• 공업화학
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• 제24권5호
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• pp.443-455
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• 2013

혼합되지 않는 두 용액 사이의 계면(interface between two immiscible electrolyte solutions, ITIES)에서의 전하 이동 반응에 대한 전기화학적 연구는 이온 검출용 센서, 바이오센서, 생체막 모델링, 약물 전달 반응, 상전이 촉매반응, 연료 생성, 태양에너지 전환 등을 포함한 다양한 연구 분야에 적용이 가능하기 때문에 크게 주목받고 있다. 특히 ITIES에서의 이온 전이 반응을 이용하여 이온물질 및 생물질 등을 검출할 수 있는 센서로 개발하기 위해 불안정한 ITIES의 한 쪽 액체층을 젤(gel)화하여 안정화하고, 마이크로 계면 형성을 통해 전압강하를 최소화 시키는 등의 연구가 활발하게 이루어졌다. 본 총설에서는 ITIES 계면에서의 이온 전이 반응을 이용하여 개발된 다양한 센서의 원리와 응용 및 발전 가능성에 대해 다루고자 한다. ITIES 계면을 (i) 보편적인 액체/액체 계면형, (ii) 마이크로피펫 팁형, (iii) 고분자 박막에 형성된 단일 마이크로홀 또는 마이크로홀 어래이형 및 (iv) 실리콘 기판에 제작된 마이크로홀 어래이형으로 분류하고, 이들 계면에서의 직접적인 이온 전이 반응과 보조 이온 전이 반응을 활용하여 수질 환경 오염의 원인이 되는 이온 및 농약 성분을 선택적으로 검출할 수 있는 이온 선택성 센서와 생물질을 분석할 수 있는 바이오센서 개발 연구에 대해 초점을 두고 소개하려 한다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 수소연료전지공동심포지움 2005논문집
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• pp.383-390
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• 2005

Effect of applying a DC voltage on the interfacial reaction at the metal to zirconia interface was investigated utilizing an oxygen ionic conductivity of partially stabilized zirconia. The joining of copper rod and zirconia tube was carried out in Ar gas atmosphere at $1000^{\circ}C$. There are two type of the joining. The one is the reaction bond consisting of copper and zirconia was dominated by surface reaction with a undetectable very thin layer. It was found that copper elements were diffused to zirconia side, but that Zr ions were not diffused to copper side. These results mean application of a DC voltage to migrate oxygen to the copper-zirconia interface can oxidize metal at the copper-zirconia interface and the bonding reaction between zirconia and copper oxide may occur. The other is the reaction bonding was dominated by interdiffusion with a very thick interface layer. This result mean application of a DC voltage can reduce zirconia at the interface. The bonding reaction is to be an alloying between Zr and Cu.

• 전기화학회지
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• 제2권1호
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• pp.23-26
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• 1999

백금$(Pt)/0.1M\;H_2SO_4$, 전해질 계면에서 교류임피던스 측정과 위상이동 방법을 사용하여 Langmuir 흡착등온식을 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0)와 주파수(f)에 따르며, Pt 일전극(음극)에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$에 반비례한다. 중간주파수대$(1\~100 Hz)$에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Langmuir 흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산과 해석에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. $Pt/0.1M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $3\times10^{_4}$와 20.1kJ/mol이다.

• 한국표면공학회지
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• 제43권1호
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• pp.17-24
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• 2010

In this study, surface characteristics of dental implant fixture with various manufacturing process have been researched using electrochemical methods. The dental implant fixture was selected with 5 steps by cleaning, surface treatment and sterilization with same size and screw structure; the 1st step-machined surface, 2nd step-cleaned by thinner and prosol solution, 3th step-surface treated by RBM (resorbable blasting media) method, 4th step-cleaned and dried, 5th step-sterilized by gamma-ray. The electrochemical behavior of dental implant fixture has been evaluated by using potentiostat (EG&G Co, 2273A) in 0.9% NaCl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. The corrosion surface was observed using field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) and energy dispersive x-ray spectroscopy (EDS). The step 5 sample showed the cleaner and rougher surface than step 3 sample. The step 5 sample of implant fixture treated by RBM and gamma sterilization showed the low corrosion current density compared to others. Especially, the step 3 sample of implant fixture treated by RBM was presented the lowest value of corrosion resistance and the highest value of corrosion current density. The step 3 sample showed the low value of polarization resistance compared to other samples. In conclusion, the implant fixture treated with RBM and gamma sterilization has the higher corrosion resistance, and corrosion resistance depends on the step of manufacturing process.

• 대한금속재료학회지
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• 제50권2호
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• pp.164-170
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• 2012

Nanotubular structure formation on the Ti-6Al-4V and Ti-Ta alloy surfaces by electrochemical methods has been studied using the anodizing method. A nanotube layer was formed on Ti alloys in 1.0 M $H_3PO_4$ electrolyte with small additions of $F^-$ ions. The nanotube nucleation and growth of the ${\alpha}$-phase and ${\beta}$-phase appeared differently, and showed different morphology for Cp-Ti, Ti-6Al-4V and Ti-Ta alloys. In the ${\alpha}$-phase of Cp-Ti and martensite ${\alpha}^{\prime}$ and in the ${\alpha}^{{\prime}{\prime}}$ and ${\beta}$-phase of the Ti-Ta alloy, the nanotube showed a clearly highly ordered $TiO_2$ layer. In the case of the Ti-Ta alloy, the pore size of the nanotube was smaller than that of the Cp-Ti due to the ${\beta}$-stabilizing Ta element. In the case of the Ti-6Al-4V alloy, the ${\alpha}$-phase showed a stable porous structure; the ${\beta}$-phase was dissolved entirely. The nanotube with two-size scale and high order showed itself on Ti-Ta alloys with increasing Ta content.

• 전기화학회지
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• 제25권2호
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• pp.51-68
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• 2022

리튬금속전지는 높은 에너지 밀도를 구현시킬 수 있음에도 불구하고, 단락, 낮은 쿨롱 효율, 용량 손실, 사이클 성능 감소 등의 문제를 초래하는 덴드라이트 성장을 억제시키는 기술은 아직 학술연구 단계에 머물러 있다. 본 논문에서는 최근까지 발표된 리튬금속전극에서 덴드라이트 성장을 억제시킬 수 있는 방법을 4가지로 분류하여 분석해보았다. 즉, 리튬금속전극의 부피 팽창에 대응할 수 있는 유연한 SEI (solid electrolyte interface) 층, 덴드라이트 성장을 물리적으로 억제시킬 수 있는 SEI 지지층, 균일한 리튬 확산을 유도하여 리튬 성장을 조절하는 SHES (self-healing electrostatic shield) 메커니즘, 그리고 리튬의 균일한 전착을 유도하는 마이크로패터닝 등에 대해 연구된 사례들의 장단점을 분석하여, 리튬금속전극의 실용화 연구에 도움을 주고자 한다.

• 한국표면공학회지
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• 제41권5호
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• pp.181-188
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• 2008

A.C. impedance properties of HA/Ti compound layer coated Ti-30Ta-($3{\sim}15$)Nb alloys have been studied by electrochemical method. Ti-30Ta binary alloys contained 3, 7, 10 and 15 wt% Nb were manufactured by the vacuum furnace system. And then specimen was homogenized at $1000^{\circ}C$ for 24 hrs. The sample was cut and polished for corrosion test and coating. It was coated with HA/Ti compound layer by magnetron sputter. The non-coated and coated morphology of Ti alloy were analyzed by X-ray diffractometer (XRD), energy X-ray dispersive spectroscopy (EDX) and filed emission scanning electron microscope (FE-SEM). The corrosion behaviors were investigated using A.C. impedance test (PARSTAT 2273, USA) in 0.9% NaCl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. Ti-30Ta-($3{\sim}15\;wt%$)Nb alloys showed the ${\alpha}+{\beta}$ phase, and $\beta$ phase peak was predominantly appeared in the case of increasingly Nb contents. The microstructures of Ti alloy were transformed from needle-like structure to equiaxed structure as Nb content increased. From the analysis of coating surface, HA/Ti composite surface uniformed coating layer with 750 nm thickness. The growth directions of film were (211), (112), (300) and (202) for HA/Ti composite coating on the surface after heat treatment at $550^{\circ}C$, whereas, the growth direction of film was (110) for Ti coating. The polarization resistance ($R_p$) of HA/Ti composite coated Ti-alloys were higher than those of the Ti and HA coated samples in 0.9% NaCl solution at $36.5{\pm}1^{\circ}C$. Especially, corrosion resistance of Ti-Ta-Nb system increased as Nb content increased.

• 전기화학회지
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• 제13권1호
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• pp.19-33
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• 2010

초기 충전 과정에서 흑연 음극에 생성되는 표면피막은 리튬 이차전지의 중요한 구성 요소로 전지 반응은 표면피막의 본질에 크게 영향을 받는다. 따라서 표면피막의 물리화학적 성질을 이해하는 것은 매우 중요하다. 한편, 표면피막의 형성 반응은 흑연/전해질 계면에서 진행하는 매우 복잡한 계면 현상이며, 표면피막은 반응성이 높고 공기 중에서 불안정하기 때문에 리튬 이차전지의 전극 표면을 연구하는데 있어서 in-situ 실험 기술은 매우 중요하다. 이와 같은 점에서 전위가 제어된 상태에서 다양한 전기화학 반응이 진행하는 전극/용액 계면을 직접 관찰할 수 있는 전기화학적 원자간력 현미경(Electrochemical Atomic Force Microscopy, ECAFM)은 매우 유용한 도구이다. 본 총설에서는 흑연 음극에 생성되는 표면피막의 본질적 이해에 중점을 두어 표면피막의 생성기구 및 전해질과의 상관성에 관하여 in-situ ECAFM 분석 결과를 중심으로 하여 정리하였다.

• 전기화학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-5
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• 2005

높은 비표면적을 갖는 carbon과 유기용매 전해질 사이의 계면에서 생기는 전기이중층용량을 기본으로 작동하는 전기이중층 캐패시터는 IC memories, microcomputer 등으로 폭 넓게 사용되며 maintenance-free의 영구적인 back-up용 전원으로 넓게 사용되고 있다 EDLC에 사용되는 전해질은 이온 전도도가 높아야 하고 사용되는 온도 범위가 넓어야 한다. 그리고 고전압을 인가했을 때 전해질이 전기화학적으로 안정해야 한다. 본 실험에서는 고전압에서 안정적인 액상 유기계 전해질을 사용하여 전기이중층캐패시터의 전기화학적 특성을 확인하였다. Paste rolling법으로 제조된 탄소전극과 $1M-LiPF_6$ in PC-GBL-DEC (volume ratio 1:1:2)의 유기용매전해질을 사용한 전기이중층캐패시터가 64F/g의 우수한 비축전용량을 발현하였다

• Corrosion Science and Technology
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• 제6권5호
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• pp.261-268
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• 2007

Embedded sensors were used as an in-situcorrosion-sensing device for aircraft and vehicular structures protected by organic coatings. Results are presented changes associated with a standard Airforce aircraft coating and a standard Army vehicle coating were monitored by embedded sensors. These coatings consisted of a polyurethane topcoat and an epoxy primer, however are formulated to provide different characteristics. The ac-dc-ac testing method was used to accelerate the degradation of these coatings while being immersed in a NaCl medium. Electrochemical impedance spectroscopy and electrochemical noise measurement experiments were used to monitor the induced changes. A comparison of the results between coatings subjected to the ac-dc-ac exposure and coatings subjected to only constant immersion in the NaCl medium is presented. The results were used to demonstrate the effectiveness of the ac-dc-ac method at accelerating the degradation of an organic coating without observably changing the normal mechanism of degradation. The data highlights the different features of the coating systems and tracks them while the coating is being degraded. The aircraft coating was characterized by a high-resistant topcoat that can mask corrosion/primer degradation at the primer/substrate interface whereas the vehicle coating was characterized by a low-resistant topcoat with an effective corrosion inhibiting primer. Details of the ac-dc-ac degradation were evaluated by using an equivalent circuit to help interpret the electrochemical impedance data.