• 감성과학
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• 제21권4호
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• pp.63-76
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• 2018

본 연구의 목적은 스마트 헬스케어를 위해 접촉식 직물전극의 구조가 심장활동 신호 획득에 미치는 영향을 연구하는 것이다. 본 연구에서는 심장활동 신호 측정을 위하여 전극의 크기와 구성방식을 조작한 6종의 접촉식 직물전극을 컴퓨터 자수 방식으로 구현하였고, 이를 가슴밴드에 부착하여 응용형 리드 II(modified Lead II) 방식으로 심장활동 신호를 검출하였다. 건강한 신체의 남성 4명을 대상으로 서서 정지한 자세에서 각 직물전극을 사용하여 심장활동 신호를 검출하였으며, 모든 유형의 전극에 걸쳐 4회씩 반복측정 하였다. 심장활동 신호의 수집을 위해 BIOPAC ECG100 장비를 사용하여 1 kHz로 샘플링하였으며, 검출된 원 신호를 대역통과 필터를 사용하여 필터링하였다. 직물전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능을 비교하기 위하여 신호의 파형과 크기를 파라미터로 하여 정성적 분석을 실시하였고, 각 전극을 통하여 획득된 심장활동 신호의 SPR(signal power ratio)을 산출함으로써 정량적 분석을 실시하였다. 산출된 SPR 값을 대상으로 하여 비모수 통계분석 방식의 차이검정과 사후검정을 실시함으로써 6개 전극의 구조에 따른 심장활동 신호 획득의 성능 차이를 구체적으로 분석하였다. 연구 결과 접촉식 직물전극의 구조에 따라 심장활동 신호의 품질에는 정성적, 정량적 측면에 걸쳐 모두 주요한 차이가 있는 것이 고찰되었다. 접촉식 직물전극의 구성 측면에 있어서는 입체전극이 평면전극에 비해 더 우수한 품질의 신호가 검출되는 것으로 나타났다. 한편 3가지 전극 크기에 따른 심장활동 신호 획득의 유의한 성능 차이는 발견되지 않았다. 이러한 결과는 심장활동 신호 획득을 위한 접촉식 직물전극 구조의 두 가지 요건 중 구성방식(평면/입체)이 웨어러블 헬스케어를 위한 심장활동 신호 획득의 성능에 주요한 영향을 미치는 것을 시사한다. 본 연구 결과를 기반으로 후속 연구에서는 직물전극이 일체형으로 통합된 의복형 플랫폼을 구현하고 성능 고도화 방안을 연구함으로써, 시공간의 제약 없이 고품질의 심장활동 모니터링이 가능한 스마트 의류 기술을 개발하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권4호
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• pp.550-556
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• 2022

당, 알코올, 유기산 및 아미노산 등과 같은 다양한 유기물에 포함된 화학에너지를 전기에너지로 전환시키는 효소 연료전지의 성능은 anode 뿐만 아니라 cathode에도 큰 영향을 받는다. 본 연구의 목적은 laccase 기반의 고성능 cathode 전극을 개발하는데 있다. 효소, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 효소 복합체를 제조하고 이를 전극 표면에 다층으로 부착하며 층수 및 탄소나노튜브의 첨가 유무가 전극 성능에 미치는 영향을 조사하였다. 전극 표면에 효소-전자전달체(Lac-(PVI-Os-dCl))의 층수가 증가할수록 전극에서 발생되는 환원 전류량이 증가하였다. 탄소나노튜브가 첨가된 효소-전자전달체 복합체 전극(Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl))이 Lac-(PVI-Os-dCl) 전극에 비하여 1.7배 많은 환원 전류를 생성하였다. Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)과 Lac-(PVI-Os-dCl)의 비율을 변화시키며 적층한 전극들에서 2층의 Lac-(PVI-Os-dCl)과 2층의 Lac-SWCNTs-(PVI-Os-dCl)으로 구성된 전극이 가장 많은 양의 환원 전류(10.1±0.1 µA)를 생성하였다. 단일 층의 Lac-(PVI-Os-dCl)로 구성된 cathode를 사용하는 셀과 최적화된 cathode를 사용하는 셀의 최대 생산 전력밀도는 각각 0.46±0.05와 1.23±0.04 µW/cm²였다. 본 연구 결과는 전극 표면에 laccase, 전자전달체 및 탄소나노튜브로 구성된 복합체의 적층 최적화를 통해 cathode 및 이를 이용하는 효소 연료전지의 성능을 향상시킬 수 있음을 시사한다.

• 공업화학
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• 제31권6호
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• pp.639-645
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• 2020

레독스흐름전지(redox flow battery, RFB)의 구성 부품 중 전극은 전해액의 확산층 역할을 함과 동시에 전자의 통로 역할을 담당하여 출력에 직접적인 영향을 미치는 주요 부품이다. 본 연구는 Fe2+/Fe3+와 V2+/V3+를 레독스 커플로 사용한 RFB 시스템에 chloric/sulfuric mixed acid 지지 전해액을 사용한 경우 전극 종류 및 활성화 정도에 따른 용량, 쿨롱 효율, 에너지 효율을 비교하여 최적의 전극 및 활성화 정도를 제시하였다. 실험에 사용된 5종의 탄소 전극을 사용한 단일셀 평가에서 모두 이론 용량에 근사한 값을 보여 신뢰성을 확보하였으며, 사용된 전극 중 GFD4EA는 상대적으로 우수한 에너지 효율 및 충방전 용량을 나타내었다. 활성화 온도에 따른 전기화학적 성능 고찰을 위하여 GFD4EA 전극을 공기 분위기 하에서 400, 450, 500, 600 및 700 ℃에서 열처리하여 활성화하였다. 질량 변화, 주사전자현미경(SEM) 및 XPS 분석을 통하여 활성화 전 후의 물성 변화를 관찰하였으며, 각각의 온도에서 활성화된 전극을 적용한 RFB 단일셀 평가를 실시하여 전기화학적 성능을 비교하였다.

• 전기화학회지
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• 제24권2호
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• pp.28-33
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• 2021

이차전지의 에너지 밀도를 높이기 위한 방법으로 전극의 로딩을 높이는 방법에 대하여 많은 시도가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 리튬이온 이차전지용 양극에서 보편적으로 사용되어 온 기존의 polyvinylidene fluoride (PVdF) 바인더가 아닌 polytetrafluoroethylene (PTFE) 바인더를 적용하여 고로딩의 LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂ (NCM523) 양극을 제조하였다. 기존의 슬러리 공정이 아닌 PTFE 현탁액을 이용한 반죽공정을 통하여 로딩을 높인 두꺼운 전극이 용이하게 제조되었다. PTFE 및 PVdF 기반의 전극을 5.0 mAh/cm²의 로딩레벨로 각각 제조한 결과로 PTFE를 적용한 전극이 좀 더 우수한 사이클 수명과 속도특성을 지니고 있음을 확인하였다. PTFE 바인더를 사용한 반죽공정으로 제조된 전극은 기공도가 커서 전극밀도가 높지 않기 때문에 압연을 상온이 아닌 120℃ 이상의 고온에서 진행함으로써 기공도를 낮출 수 있었으나, 이에 따른 사이클 성능의 차이는 크지 않았다. 또한, 전극조성에서 도전재의 함량을 높임으로써 고로딩 전극의 사이클 수명을 소폭 향상시킬 수 있었다. PTFE 바인더 적용으로 고로딩 전극의 성능을 향상시킬 수 있었으나, 추가적인 개선이 필요할 것이다.

• 한국정보디스플레이학회:학술대회논문집
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• 한국정보디스플레이학회 2008년도 International Meeting on Information Display
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• pp.333-336
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• 2008

We have studied on optical properties of advanced S-IPS with a fine pitch electrode and a new finger design. Transmittance of panel increases with decreasing of width and angle of finger electrode. In order to improve transmittance, fine pitch electrode of ${\sim}2{\mu}m$ and rubbing angle of 10 degree have been adopted. Various optical performances are defined as the function of finger design and field intensify across the IPS pixel electrodes. We have developed the advanced electrode structures with a high performance. As a result, the optical properties of 42" full HD with 120Hz frequency shows high transmittance over 5%, contrast ratio of 1800:1, gray-to-gray response time of 4.4ms, respectively. And also we have studied that the moving picture quality of IPS LCD is related with design parameters of IPS cells and finger shape.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권1호
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• pp.86-91
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• 2010

Among various fuel cells, solid oxide fuel cells (SOFCs) offer the highest energy efficiency, when taking into account the thermal recycling of waste heat at high temperature. However, the highest efficiency and lowest pollution for a SOFC can be achieved through the sophisticated control of its constituent components such as electrodes, electrolytes, interconnects and sealing materials. The electrochemical conversion efficiency of a SOFC is particularly dependent upon the performance of its electrode materials. The electrode materials should meet highly stringent requirements to optimize cell performance. In particular, both mass and charge transport should easily occur simultaneously through the electrode structure. Matter transport or charge transport is critically related to the configuration and spatial disposition of the three constituent phases of a composite electrode, which are the ionic conducting phase, electronic conducting phase, and the pores. The current work places special emphasis on the quantification of this complex microstructure of composite electrodes. Digitized images are exploited in order to obtain the quantitative microstructural information, i.e., the size distributions and interconnectivities of each constituent component. This work reports regarding zirconia-based composite electrodes.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권2호
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• pp.85-92
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• 2018

Olivine structure of $LiFePO_4$ (LFP) is one of the most commonly used materials in aqueous rechargeable lithium batteries (ARLBs), and can store and release charge through the insertion/de-insertion of $Li^+$ between LFP and FP. We have fabricated LFP and LFP/FP electrodes on titanium paper and studied their electrochemical properties in 2 M $Li_2SO_4$. The LFP/FP electrode was determined to be a suitable electrode for electo-ostmotic pump (EOP) in terms of efficiency in water and 0.5 mM $Li_2SO_4$ solution. Experiments to determine the effect of cations and anions on the performance of EOP using LFP/FP electrode have shown that $Li^+$ is the best cation and that the anion does not significantly affect the performance of the EOP. As the concentration of $Li_2SO_4$ solution was increased, the current increased. The flow rate peaked at $4.8{\mu}L/30s$ in 1.0 mM $Li_2SO_4$ solution and then decreased. When the EOP was tested continuously in 1.0 mM $Li_2SO_4$ solution, the EOP transported approximately 35 mL of fluid while maintaining a stable flow rate and current for 144 h.

• 분석과학
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• 제8권4호
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• pp.623-630
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• 1995

Silicone rubber-based sodium-selective membranes are developed for solid-state ion sensors. It was shown that the potetiometric performance of SR-based membranes are greatly dependent on the type of neutral carriers employed; among the three ionophores, N,N,N',N'-tetracyclohexyl-1,2-phenylenedioxydiacetamide (ETH 2120), bis[(12-crown-4)methyl]dodecylmethylmalonate (D12C4DMM) and monensin methyl ester (MME), examined, only ETH 2120 was compatible with the SR-based matrix. Addition of about 20 wt% plasticizer to the SR-based matrix provided the resulting membranes with potentiometric properties essentially equivalent to those of the corresponding PVC-based membranes. Owing to the strong adhesive strength of SR-based membranes, the CWEs coated \vith those membranes exhibited long lifetime with conventional electrode-like performance. Blending of PU into the SR matrix increased the lifetime of CWEs from two weeks to one month.

• 세라미스트
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• 제22권4호
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• pp.402-416
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• 2019

The development of next-generation secondary batteries, including lithium-ion batteries (LIB), requires performance enhancements such as high energy/high power density, low cost, long life, and excellent safety. The discovery of new materials with such requirements is a challenging and time-consuming process with great difficulty. To pursue this challenging endeavor, it is pivotal to understand the structure and interface of electrode materials in a multiscale level at the atomic, molecular, macro-scale during charging / discharging. In this regard, various advanced material characterization tools, including the first-principle calculation, high-resolution electron microscopy, and synchrotron-based X-ray techniques, have been actively employed to understand the charge storage- and degradation-mechanisms of various electrode materials. In this article, we introduce and review recent advances in in-situ synchrotron-based x-ray techniques to study electrode materials for LIBs during thermal degradation and charging/discharging. We show that the fundamental understanding of the structure and interface of the battery materials gained through these advanced in-situ investigations provides valuable insight into designing next-generation electrode materials with significantly improved performance in terms of high energy/high power density, low cost, long life, and excellent safety.

• 전기화학회지
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• 제13권3호
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• pp.157-162
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• 2010

The electrodes comprising nano-sized $LiFePO_4$, carbon black and binder are prepared with two different Al current collectors. One is the generally used normal Al foil and the other is the chemically etched Al foil. Surface characteristics of each Al foil and electrochemical performance of the cathodes using each foil are investigated. The electrode from the etched Al foil exhibits better physical and electrochemical properties as compared to those of the normal Al foil because the etched Al foil has rough surface with sub-micron pores which improve the adhesion between the electrode materials and the substrate. The electrode on the etched Al foil has such a strong peel strength that the impedance is smaller than that of normal one. Indeed the $LiFePO_4$ electrode from the etched Al foil exhibits a better rate capability and remains intact even after storage for 1 week at the charged state at the elevated temperature $60^{\circ}C$.