• 제목/요약/키워드: Ion Conductivity

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술폰화 공정을 통해 제조한 고분자 전해질형 연료전지용 폴리(아릴렌 이서 케톤) 블록 코폴리머 (Poly(arylene ether ketone) block copolymer prepared through sulfonation process for polymer electrolyte membrane fuel cell)

  • 장혜리;남기석;유동진
    • 에너지공학
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    • 제25권3호
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    • pp.66-72
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    • 2016
  • 본 연구에서는 술폰화된 sodium 5,5'-carbonylbis(2-fluorobenzene sulfonate) 단량체를 이용하여 친수성 올리고머를 합성한 뒤 소수성 올리고머와 1:1로 공중합반응을 시켜 sulfonated poly(arylene ether ketone) (SPAEK) 공중합체를 합성하였다. 제조한 공중합체의 구조 분석은 $^1H$-NMR, FT-IR, GPC를 사용하여 실시하였고, GPC에서 공중합체의 평균분자량은 $209,700g\;mol^{-1}$, 다분산지수(PDI)는 1.25이었다. 열적 안정성을 확인하기 위하여 TGA 분석을 실시하였고, $200^{\circ}C$이상에서의 열 안정성을 확인하였다. 고분자 전해질 막의 양이온 전도도는 상대습도 100%, $80^{\circ}C$의 온도에서 약 $9.0mS\;cm^{-1}$이었다. 측정된 결과로부터 본 연구에서 제조한 탄화수소계 전해질 막은 술폰화 정도를 증가시키거나 약간의 구조적 변형을 통해 연료전지용 고분자 전해질 막으로 적용 가능할 것으로 기대된다.

(Sr,M)FeO3-y계(M=Ca)의 화학적 성질과 열분석에 대한 연구 (Studies on Chemical Properties and Thermal Analysis of (Sr,M)FeO3-y System (M=Ca))

  • 이은석
    • 공업화학
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    • 제8권6호
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    • pp.954-959
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    • 1997
  • $Sr_{1-X}M_XFeO_{3-y}$ 계에서 (M=Ca), x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5에 대응하는 페로브스카이드계 고용체를 공기중, 1473K에 18시간 동안 열처리하여 합성하였다. X-선회절분석 결과 모든 고용체는 단순 입방정계를 나타내며, x=0.3까지는 x값의 증가에 따라 단위세포의 부피가 감소하고, x=0.4 이후에는 급격히 증가한다. 모어염 분석에 의하여 각각의 조성에 대한 $Fe^{4-}$ 이온의 몰비($\tau$값), 산소공위의 양(y값) 및 비화학양론적 화학식을 결정하였다. TG/DTA 실험(온도범위:300~1173K) 결과 x=0.1, 0.2인 시료는 3-y값이 감소하며, 냉각시 3-y값이 거의 가역적인 증가 경향을 보였다. $x{\geq}0.3$인 시료는 가역적인 무게의 변화를 보이지 않았으며, 냉각과정에서 3-y값은 거의 2.5를 유지하였다. 상대적으로 낮은 온도범위에서 모든 시료의 전기전도도 값은 반도성 범위에서 변화하였다. 그리고 일정한 온도에서의 전도도는 x값의 증가에 따라 감소하였다. 본 훼라이트 계의 전도도 메카니즘은 혼합원자가 상태 사이의 전도성 전자의 건너뜀 모형으로 제안할 수 있을 것이다. 고온에서 각 시료의 전도성은 금속성으로 변화하였다.

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${\cdot}$저준위 방사성폐기물 유리고화체의 물리${\cdot}$화학적 특성 연구 (Studies on the Physico-chemical Properties of Vitrified Forms of the Low- and Intermediate-level Radioactive Waste)

  • 김천우;박병철;김향미;김태욱;최관식;박종길;신상운;송명재
    • 한국세라믹학회지
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    • 제38권9호
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    • pp.839-845
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    • 2001
  • 원자력발전소에서 발생하는 폐수지, 잡고체, 붕산폐액을 유리화 하기 위하여 폐기물별 조성을 바탕으로 유리조성 연구를 수행하였다. 폐수지, 잡고체를 각각 유리화 할 수 있는 두 개 의 후보유리 RG-1과 DG-1 그리고 폐수지, 잡고체, 붕산폐액을 혼합하여 처리할 수 있는 후보유리 MG-1을 개발하였다. 각 후보유리에 대해 운전변수, 고화체 품질, 가용 효과를 평가하였으며 일부 특성들은 실험실적으로 확인하였다. 운전 변수 가운데 유리의 점도와 전기 전도도는 세 후보유리 모두 적정운전 범위값 내에 만족하였으며 밀도, 화학적 견고성, 상안정성 등 고화체의 품질 또한 우수하였다. 개발한 유리 조성 연구를 바탕으로 폐수지, 잡고체, 혼합폐기물을 유리화 할 경우 감용비는 각각 21, 89, 75로 평가되었다.

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Ca(OH)2-CH3OH-H2O-CO2계에서 바테라트의 생성에 미치는 반응온도의 영향 (Effect of Temperature on the Formation of Vaterite in Ca(OH)2-CH3OH-H2O-CO2 System)

  • 박종력;최상근;김병곤;이재창
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권12호
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    • pp.1143-1148
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    • 2002
  • 침강성 탄산칼슘은 충진용으로 매우 유용하며 제지, 페인트, 플라스틱, 고무, 잉크 등 광범위한 공업분야에 사용되고 있다. 탄산칼슘은 켈사이트, 아라고나이트, 바테라이트의 세 가지 동질이상이 존재하며 그중 바테라이트는 천연적으로 산출되지 않는 것으로 알려져 있다. 본 연구에서는 $Ca(OH)_2-CH_3OH-H_2O-CO_2$계에서 바테라이트 분체를 합성하고자 하였으며, 이때 반응도중 슬러리의 전기전도도, pH, $Ca^{2+}$ 이온농도 등을 측정을 행하였다. 반응이 종료된 후 최종생성물은 XRD 및 SEM을 이용하여 분석하였다. 실험결과 반응온도 50${\circ}C$ 이상에서는 바테라이트와 함께 켈사이트, 아라고나이트가 혼재하게 됨을 알 수 있었으며 순수한 바테라이트를 합성하기 위해서는 반응온도를 40-50${\circ}C$의 범위로 유지해야 함을 알 수 있었다. 또한 반응온도가 40${\circ}C$에서 50${\circ}C$로 증가함에 따라 생성되는 입자의 평균입도를 0.5 ${\mu}m$에서 0.8 ${\mu}m$까지 성장시킬 수 있음을 확인하였다.

Ti 첨가 Al2O3 코팅층의 두께와 열처리 조건이 LiCoO2 양극 박막의 미세구조와 전기화학적 특성에 미치는 영향 (Effect of Ti-Doped Al2O3 Coating Thickness and Annealed Condition on Microstructure and Electrochemical Properties of LiCoO2 Thin-Film Cathode)

  • 최지애;이성래;조원일;조병원
    • 한국재료학회지
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    • 제17권8호
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    • pp.447-451
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    • 2007
  • We investigated the dependence of the various annealing conditions and thickness ($6\sim45nm$) of the Ti-doped $Al_2O_3$ coating on the electrochemical properties and the capacity fading of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ films. The Ti-doped-$Al_2O_3$-coating layer and the cathode films were deposited on $Al_2O_3$ plate substrates by RF-magnetron sputter. Microstructural and electrochemical properties of Ti-doped-$Al_2O_3$-coated $LiCoO_2$ films were investigated by transmission electron microscopy (TEM) and a dc four-point probe method, respectively. The cycling performance of Ti-doped $Al_2O_3$ coated $LiCoO_2$ film was improved at higher cut-off voltage. But it has different electrochemical properties with various annealing conditions. They were related on the microstructure, surface morphology and the interface condition. Suppression of Li-ion migration is dominant at the coating thickness >24.nm during charge/discharge processes. It is due to the electrochemically passive nature of the Ti-doped $Al_2O_3$ films. The sample be made up of Ti-doped $Al_2O_3$ coated on annealed $LiCoO_2$ film with additional annealing at $400^{\circ}C$ had good adhesion between coating layer and cathode films. This sample showed the best capacity retention of $\sim92%$ with a charge cut off of 4.5 V after 50 cycles. The Ti-doped $Al_2O_3$ film was an amorphous phase and it has a higher electrical conductivity than that of the $Al_2O_3$ film. Therefore, the Ti-doped $Al_2O_3$ coated improved the cycle performance and the capacity retention at high voltage (4.5 V) of $LiCoO_2$ films.

스티렌 유도체를 이용한 비불소계 고분자 전해질막의 산화적 안정성 개선 (Improvement of Oxidative Stability for Non-fluorinated Membranes Prepared by Substituted Styrene Monomers)

  • 문승현;우중제;푸롱창;서석준;윤성현
    • 멤브레인
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    • 제17권4호
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    • pp.294-301
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    • 2007
  • 비불소계 스티렌 고분자 전해질 막의 산화안정성을 개선하기 위해 p-methyl styrene, t-butyl styrene, ${\alpha}-methyl$ styrene과 같은 스티렌 유도체를 단독 또는 복합으로 도입하고 모노머 흡수법을 이용하여 막을 제조하였다. 제조된 막의 특성분석으로 중합무게비, 함수율, 이온교환용량, 수소이온 전도도 및 가속조건에서의 산화안정성을 조사하였다. 사용된 스티렌 유도체의 구조 및 특성에 따라 모노머 흡수, 중합 및 술폰화 단계가 영향을 받는 것으로 나타났다. 산화적으로 안정한 고분자를 형성하는 ${\alpha}-methyl$ styrene은 중합 단계가 어렵기 때문에 스티렌 또는p-methyl styrene과 공중합하여 제조하였고 p-methyl styrene과 공중합된 ${\alpha}-methyl$ styrene 막은 스티렌과 공중합한 막보다 높은 전도도 및 안정성을 나타내었으나 낮은 분자량으로 인해 안정성의 개선을 크게 보이지 못하였다. 벤젠 고리에 큰 치환기를 갖는 t-butyl styrene은 모노머 흡수 및 술폰화과정이 용이하지 않기 때문에 제조된 막의 성능이 감소하였으며 이를 p-methyl styrene과 공중합할 때 우수한 성능과 스티렌막보다 크게 개선된 안정성을 보였다.

헤테로폴리산을 포함한 직접 메탄올 연료전지용 나피온/폴리페닐렌옥사이드 복합막의 제조 (Preparation of Composite Nafion/polyphenylene Oxide(PPO) with Hetropoly Acid(HPA) Membranes for Direct Methanol Fuel Cells)

  • 김동현;석준호;김화용;이갑수;성준용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제44권2호
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    • pp.187-192
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    • 2006
  • 폴리페닐렌 옥사이드(PPO)를 이용하여 헤테로폴리산(HPA)을 고정시킨 박막 제조를 통해 새로운 고분자 복합막을 제조하고 특성을 분석하였다. 헤테로폴리산인 텅스토인산(PWA)이나 몰리브도인산(PMA)을 혼합한 PPO 박막은 서로 같은 용매에 녹지 않으므로 혼합용매를 사용하여 제조하였다. 본 연구에서는 PWA를 녹이기 위한 용매로 메탄올을 PPO를 녹이기 위한 용매로 클로로포름을 사용하였으며, 혼합된 PPO-PWA 용액을 유리판 위에서 제막하였다. 다공성의 PPO-PWA 박막에 나피온 혼합물을 사용하여 복합막을 제조하였고, 제조된 복합막은 이온 전도도와 메탄올 투과도를 측정하여 특성화하였다. PPO-PWA 복합막의 형태와 구조는 SEM(scanning electron microscopy)과 EDS(energy dispersive spectrometer)로 관찰하였고, 복합막은 직접 메탄올 연료전지(DMFC)용 전해질로서의 성능을 시험하였다. PPO-PWA 구조를 가지고 있는 복합막을 이용함으로써 DMFC 내에서의 메탄올 투과 현상을 66% 줄일 수 있었다.

이케토 구리(II) 착물의 합성 및 송아지 Thymus DNA(CTDNA)와의 상호작용 (Synthesis of Diketo Copper(II) Complex and Its Binding toward Calf Thymus DNA (CTDNA))

  • Tak, Aijaz Ahmad;Arjmand, Farukh
    • 대한화학회지
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    • 제55권2호
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    • pp.177-182
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    • 2011
  • 이케토형 리간드는 thiophene-2-aldehyde와 acetylacetone의 Knoevenagel 축합반응을 통해 합성하였으며, 이를 이용하여 Cu(II), Ni(II) 및Co(II) 염화물의 착물을 합성하였다. 모든 착물의 특성은 다양한 물리-화학적 방법으로 규명하였다. 몰전기전도도 결과로부터 이들 착물이 이온성을 가짐을 알았다. 전자 및 EPR 스펙트럼을 통해 구리(II) 이온이 사각평면 기하구조를 가짐을 알았다. 구리(II) 착물과 CTDNA(송아지 thymus DNA)의 상호작용을 흡수 스펙트럼과 순환 전압전류법으로 연구하였다. $k_{obs}$ 대 [DNA]의 도시는 선형을 보였는데, 이는 유사-1차반응을 의미한다. 순환 전압전류 그림으로부터 구리(II) 착물이 각각 -0.240 V와 -0.194 V의 $E_{1/2}$ 값을 갖는 일전자 Cu(II)/Cu(I) 산화-환원 쌍에 대해 준가역적임을 알았다. CTDNA를 첨가한 경우, $E_{1/2}$값이 각각168 mV와 18 mV 이동하였고 Ep 값도 감소하였다. CTDNA의 존재 하에 $E_{1/2}$이 이처럼 이동하는 것은 구리(II) 착물이 CTDNA에 강하게 결합됨을 의미한다.

세자리 리간드의 전이금속 착물에 대한 합성과 전위차 및 분광학적 확인 그리고 미생물학적 연구 (Synthesis, Potentiometric, Spectral Characterization and Microbial Studies of Transition Metal Complexes with Tridentate Ligand)

  • Jadhav, S.M.;Munde, A.S.;Shankarwar, S.G.;Patharkar, V.R.;Shelke, V.A.;Chondhekar, T.K.
    • 대한화학회지
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    • 제54권5호
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    • pp.515-522
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    • 2010
  • o-phenylene diamines, dehydroacetic acid (DHA) 및 p-chloro benzaldehyde에서 유도된 세자리 Schiff 염기 리간드인 4-hydroxy-3(1-{2-(benzylideneamino)-phenylimino}-ethyl)-6-methyl-2H-pyran-2-one (HL)의 Cu(II), Ni(II), Co(II), Mn(II) 및 Fe(III) 착물의 형성상수와 항미생물 활성과의 관계를 연구하였다.리간드와 착물은 원소분석, 전도도, 자기수자율, 열분석, X-선 회절, IR, $^1H$-NMR, UV-vis 및 질량 스펙트럼으로 특성조사를 하였다. 분석데이터로부터 착물들의 화학량론비가 1:2 (금속:리간드)임을 알았다. 금속 착물들의 몰 전도도 값은 이들의 비전해질 성질을 의미한다. X-선 회절 데이터에서 Ni(II) 착물은 단사정계 그리고 Cu(II) 및 Co(II) 착물은 삼사정계 결정계임을 규명하였다. IR 스펙트럼 데이터로부터 리간드는 중심금속에 대해 ONN 주개원자 배열의 세자리 리간드로 행동함을 알았다. 열적 행동 (TG/DTA)과 Coats-Redfern 법에 의해 계산한 반응속도 파라메터는 착물형성 과정에서 좀 더 질서 있는 활성화 상태를 제안하고 있다. 착물의 양성자화 상수를 THF:물 (60:40) 용액, $25^{\circ}C$ 및 이온세기 ${\mu}=0.1\;M$ ($NaClO_4$)에서 전위차법으로 측정하였다. Staphylococcus aureu 및 Escherichia coli.에 대한 항박테리아 활성을 시험관에서 조사하였다. 또한 Aspergillus Niger 및 Trichoderma에 대한 항세균 활성도 조사하였다. 금속 이온 및 착물의 안정도가 항미생물학적 활성에 미치는 영향을 고찰하였다.

신규 채소작물용 번행초의 토성 및 염도에 대한 생육 반응 (Growth responses of New Zealand Spinach [Tetragonia tetragonoides (Pall.) Kuntze] to different soil texture and salinity)

  • 김성기;김인경;이긍주
    • 농업과학연구
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    • 제38권4호
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    • pp.631-639
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    • 2011
  • This research was conducted to investigate potential use of New Zealand spinach (Tetragonia tetragonoides) as a new vegetable crop which will be cultivating in salt-affected soils including reclaimed land. Traditionally New Zealand spinach has been studied to explore functional compound or salt removing potential. To cultivate the crop species in the salt-affected soil widely, it is essential to obtain salt and soil texture responses under the controlled environment. Fifty nine New Zealand spinach ecotypes native to Korean peninsula first collected over seashore areas, and primitive habitat soil environment was evaluated by analyzing soil chemical properties from 32 locations. Different textures of sandy, silt loam, and sandy loam soils were prepared from nearby sources of sea shore, upland and paddy soils, respectively. Target salinity levels of 16.0 dS/m, 27.5 dS/m, 39.9 dS/m, and 52.4 dS/m in electrical conductivity (ECw) were achieved by diluting of 25, 50, 75, 100% (v/v) sea water to tap water (control, 0.6 dS/m), respectively. Various measurements responding to soil texture and irrigation salinity included plant height, root length, fresh weight (FW), dry weight (DW), leaf parameters (leaf number, leaf length, leaf width), lateral branching, and inorganic ion content. was found to adapt to diverse habitats ranging various soil chemical properties including soil pH, organic matter, exchangeable bases, EC, and cation exchange capacity (CEC) in Korea. Responding to soil texture, New Zealand spinach grew better in silt loam and sandy loam soil than in sandy soil. Higher yield (FW and DW) seemed to be associated with branch number (r=0.99 and 0.99, respectively), followed by plant height (r=0.94 and 0.97, respectively) and leaf number (r=0.89 and 0.84, respectively). Plant height, FW, and DW of the New Zealand spinach accessions were decreased with increasing irrigation salinity, while root length was not significantly different compared to control. Based on previous report, more narrow spectrum of salinity range (up to 16 dS/m) needs to be further studied in order to obtain more accurate salinity responses of the plant. As expected, leaf Na content was increased significantly with increasing salinity, while K and Ca contents decreased. Growth responses to soil texture and irrigation salinity implied the potential use of New Zealand spinach as a leafy vegetable in salt-affected soil constructed with silt loam or sandy loam soils.