치는 영향을 조사하고자 하였다. 이를 위해 ZrO₂ 박막 위에 5 nm 두께, 5 ㎛ × 5 ㎛ 면적의 리튬 filament seed 증착 후 50 ㎛, 100 ㎛ 직경의 상부전극을 증착, 리튬 메탈의 확산을 위한 250℃ 열처리 전 후 샘플에서 저항변화 특성을 확인하였다. 열확산에 의해 형성된 전도성 filament의 경우 전압에 의한 제어가 불가함을 확인하였으며, 전압에 의해 형성된 filament만이 electrochemical migration에 의한 가역적 저항변화 특성 구현이 가능한 것을 확인하였다. 전압에 의한 filament 형성 시 병렬로 존재하는 커패시턴스의 크기가 filament의 형성 및 소실에 중요한 인자임을 확인하였다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.211-216
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• 2010

우레아와 포름산을 이용한 균일침전법으로 $(NH_4)_{0.3}V_2O_5$ 및 $V_2O_5$ 나노소재를 합성한 후 TGA, SEM, FT-IR, XRD, 선형 전압전류법 등을 이용하여 물성과 전기화학적 특성을 조사하였다. 평균 층간 거리는 우레아 첨가 유무에 따라 $10.7{\AA}$, $14.2{\AA}$로 각각 나타났다. 또한 표면구조는 합성 시 우레아가 첨가된 소재는 나노로드, 포름산만 첨가된 시료는 나노쉬트 모양의 단위체가 형성되었다. $95^{\circ}C$에서 우레아를 첨가하여 제조한 $(NH_4)_{0.3}V_2O_5$ 나노소재의 전지용량은 평균 280 mAh/g 이상이었다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.2021-2025
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• 2007

Performance of single cell at solid oxide fuel cell (SOFC) system is largely affected by electrocatalytic and thermal properties of cathode. Samarium-based perovskite oxide material is recently recognized as promising cathode material for intermediate temperature-operating SOFC due to its high electrocatalytic property. Perovskite structured $Sm_{0.5}Sr_{0.5}CoO_{3-\delta}$ and its composite material, $Sm_{0.5}Sr_{0.5}CoO_{3-\delta}/Sm_{0.2}Ce_{0.8}O_{1.9}$ were investigated in terms of area specific resistance (ASR), thermal expansion coefficient (TEC), thermal cycling and long term performance. $Sm_{0.2}Ce_{0.8}O_{1.9}$ was used as electrolyte material. Electrochemical ac impedance spectroscopy (EIS) and dilatometer were used to measure the cathodic properties. Composite cathode ($Sm_{0.5}Sr_{0.5}CoO_{3-\delta}$: $Sm_{0.2}Ce_{0.8}O_{1.9}$ = 6:4) showed a good ASR of 0.13${\Omega}$ $cm^2$ at 650$^{\circ}C$ and its TEC value was 12.3${\times}$10-6/K at 600$^{\circ}C$ which is similar to the value of ceria-based electrolyte of 11.9${\times}$10-6/K. Performance of composite cathode was maintained with no degradation even after 13 times thermal cycle test.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권2호
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• pp.415-419
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• 2012

Electrochemical characteristics of nitrite ion were investigated at a poly(methylene blue)-modified glassy carbon electrode by cyclic voltammetry and differential pulse voltammetry. The poly(methylene blue)-modified glassy carbon electrode exhibited enhanced anodic signals for nitrite. The effects of key parameters on the detection of nitrite were evaluated at the modified electrode, such as pH, accumulation time, and scan rate. Under optimum condition, the chemically modified electrode can detect nitrite in the concentration range $2.0{\times}10^{-6}$ to $5.0{\times}10^{-4}$ M with the detection limit of $2.0{\times}10^{-6}$ M and a correlation coefficient of 0.999. The detection of nitrite using the chemically modified electrode was not affected by common ions such as $Na^+$, $K^+$, $Ca^{2+}$, $Cl^-$, $HPO_4^{2-}$ and $H_2PO_4^- $. The modified electrode showed good stability and reproducibility. The practical application of the present method was successfully applied to the determination of nitrite ion in cabbage samples.

• 대한기계학회논문집A
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• 제37권2호
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• pp.213-218
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• 2013

초음파 가공(Ultrasonic Machining:USM)은 새로운 기계가공기술 분야 중의 하나이다. 초음파 가공 과정은 비열, 비화학, 그리고 비전도의 방법이기 때문에 공작물 재료의 물리적, 화학적 변화가 없다. 이러한 특성으로 인해 초음파 가공기술은 유리, 세라믹 등과 같은 취성재료의 가공에 적합하다. 그러나 단점으로는 초음파 진동을 이용하여 취성재료를 가공하는 경우 크랙이 빈번하게 발생한다. 본 논문에서는 유리와 세라믹의 미세 구멍가공에서 다구찌 방법을 이용하여 크랙발생을 최소화하는 최적의 가공조건을 얻고자 하였다. 이를 통해 공작물의 입구 및 출구에서 발생하는 크랙 현상을 감소시켰다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.402.1-402.1
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• 2016

The performance of solid oxide fuel cells (SOFCs) is directly related to the electrocatalytic activity of composite electrodes in which triple phase boundaries (TPBs) of metallic catalyst, oxygen ion conducting support, and gas should be three-dimensionally maximized. The distribution morphology of catalytic nanoparticle dispersed on external surfaces is of key importance for maximized TPBs. Herein in situ grown nickel nanoparticle onto the surface of fluorite oxide is demonstrated employing gadolium-nickel co-doped ceria ($Gd0.2-xNixCe0.8O2-{\delta}$, GNDC) by reductive annealing. GNDC powders were synthesized via a Pechini-type sol-gel process while maximum doping ratio of Ni into the cerium oxide was defined by X-ray diffraction. Subsequently, NiO-GNDC composite were screen printed on the both sides of yttrium-stabilized zirconia (YSZ) pellet to fabricate the symmetrical half cells. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) showed that the polarization resistance was decreased when it was compared to conventional Ni-GDC anode and this effect became greater at lower temperature. Ex situ microstructural analysis using scanning electron microscopy after the reductive annealing exhibited the exsolution of Ni nanoparticles on the fluorite phases. The influence of Ni contents in GNDC on polarization characteristics of anodes were examined by EIS under H2/H2O atmosphere. Finally, the addition of optimized GNDC into the anode functional layer (AFL) dramatically enhanced cell performance of anode-supported coin cells.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권2호
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• pp.275-280
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• 2015

본 연구에서는 스테인리스강을 사용하여 전형적인 3-전극 시스템의 순환전류전압법으로 트리 에탄올아민(TEA) 용액 중에서 전류-전압 곡선을 측정하였다. 스테인리스강은 작업 전극으로, Ag/AgCl 전극은 기준 전극으로, 그리고 백금 선은 상대 전극으로 각각 사용하였고, 그 결과, 트리에탄올아민 용액에서의 스테인리스강의 C-V 특성은 순환전류전압법으로부터 산화전류에 기인한 비가역 공정으로 나타났다. 부식억제제의 확산계수의 효과는 농도 증가에 따라 감소하였다. 그리고 부식억제 효과는 농도 0.5 N의 $NaClO_4$, $2.5{\times}10^{-3}M$ TEA용액에서 가장 컸으며, 1.5 N $NaClO_4$, $1.0{\times}10^{-3}M$ TEA용액에서 가장 낮았다.