• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.446-451
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• 2022

본 연구에서는 용량 및 장기 안정성을 개선하기 위하여 나노 실리콘 시트와 CNT를 정전기적 결합을 통해 피치가 코팅된 나노 실리콘 시트/CNT 복합체를 합성하였다. NaCl의 결정면에 스토버 법을 통해 제조된 나노 실리카 시트를 마그네슘 열 환원법을 사용하여 나노 실리콘 시트로 환원하였다. 산 처리를 통해 음으로 도전된 CNT와 APTES 표면처리를 통한 양으로 도전된 나노 실리콘 시트를 결합하여 나노 실리콘 시트/CNT 복합소재를 합성하였으며, 석유계 피치를 코팅하기 위하여 THF를 용매로 사용하였다. 제조된 음극복합소재의 물리적 특성은 FE-SEM, XRD, EDS를 통하여 분석하였고, LiPF₆ (EC:DMC:EMC = 1:1:1 vol%)를 전해액으로 사용하여 전지를 제조하였으며, 전기화학적 특성을 충·방전 사이클, 율속, differential capacity, EIS 테스트를 통해 조사하였다. 높은 조성의 실리콘과 전도성이 좋은 CNT를 사용할 경우 고용량 및 안정성이 우수한 음극소재를 제조할 수 있음을 알 수 있었다. 피치가 코팅된 나노 실리콘 시트/CNT 음극복합소재는 초기 방전 용량이 2344.9 mAh/g을 보였으며, 50 사이클 이후 용량 유지율이 81%로 피치가 코팅되지 않은 복합소재에 비해 개선된 전기화학적 성능을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제32권5호
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• pp.283-291
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• 2022

재생에너지의 보급과 기후변화를 대응하기 위한 해결책으로 수소에너지에 대한 관심이 늘어나고 있다. 수소는 미이용 전력을 대용량 장주기로 저장하기에 가장 적합한 수단이며 이러한 수소를 생산하는 기술 중 수전해는 물에 전기에너지를 인가하여 수소를 생산하는 친환경적 수소생산 기술로 알려져 있다. 수전해의 구성 요소 중 분리막은 음극과 양극을 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 생성되는 수소와 산소의 섞임 현상을 방지하며 이온의 전달을 가능하게 하는 복합적인 역할을 수행한다. 특히 기존의 수전해 기술들의 단점을 보완할 수 있는 차세대 음이온 교환막 수전해에서의 핵심은 우수한 음이온 교환막을 확보하는 것이다. 높은 이온 전도성과 알칼리 환경에서 우수한 내구성을 동시에 가지려는 많은 연구들이 진행되고 있으며 다양한 소재에 대한 탐색이 이루어지고 있다. 본 총설에서는 상용 블록 공중합체인 Polystyrene-b-poly(ethylene-co-butylene)-b-polystyrene (SEBS)를 기반으로 하는 음이온 교환막에 대한 연구에 대해 살펴보며 최신 연구 동향과 앞으로 나아가야할 점에 대해 논하고자 한다.

• 공업화학
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• 제18권3호
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• pp.267-272
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• 2007

$25^{\circ}C$의 순수 물 및 n-부탄올 수용액(0.1 M, 0.2 M 및 0.3 M)에서 양이온 계면활성제인 trimethyltetradecylammonium bromide (TTAB)와 비이온 계면활성제인 polyoxyethylene (23) lauryl ether (Brij 35)의 혼합계면활성제의 임계미셀농도 (CMC)와 반대이온의 결합상수값(B)을 TTAB의 겉보기 몰분율(${\alpha}_1$)의 함수로서 전도도법과 표면장력계법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC 값에 비이상적 혼합미셀화 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값($X_i$, ${\gamma}_i$, $C_i$, ${a_i}^M$, ${\beta}$ 및 ${\Delta}H_{mix}$)들을 계산하고 분석하였다. 또한 TTAB/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 미치는 n-부탄올의 농도에 따른 열역학 함수값들의 변화를 측정하고 분석하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제36권6호
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• pp.625-632
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• 2012

본 논문은 고분자 전해질 연료전지 공기극 유로 내부에서 당량비에 따라 발생하는 플러딩 현상을 가시화를 통해 확인하고, 전류 변화에 따른 물의 운송 특성에 관한 연구를 수행하였다. 공기극 당량비는 1.5, 2.0, 연료극 당량비는 1.5로 고정하여 실험을 수행하였다. 연료전지 공기측 당량비 2.0로 공급하였을 때 1.5와 비교하여 짧은 시간에 물이 생성되기 시작하였으며, 플러딩 영역이 빠르게 생성되는 결과가 나타났다. 또한, 공기극 당량비 1.5로 유지하는 경우 플러딩 영역 이후에 건조화 7.8A 이후 구간에서 건조화가 진행되며, 8A 이후구간에서 건조화가 시작되는 공기극 당량비 2.0에서 작동하는 연료전지와 비교하여 넓은 영역에서 물 생성이 활발하게 이루어져 MEA의 내구성과 수소이온전도도가 우수한 결과를 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권4호
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• pp.754-757
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• 2012

본 연구에서는 embossing 공정과 진공여과법에 의해서 제조된 다공성 그래핀 필름을 슈퍼캐패시터의 전극활물질로 사용하여 우수한 전기화학적 특성을 증명하였다. 그래핀 시트사이에서 Polystyrene 입자들의 삽입/제거 공정을 이용하여 기공 구조들을 제공함으로써 그래핀의 재적층(restacking)을 효과적으로 제어할 수 있었다. 상기 제조된 다공성 그래핀 필름은 넓은 표면적, 상호 연결된 기공 구조, 높은 전기전도도 및 우수한 기계적 물성을 나타내었다. 본 다공성 그래핀 필름을 슈퍼캐패시터의 전극물질로 사용하여 황산 수용액과 이온성 액체 전해질 기반의 3상 전극 시스템에서 전기화학적 특성을 살펴보았다. 다공성 그래핀 필름은 높은 비축전용량(284.5 F/g)을 나타내었으며, 이는 적층 그래핀 필름(138.9 F/g) 보다 두 배 정도 높았다. 또한, 그래핀 필름내의 이온 이동속도 향상 효과로 다공성 그래핀 필름의 충방전 속도(98.7% retention)와 충방전 수명(97.2% retention)이 크게 향상되었다.

• 전기화학회지
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• 제13권4호
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• pp.283-289
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• 2010

2차원 전산 해석 모델을 사용하여 고온 고분자 전해질 연료전지의 전산해석을 수행하였다. 해석 모델은 기존의 실험데이터와의 비교를 통해 검증하였으며, 다양한 작동 조건이 연료전지의 성능에 미치는 영향을 파악하기 위해 일련의 전산해석을 수행하였다. 본 전산해석의 결과를 통해 교환전류밀도, 이온전도도, 공급유량 및 작동압력이 증가할수록 연료전지의 성능이 향상됨을 확인하였다. 또한, 기체 확산층의 기공율이 높을수록 기체의 확산이 향상되어 연료전지의 성능이 향상되었으며, 양극 기체 확산층의 기공율에 의한 효과가 음극에 비해 더 두드러지게 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제52권2호
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• pp.111-117
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• 2008

순수 물 및 부탄올 이성질체의 수용액에서 양이온 계면활성제인 trimethyltetradecylammonium bromide(TTAB)와 비이온 계면활성제인 polyoxyethylene(23) lauryl ether(Brij 35)로 이루어진 혼합계면활성제의 임계미셀농도(CMC)와 반대이온의 결합상수값(B)을 TTAB의 겉보기 몰분율(1)의 함수로서 전도도법과 표면장력계법으로 측정하였다. 이와 같이 측정한 CMC 값에 비이상적 혼합미셀화 모델을 적용함으로써 여러 가지 열역학적 함수값(Xi, i, Ci, aiM, 및 △Hmix)들을 계산하고 분석하였다. TTAB/Brij 35 혼합계면활성제의 미셀화에 미치는 부탄올 이성질체의 효과는 n-부탄올>iso-부탄올>tert-부탄올>물 크기순으로 나타났다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권4호
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• pp.265-273
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• 2017

Solid-state alkaline water electrolysis is a promising method for producing hydrogen using renewable energy sources such as wind and solar power. Despite active investigations of component development for anion exchange membrane water electrolysis (AEMWE), understanding of the device performance remains insufficient for the commercialization of AEMWE. The study of assembled AEMWE devices is essential to validate the activity and stability of developed catalysts and electrolyte membranes, as well as the dependence of the performance on the device operating conditions. Herein, we review the development of catalysts and membranes reported by different AEMWE companies such as ACTA S.p.A. and Proton OnSite and device operating conditions that significantly affect the AEMWE performance. For example, $CuCoO_x$ and $LiCoO_2$ have been studied as oxygen evolution catalysts by Acta S.p.A and Proton OnSite, respectively. Anion exchange membranes based on polyethylene and polysulfone are also investigated for use as electrolyte membranes in AEMWE devices. In addition, operation factors, including temperature, electrolyte concentration and acidity, and solution feed methods, are reviewed in terms of their influence on the AEMWE performance. The reaction rate of water splitting generally increases with increase in operating temperature because of the facilitated kinetics and higher ion conductivity. The effect of solution feeding configuration on the AEMWE performance is explained, with a brief discussion on current AEMWE performance and device durability.

• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.362-370
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• 1996

$Li/V_6O_{13}$ 전지의 성능과 poly(acrylonitrile)[PAN]계 폴리머 전해질의 전기화학적인 성질을 조사 하였다. 폴리머 전해질의 이온 전도도는 상온에서 $2.3{\times}10^{-3}S/cm$를 보였으며 리튬 전극과의 상용성도 우수하였다. 또한 4.3V(vs. $Li^+/Li$)까지의 전기화학적인 안정성이 있는 것으로 나타났다. $Li/V_6O_{13}$ 전지 반응은 $V_6O_{13}$ 전극과 폴리머 전해질간의 계면 저항이 지배적 이었다. $V_6O_{13}$내의 리튬 이온의 확산 계수값은 $2.7{\times}10^{-9}{\sim}4.2{\times}10^{-8}cm^2/sec$로 나타났다. $V_6O_{13}$ 활물질의 이용률은 C/8($50{\mu}A/cm^2$)에서 95%였으며 C/4($100{\mu}A/cm^2$)에서는 82%로 각각 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제46권3호
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• pp.194-204
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• 2002

Cl- 이온을 포함하는 일련의 salen형 착물 {[Mn(III)($L_{acn}$)CI]: n=1~11} 들은 $Mn(CH_3COO)_2{\cdot}4H_2O$와 네자리 칸막이 리간드 {$H_2L_{acn}$}로 부터 얻었다. 이 salen형 리간드는 diamine류 {ethylenediamine, 1,3-propnediamine, 2,2-dimethyl-1,3-propanediamine, o-phenylenediamine}와 aldehyde류 {salicylaldehyde, 5-chlorosalicyladehyde, 3,5-dichlorosalicyladehyde, 3,5-di-tert-butyl-2-hydroxybenzaldehyde}를 lmethanol 용액에서 축합반응시켜 합성하였다. 이들 리간드 및 착물들은 원소 분석, 전도도, 열분석법 및 UV-VIS IR, NMR 분광학법 등을 이용하여 확인 고찰하였다.