• 대한화학회지
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• 제17권2호
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• pp.73-79
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• 1973

界面活性劑 dodecyl pyridinium bromide(D.P.B.) $20^{\circ}C$ 濃度 5∼100mM 水溶液中에서 0.1Mc~90Mc 超音波의 吸收 係數를 測定정하였다. 監 存在 與否에 關係없이 臨界 micelle 濃度(c.m.c.)以上의 濃度에서만 超音波超過 吸收가 觀測되었다. 超音波 吸收 曲線에서 D.P.B.水溶液 60mM附近에 超過 吸收 및 relaxation 振動數의 不連續的인 變化를 觀測하였다. 또 粘性係數, 電氣傳導度, 超音破速度들의 濃度曲線 에서도 같은 濃度에서 不連續的인 變化를 나타낸다. 따라서 이 濃度 附近에서 D.P.B.의 micelle의 性質에 變化가 일어나고 있다고 結論지을 수 있다. 超音波超過 吸收의 mechanism은 $M_2{\rightleftharpoons}M_1+2Br^-$ 反應에 基因됨을 알았다. 여기서 $M_2$,$ M_1$은 다른 型의 micelle이다. 正, 逆方向의 反應速度常數는 各各 $6.9 {\times} 10^5 sec^{-1)$, $6.7{\times}10^{10}sec^{-1}mole{-2}$임이 觀測되었다. 이 反應 mechanism의 自由 에너지, enthalpy, entropy 및 活性化에너지를 算出하였다.

• 폴리머
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• 제39권2호
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• pp.338-345
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• 2015

폴리페닐렌옥사이드(PPO)와 폴리에테르이미드(PEI)에 대해 각각 설폰화(SPPO) 및 아민화(APEI) 반응이 이루어졌다. SPPO와 APEI의 특성평가를 위하여 FTIR, 열무게분석(TGA), 팽윤도, 이온교환용량(IEC) 및 이온전도도 등에 대한 측정을 하였다. 표면불소화를 실시한 후 표면불소화된 SPPO와 APEI 막과 불소화하지 않은 막과의 차이점을 알아보기 위하여 위에서 실시한 특성평가를 다시 수행하여 비교하였다. SPPO막의 이온교환용량을 고정시킨 후 APEI의 이온교환용량을 변경하면서 전체적으로 3개 유형의 바이폴라막을 제조하였고, 이를 차염소산 발생을 위하여 여러 전류밀도 하에서 저농도 및 고농도 소금용액에 적용하였다. 표면불소화된 막의 차염소산 생성 농도는 APEI의 이온교환용량에 의존하며 $80mA/m^2$에서 차염소산 농도 491-692 ppm의 결과를 얻었으며, $5mA/m^2$에서 18-28 ppm의 차염소산 농도를 나타내었으며 내구성이 매우 상승된 것을 보여 주었다.

• 대한화학회지
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• 제53권2호
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• pp.118-124
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• 2009

CPC(1-hexadecylpyridinium chloride)와 Brij 35(polyoxyethylene(23) lauryl ether)의 혼합계면 활성제의 미셀화에 대한 임계미셀농도(CMC)와 반대이온 결합상수값(B)을 순수 물에서 CPC의 겉 보기몰분율(${\alpha}_1$)의 함수로서 전도도법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC값에 비이상적 혼합 미셀 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값($(X_i,\;{\gamma}_i,\;C_i,\;a_{i}^{M},\;{\beta}$ 및 ${\Delta}H_{mix})$을 계산하고 분 석하였다. 또한 온도에 따른 CMC값의 변화로부터 CPC/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 대한 열역학 함수값(${\Delta}{G^o}_m,\;{\Delta}{H^o}_m$ 및 ${\Delta}{S^o}_m)$)을 계산하였다. 그 결과, ${\Delta}{G^o}_m$값은 모두 음의 값을 나타내었지 만, ${\Delta}{H^o}_m$와 ${\Delta}{S^o}_m$의 값은 측정한 온도와 ${\alpha}_1$의 값에 따라 음 혹은 양의 값을 나타내었다.

• 폴리머
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• 제33권6호
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• pp.608-614
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• 2009

본 연구에서 술폰화 SEBS/HIPS 양이온교환막을 epoxidized polybutadiene과 divinylbenzene 가교제로 가교시켜 캐스팅 및 술폰화방법으로 제조하였다. 막의 술폰화 반응은 황산과 silver sulfate를 사용하여 진행하였다. 또한, 막의 기본물성, 술폰화두 함수율, 이온교환용량, 전기저항 및 모듈러스를 확인하였다. 막의 술폰화도는 반응시간이 증가함에 따라 증가하였으며, 10 wt% HIPS가 혼합된 막의 술폰화도가 반응시간 120분에서 83.6%로 가장 높게 나타났다. 또한, 막의 함수율과 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 최대 43.8%, 1.14 meq/g이었다. 막의 전기저항은 20 wt% HIPS가 혼합된 양이온교환막이 $83\;\Omega{\cdot}cm^2$으로 가장 낮았으며 전기전도도는 10 wt% HIPS 혼합막이 $1.22\times10^{-4}S/cm$로 가장 우수하였다. 또한, 막의 기계적물성, 모듈러스는 술폰화도가 증가할수록 증가하였으며, 술폰화 전후 모듈러스값은 $153204\;kgf/cm^2$이었다.

• 멤브레인
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• 제21권1호
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• pp.1-12
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• 2011

연료전지용 프로톤 전도성 고분자로서 분지체 함량이 조절된 부분불소계 Sulfonated poly(arylene ether sulfone) 이오노머 블록공중합체막의 합성 및 특성에 관하여 연구하였다. 분지형태의 부분불소계 블록고분자 전해질막 제조를 위해 설폰화 활성이 높은 단량체, 설폰화 활성이 낮은 단량체 그리고 분지체를 합성하였고, 블록형성을 위해 biphenyl계 올리고머를 합성하였다. 분지체의 양에 따른 막 특성변화를 고찰하기 위해, biphenyl계 올리고머와 sulfonyl계 단량체의 몰 비를 4 : 6으로 고정하고 분지체의 함량을 2 mol%까지 늘려가면서 중부가형태의 열중합을 통하여, 다른 분지체의 함량을 가지는 공중합체를 얻었다(BBC-40Bx). 제조된 분지형태의 공중합체들을 chlorosulfonic acid (CSA)를 사용하여 후설폰화(post-sulfonation)하였다(SBBC-40Bx). 제조된 화합물, 단량체, 분지체 및 중합체들은 $^1H$-NMR, $^{19}F$-NMR 및 FT-IR분석을 통하여 성공적으로 합성되었음을 확인하였다. 분지형태의 블록공중합체(SBBC-40Bx)는 분지체의 함량이 증가함에 따라 이온교환능력(IEC), 함수율 및 이온전도도가 증가하는 경향을 보였다.

• 공업화학
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• 제25권1호
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• pp.1-13
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• 2014

리튬이온 배터리는 전기화학 에너지 저장 및 변환 기기에서 가장 높은 수준의 기술력을 기반으로 개발된 셀이며, 여전히 높은 에너지 밀도와 충방전 안정성이 높아서 가장 매력적인 배터리의 부류로서 평가받고 있다. 최근 급속한 대형 에너지 저장 응용시스템의 개발이 이루어지면서 기존의 그래파이트 전극을 대체하기 위한 새로운 음극물질의 개발이 요구되고 있다. 게르마늄과 실리콘은 이론적 에너지 용량이 높아서 다음 세대 리튬 배터리의 적합한 물질로 평가받고 있으며, 특히 게르마늄은 실리콘에 비해 충방전에 따른 부피변화가 상대적으로 적고, 리튬이온의 동력학 거동이 용이하며, 높은 전기전도도 특성이 있다. 본 총설에서는 우선 리튬이온 배터리의 기본 원리를 소개하고, 배터리 특성을 최대한 발휘할 수 있는 이상적인 음극 물질의 구조와 특성을 살펴보고자 한다. 다음 세대 음극물질로 고려되고 있는 게르마늄 복합체가 어떻게 현재의 리튬 배터리를 개선할 수 있을지를 논의하려고 한다. 그리고 최근 시도되고 있는 연구동향에 대한 소개를 끝으로 리튬이온 배터리의 고에너지 밀도화에 대한 참고문헌이 될 수 있기를 바란다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.832-840
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• 2019

양극 활물질의 전기화학적 성능을 개선하기 위하여, 농도 구배형 전구체를 사용한 boron-doped $LiNi_{0.90}Co_{0.05}Ti_{0.05}O_2$를 합성하였다. 제조된 양극 활물질의 특성은 XRD, SEM, EDS, PSA, ICP-OES 및 전기전도도 측정을 통하여 분석하였다. 초기 충 방전 용량, 사이클, 순환전압전류, 율속 특성 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 조사하였다. 붕소가 0.5 mol% 도핑된 $LiNi_{0.90}Co_{0.05}Ti_{0.05}O_2$ 양극 활물질은 2.7~4.3 V (vs. $Li/Li^+$)의 전압 범위에서 0.5 C의 전류를 인가했을 때, 187 mAh/g의 용량을 보이며 50 사이클 이후 94.7%의 용량 유지율을 보였다. 상대적으로 고전압인 2.7~4.5 V (vs. $Li/Li^+$)의 전압 범위에서는 200 mAh/g의 높은 용량을 보이며 50 사이클 이후 80.5%의 용량 유지율을 나타냈다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.223-231
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• 2021

실리콘은 상용 흑연(Graphite, Gr) 음극재 대비 약 10배 정도 높은 이론용량을 가지나 전기전도도가 낮고 충·방전 시 큰 부피변화로 수명이 짧은 문제가 있다. 실리콘의 문제점 해결 방안으로 전도성 탄소와 복합체 형성과정에서 실리카 나노입자 템플레이트를 이용해 복합체 내부에 이중 중공을 갖는 실리콘 나노입자/중공탄소(SiNP/HC) 소재를 제조하였다. 비교를 위해 중공을 갖지 않는 SiNP/C 복합체를 제조하여 SiNP/HC 복합체와의 물리·화학적 특성과 음극소재로서의 전기화학적 특성을 X-ray 회절기, X-선 광전자 분광기, 비표면적과 기공분포 분석을 위한 질소 흡/탈착 실험, 주사형 전자현미경 및 투과형 전자현미경으로 비교·분석하였다. SiNP/C 복합체 대비 SiNP/HC는 사이클 후에도 전극의 큰 부피변화 없이 월등히 우수한 수명특성과 효율을 보였다. 흑연과 혼합한 하이브리드형 SiNP/HC@Gr 복합체는 SiNP/HC와 비교해 낮은 용량에서 더욱 개선된 수명 특성과 효율을 보였다. 따라서 복합체 내부에 실리콘의 부피팽창을 수용하는 중공을 갖는 실리콘/탄소 복합체를 설계하는 것이 수명특성 확보에 유효함을 확인하였다. 복합체 내부에 많은 중공의 존재로 비표면적이 커서 과도한 SEI층 형성에 따른 낮은 초기 효율의 문제점이 있으므로 이에 대한 보완 연구가 필요할 것으로 사료된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.901-908
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• 2018

흑연은 리튬이온전지에 사용 되는 대표적인 음극활물질이다. 그러나 최대 이론 용량이 $372mA\;h\;g^{-1}$으로 제한되기 때문에 고용량의 리튬이온전지 개발을 위해서는 새로운 음극 소재 활물질이 필요하다. 실리콘의 최대 이론 용량은 $4200mA\;h\;g^{-1}$으로 흑연보다 높은 값을 나타내지만 부피 팽창이 400%로 크기 때문에 음극 소재 활물질로 바로 적용하기에는 적합하지 않다. 따라서 부피 팽창으로 인한 방전 용량의 감소를 최소화하기 위해 건식 방법으로 실리콘을 분쇄 하여 기계적 응력 및 반응상의 체적 변화를 감소시키고 입도 제어 된 실리콘 입자에 탄소를 코팅하여 체적의 변화를 억제하였다. 그리고 탄소 섬유를 입자 표면에 실타래처럼 성장시켜 2차적으로 부피 팽창을 제어하고 전기전도성을 개선하였다. 실험 변수에 따른 재료들의 물리화학적 특성을 XRD, SEM 및 TEM을 사용하여 측정하였고 전기화학적 특성을 평가 하였다. 본 연구에서는 실리콘의 수명 특성을 향상시켜 음극 소재 활물질로 사용 할 수 있는 합성 방법에 대하여 알아보았다.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제27권4호
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• pp.25-37
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• 2020

본 연구에서는 그래핀 소재의 전기전도성 및 자기적 특성을 향상시키기 위해 산화그래핀 표면상의 산소를 포함한 기능기와 열처리 환원공정을 이용하여 환원그래핀과 금속소재를 하리브리드화 하였다. 산화 그래핀 표면의 -OH, -COOH 등의 산소 포함 기능기들을 열처리 환원시킴과 동시에 금속이온을 기능기와의 이온교환법에 의해 치환 합성하는 연구를 진행하였다. 하이브리드 소재 합성에 사용된 금속은 Fe, Ag, Ni, Zn, Fe/Ag이며 SEM, TEM 및 EDS를 통해 환원 그래핀 표면 위에 균일한 크기의 금속 입자가 비교적 구형 잘 분산되었음을 확인하였다. 그래핀 표면상의 금속입자들은 모두 산화물 형태의 구조를 가지고 있었다. 하이브리드 소재의 전기적 특성을 확인하기 위해 rGO-metal hybrid 시료를 PET film에 dip-coating 방법으로 후막 필름을 형성시킨 후 면저항을 측정하였고, SEM을 통해 시편의 두께를 측정하여 비저항을 계산한 결과, 비저항의 범위는 2.14×10-5 ~ 3.5×10-3 ohm/cm범위에 있음을 확인하였다.