Kamenskii, Mikhail A.;Eliseeva, Svetlana N.;Volkov, Alexey I.;Kondratiev, Veniamin V.
Journal of Electrochemical Science and Technology
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v.13
no.2
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pp.177-185
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2022
Electrochemical properties of LiMn2O4 cathode were investigated in three types of Zn-containing electrolytes: lithium-zinc sulfate electrolyte (1M ZnSO4 / 2M Li2SO4), zinc sulfate electrolyte (2MZnSO4) and lithium-zinc-manganese sulfate electrolyte (1MZnSO4 / 2MLi2SO4 / 0.1MMnSO4). Cyclic voltammetry measurements demonstrated that LiMn2O4 is electrochemically inactive in pure ZnSO4 electrolyte after initial oxidation. The effect of manganese (II) additive in the zinc-manganese sulfate electrolyte on the electrochemical performance was analyzed. The initial capacity of LiMn2O4 is higher in presence of MnSO4 (140 mAh g-1 in 1 M ZnSO4 / 2 M Li2SO4 / 0.1 M MnSO4 and 120 mAh g-1 in 1 M ZnSO4 / 2MLi2SO4). The capacity increase can be explained by the electrodeposition of MnOx layer on the electrode surface. Structural characterization of postmortem electrodes with use of XRD and EDX analysis confirmed that partially formed in pure ZnSO4 electrolyte Zn-containing phase leads to fast capacity fading which is probably related to blocked electroactive sites.
Proceedings of the Korean Environmental Sciences Society Conference
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2019.10a
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pp.134-134
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2019
Utilization of organic waste as a renewable energy source is promising for sustainability and mitigation of climate change. Pyrolysis converts organic waste to gas, oil, and biochar by incomplete biomass combustion. Biochar is widely used as a soil conditioner and adsorbent. Biochar adsorbs/desorbs metals and ions depending on the soil environment and condition to act as a nutrient buffer in soils. Biochar is also regarded as a carbon storage by fixation of organic carbon. Phosphorus (P) and nitrogen (N) are strictly controlled in many wastewater treatment plants because it causes eutrophication in water bodies. P and N is removed by biological and chemical methods in wastewater treatment plants and transferred to sludge for disposal. On the other hand, P is an irreplaceable essential element for all living organisms and its resource (phosphate rock) is estimated about 100 years of economical mining. Therefore, P and N recovery from waste and wastewater is a critical issue for sustainable human society. For the purpose, intensive researches have been carried out to remove and recover P and N from waste and wastewater. Previous studies have shown that biochars can adsorb and desorbed phosphates implying that biochars could be a complementary fertilizer. However, most of the conventional biochar have limited capacity to adsorb phosphates and nitrate. Recent studies have focused on biochar impregnated with metal salts to improve phosphates and nitrate adsorption by synthesizing biochars with novel structures and surface properties. Metal salts and metal oxides have been used for the surface modification of biochars. If P removal is the only concern, P adsorption kinetics and capacity are the only important factors. If both of P and N removal and the application of recovery are concerned, however, P and N desorption characteristics and bioavailability are also critical factors to be considered. Most of the researches on impregnated biochars have focused on P removal efficiency and kinetics. In this study, coffee waste is thermally treated to produce biochar and it was impregnated with Mg/Al to enhance phosphates and nitrate adsorption/desorption and P bioavailability to increase its value as a fertilizer. Kinetics of phosphates and nitrate adsorption/desorption and bioavailability analysis were carried out to estimate its potential as a P and N removal adsorbent in wasewater and a fertilizer in soil.
Journal of the Korean Crystal Growth and Crystal Technology
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v.33
no.6
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pp.203-209
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2023
Cobalt sulfide nanocomposites were synthesized through a simple hydrothermal method as anode materials for sodium ion batteries (SIBs). In this work, a cobalt sulfide nanoparticle (CoS-NF) and a cobalt sulfide nanocomposite integrated with reduced graphene oxide (CoS@G-NC) were fabricated for electrochemical energy storage performance of battery. The as-prepared CoS@G-NC electrode exhibited reversible and stable cycle performance (62 % after 30 cycles at current density of 200 mA g-1). The improved electrochemical property was attributed to the small grain growth and uniform distribution of cobalt sulfide during synthesis, which maximized the diffusion pathway for sodium ions and effectively suppressed the delamination and volume expansion of cobalt sulfide during the conversion reaction. The results provide promising anode materials for next-generation SIBs.
Journal of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers
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v.37
no.2
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pp.141-147
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2024
The measurement of strain under an electric field has been widely employed to comprehend the fundamental principles of electro-mechanical responses in ferroelectric, piezoelectric, and electrostrictive materials. In particular, understanding the strain properties of piezoelectric materials in response to electrical stimulation is crucial for researching and developing components such as piezoelectric actuators, acoustic devices, and ultrasonic generators. This tutorial paper introduces the components and operational principles of the linear variable differential transducer (LVDT), a widely used displacement measurement device in various industries. Additionally, we present the configuration of an experimental setup using LVDT to measure the strain characteristics of ferroelectric, piezoelectric, or electrostrictive materials under the application of an electric field. This paper includes simple measurement results and analyses obtained through the LVDT experimental setup, providing valuable information on research methods for the electro-mechanical interactions of various materials.
Kim, Young-Mi;Lee, Jong-Yeol;Yoon, Ung-Han;Choi, Sang-Bong;Ha, Sun-Hwa;Lim, Sun-Hyung
Journal of Plant Biotechnology
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v.38
no.4
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pp.263-271
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2011
Rice is one of the most important food crops since it is consumed by approximately 60% of the world's population. The most abundant component of rice grain is starch that is an important source of energy. The second abundant component is protein, which is an important protein source for people in many developing countries that rarely take animal protein. However, the rice protein lacks the essential amino acid lysine. Therefore, nutritional improvement in the essential amino acid composition of rice proteins is required. On the other side, rice grain has attracted attention as a diet and health food in developed countries, because its proteins have superior physiological and food processing properties. Thus, nutritional improvements in rice seed proteins by changing amino acid composition or introducing an useful protein or peptide have been studied. This review aims at assessing the current research status of biosynthesis, accumulation, genetic improvement of seed storage proteins by mutation or genetic engineering in rice.
Current cold chain logistics relying on organic or eutectic materials within the 2~8℃ range as secondary fluids often face limitations in heat storage capacity, necessitating high energy consumption and large volume capacity. An effective approach to address this challenge is by incorporating polymers to enhance the heat storage capacity of eutectic materials. In this study, we investigated the impact of polyethylene glycols (PEGs) on phase change materials using Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential scanning calorimeter (DSC), analyses of endothermic and exothermic phase change processes, and an accelerated thermal cycling test. Our findings indicate that the introduction of PEGs into the phase change materials can lead to improvements in latent heat, thermal conductivity, and 2~8℃ retention time. This enhancement is attributed to the high latent heat and thermal conductivity of the polymer, along with its ability to inhibit crystal formation in the eutectic mixture.
The amount of domestic carbon dioxide emissions is more than 600 million tons/year. The emitted $CO_2$ should be captured and stored, however, suitable storage sites have not been found yet. A lot of researches on the conversion of captured carbon dioxide to useful carbon source have been conducted. The purpose of this study is to convert stable carbon dioxide to useful resources using less energy. For this purpose reducing gas and metallic oxide (activator) are required. Hydrogen was used as reducing gas and cobalt ferrite was used as activator. Considering that activator has different physical properties depending on synthesis methods, activator was prepared by hydrothermal synthesis and solid method. Decomposition characteristics of carbon dioxide were investigated using synthesized powders. Temperature programmed reduction/oxidation (TPR/TPO) and thermogravimetric analyzer (TGA) device were used to observe the decomposition characteristics of carbon dioxide. Activator prepared by solid method with 5 and 10 wt% CoO content showed an excellent performance. In TGA experiments with samples prepared by the solid method, reduction by hydrogen was 29.0 wt% and oxidation by $CO_2$ was highest in 27.5 wt%. 95% of adsorbed $CO_2$ was decomposed with excellent oxidation-reduction behaviors.
Kim, Yong-Tae;Kwak, Noh-Seok;Lee, Choul-Ho;Jin, Chang-Soo;Hwang, Taek-Sung
Korean Chemical Engineering Research
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v.49
no.2
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pp.211-217
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2011
In this study, ion exchange membranes were prepared using high impact polystyrene(HIPS) with various crosslinking and sulfonation time. Degree of sulfonation(DS) of sulfonated HIPS(SHIPS) membrane was increased with sulfonation time and decreased with crosslinking time. The highest value of DS was 66%. Also, water uptake and ion exchange capacity(IEC) of SHIPS membrane were decreased with degree of crosslinking and increased with sulfonation time. Then their values were 35.2% and 1.55 meq/g, respectively. Electrical resistance and ion conductivity of the membranes were showed more excellent value with sulfonation time. The maximum value of electrical resistance and ion conductivity were $0.4\Omega{\cdot}cm^{2}$ and 0.1 S/cm, respectively. It is indicated that the SHIPS membrane has the higher performance compare with Nafion 117. Durability of SHIPS membranes in a organic solvent was increased with increasing crosslinking time. The surface roughness of HIPS membranes were confirmed with SEM that was become uneven surface with progressing sulfonation.
Vanadium redox flow batteries (VRFBs) using the electrolytes containing various vanadium ions in sulfuric acid as supporting solution are one of the energy storage devices in alternatively charging and discharging operation modes. The positive electrolyte contains $V^{5+}/V^{4+}$ and the negative electrolyte $V^{2+}/V^{3+}$ depending on the operation mode. To prevent the mixing of two solutions, proton exchange membranes are mainly used in VRFBs. Nafion 117 could be the most promising candidate due to the strong oxidative property of $V^{5+}$ ion, but causes high crossover of electroactive species to result in a decrease in coulombic efficiency. In this study, the composite membranes using Nafion ionomer and porous polyethylene substrate were prepared to keep good chemical stability and to decrease the cost of membranes, and were compared to the properties and performance of the commercially available electrolyte membrane, Nafion 117. As a result, the water uptake and ionic conductivity of the composite membranes increased as the thickness of the composite membranes increased, but those of Nafion 117 slightly decreased. The permeability of vanadium ions for the composite membranes significantly decreased compared to that for Nafion 117. In a single cell test for the composite membranes, the voltage efficiency decreased and the coulombic efficiency increased, finally resulting in the similar energy efficiency. In conclusion, the less cost of the composite membranes by decreasing 6.4 wt.% of the amount of perfluorinated sulfonic acid polymer due to the introduction of porous substrate and lower vanadium ion permeability to decrease self-discharge were achieved than Nafion 117.
Transactions of the Korean hydrogen and new energy society
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v.9
no.1
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pp.16-24
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1998
Recently Zr-based $AB_2$ type hydrogen absorbing alloy has received much attention as a negative electrode material for the Ni-MH batteries because of its high capacity. In this study $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ alloy was chosen and the effects of heat treatment and a partial substitution of the Mo in Mn site on the various electrode properties were investigated. The alloys was prepared by arc melting (as-cast sample). Some of them were heat treated at $1,100^{\circ}C$ for 4 hours. After this they were differentiated by the different cooling rates of slow cooling and quenching. Various electrode characteristics such as activation process, high rate dischargeability and self discharge characteristic were investigated with the three types of electrodes. It was found that heat treated alloys resulted in an increase in plateau flatness of P-C isotherms however both discharge capacity and high rate capability were decreased. And the partial substitution of Mo for Mn in $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ alloy improved the self-discharge characteristic without the loss of discharge capacity (300mAh/g).
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