• 제목/요약/키워드: Layered Oxide

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Aerosol deposition을 이용한 $SrBi_2Nb_2O_9$의 고정화에 의한 광촉매 특성에 관한 연구 (Phtocatalytic Activity of the $SrBi_2Nb_2O_9$ Thick Film by Aerosol Deposition)

  • 김지호;최덕균;황광택;고상민;조우석;김진호
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제21권5호
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    • pp.375-382
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    • 2010
  • A layered perovskite photocatalysts, $SrBi_2Nb_2O_9$ (SBN), was synthesized by the conventional solid-state reaction method and characterized by X-ray diffraction (XRD) and UV-visble spectrophotometry. The results showed that the structure of $SrBi_2Nb_2O_9$ is orthorhombic. Diffuse reflectance spectra for calcined and attrition-milled SBN showed the main absorption edges were less 400 nm, that is ultraviolet region. SBN under micron-sized powder was deposited on the $Al_2O_3$ by room temperature powder spray in vacuum process, so called aerosol deposition (AD), and nano-grained $SrBi_2Nb_2O_9$ photocatalytic thick film was fabricated. AD-deposited SBN thick films were characterized by XRD, scanning electron microscopy (SEM) and UV-visable spectrophotometry, Moreover, it was found that several nano-sized SBN film by AD process can improve the photocatalytic activity under visable reflectance.

리튬 이차전지용 전극 및 연료전지 촉매 소재 연구 개발 동향 (Development of Electrode Materials for Li-Ion Batteries and Catalysts for Proton Exchange Membrane Fuel Cells)

  • 윤홍관;김다희;김천중;김용진;민지호;정남기
    • 세라미스트
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    • 제21권4호
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    • pp.388-405
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    • 2018
  • In this paper, we review about current development of electrode materials for Li-ion batteries and catalysts for fuel cells. We scrutinized various electrode materials for cathode and anode in Li-ion batteries, which include the materials currently being used in the industry and candidates with high energy density. While layered, spinel, olivine, and rock-salt type inorganic electrode materials were introduced as the cathode materials, the Li metal, graphite, Li-alloying metal, and oxide compound have been discussed for the application to the anode materials. In the development of fuel cell catalysts, the catalyst structures classified according to the catalyst composition and surface structure, such as Pt-based metal nanoparticles, non-Pt catalysts, and carbon-based materials, were discussed in detail. Moreover, various support materials used to maximize the active surface area of fuel cell catalysts were explained. New electrode materials and catalysts with both high electrochemical performance and stability can be developed based on the thorough understanding of earlier studied electrode materials and catalysts.

열기계적 피로에 따른 단결정 니켈기 초내열합금의 변형 및 파괴거동 (Deformation and Failure Behavior during Thermo-Mechanical Fatigue of a Nickel-Based Single Crystal Superalloy)

  • 강정구;홍현욱;최백규;김인수;강남현;조창용
    • 대한금속재료학회지
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    • 제49권2호
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    • pp.112-120
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    • 2011
  • The out-of-phase thermo-mechanical fatigue (OP TMF) in a <001> oriented single crystal nickel-based superalloy CMSX-4 has been studied. OP TMF life was less than a half of low cycle fatigue(LCF) life in spite of a small hysteresis loop area of OP TMF compared to that of LCF. The failure was caused by the initiation of a crack at the oxide-layered surface followed by its planar growth along the <100> ${\gamma}$ channel in both LCF and OP TMF. However, deformation twins appeared near the major crack of OP TMF. The multiple groups of parallel twin plates on {111} planes provided a preferential path for crack propagation, which caused a significant decrease in OP TMF life. Additionally, the analysis on the surface crack morphology revealed that the tensile strain at the minimum temperature of OP TMF was found to accelerate the crack propagation.

LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 양극 활물질의 합성공정 중 나노크기 알루미나 추가에 의한 고온수명 개선 (Enhanced High-Temperature Performance of LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 Positive Electrode Materials by the Addition of nano-Al2O3 during the Synthetic Process)

  • 박지민;김다은;김해빈;배중호;이예지;명재인;황은경;임태은;송준호;유지상;류지헌
    • 전기화학회지
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    • 제19권3호
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    • pp.80-86
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    • 2016
  • 리튬이온 이차전지의 고용량화를 위해 high-Ni계 양극 활물질이 크게 주목받고 있으나, Ni 함량이 높아짐에 따라 고온 안정성이 감소하여 수명저하가 발생하게 된다. 본 연구에서는 $LiNi_{0.6}Co_{0.2}Mn_{0.2}O_2$ (NCM622)의 합성공정 중에서 전구체인 전이금속 수산화물과 리튬염의 열처리 과정에 알루미나 입자를 첨가함으로써 추가적인 표면처리 공정없이 활물질 특성을 개선시키고자 하였다. 알루미나를 첨가하게 되면 고온 사이클 수명이 개선되었으며, 특히 나노크기의 알루미나를 사용하는 경우에 초기용량의 감소도 적고 수명도 개선됨을 확인하였다. 그리고, 나노 알루미나를 함량별로 추가한 결과로 표면형상이 점차 변화함과 동시에 격자상수의 감소가 발생하는 것이 관찰되어 표면코팅과 구조 내 치환이 동시에 발생하고 있음을 확인하였다. LSTA (linear-sweep thermmametry)를 사용하여 알루미나의 함량이 증가할 수록 부반응이 감소하며 고온 안정성이 증가하는 것을 확인하였다. 또한 전이금속 대비 Al을 2.5 mol% 추가하는 경우에 가장 우수한 고온 사이클 성능이 나타나는 것을 확인하였다.

$YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 세라믹 분리막의 산소투과 특성 (Characteristics of Oxygen Permeation on $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ Ceramic Membrane)

  • 표대웅;김종표;박정훈
    • 멤브레인
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    • 제22권2호
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    • pp.113-119
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    • 2012
  • $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$조성의 산화물을 고상반응법을 이용하여 합성하였으며, 합성된 분말은 압축 성형 후 $1,180^{\circ}C$에서 소결하여 치밀한 분리막을 제조하였다. $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 분리막은 X-선 회절분석기(XRD)와 전자 주사 현미경(SEM)을 이용하여 분석하였다. XRD 분석결과 $1,150^{\circ}C$ 이상에서 다른 불순물 없이 이중층 페롭스카이트 구조가 얻어졌다. 산소투과량은 분리막 양면에 산소분압 차이에 따라 $750{\sim}950^{\circ}C$ 온도범위에서 측정하였다. 산소투과량은 온도와 산소분압이 증가할수록 증가하였고, 두께 1.0 mm의 $YBaCo_2O_{5+{\delta}}$ 분리막은 $950^{\circ}C$, $PO_2$ = 0.42 atm에서 약 0.15 mL/$cm^2{\cdot}min$의 최대 투과량을 보였다. 산소투과에 대한 활성화 에너지는 산소 분압이 감소할수록 감소하였고 $PO_2$ = 0.21 atm의 조건에서 76.0 kJ/mol이었다.

Na-, K-버네사이트 층간 구조에 대한 분자동역학 시뮬레이션 연구 (A Molecular Dynamics Simulation Study of Na- and K-birnessite Interlayer Structures)

  • 박수정;권기덕
    • 광물과 암석
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    • 제33권3호
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    • pp.143-152
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    • 2020
  • 버네사이트(birnessite)는 약 7Å의 d-spacing을 가지는 대표적인 층상형 산화망간광물로 높은 양이온 교환능력을 가지기 때문에 지하수나 퇴적물 공극 유체의 화학조성을 결정짓는 중요한 역할을 한다. 버네사이트의 양이온 교환 반응 기작을 규명하기 위해서는 층간 내 양이온의 배위 환경과 결정구조에 대한 원자 수준의 이해가 매우 중요하다. 이번 연구에서는 원자 수준의 계산광물학 방법인 고전 분자동역학(classical molecular dynamics; MD) 시뮬레이션을 이용하여 기존 실험에서 보고된 화학조성을 가지는 삼사정계 Na-와 K-버네사이트의 결정구조, 층간 양이온의 배위 환경 및 적층 구조를 계산하였다. 계산 결과는 기존 X-선 실험에서 보고된 격자 상수와 층간 배위 환경을 잘 재현하여 시뮬레이션 방법의 신뢰성을 보여주었으며, X-선 실험만으로는 구분하기 어려운 층간의 양이온과 물 분자 위치를 구별한 원자 수준의 정보를 제공하였다. 망간 팔면체 층의 적층 순서는 동일하지만 층간 내 Na+와 K+의 위치가 서로 상이하고, 층간 양이온의 배위 환경과 결정구조 간의 상관관계를 보인다. 원자 수준의 분자동역학 시뮬레이션은 버네사이트의 양이온 교환 반응 기작 규명에 크게 기여할 것으로 기대한다.

Minimization of Recombination Losses in 3D Nanostructured TiO2 Coated with Few Layered g-C3N4 for Extended Photo-response

  • Kang, Suhee;Pawar, Rajendra C.;Park, Tae Joon;Kim, Jin Geum;Ahn, Sung-Hoon;Lee, Caroline Sunyong
    • 한국세라믹학회지
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    • 제53권4호
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    • pp.393-399
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    • 2016
  • We have successfully fabricated 3D (3-dimensional) nanostructures of $TiO_2$ coated with a $g-C_3N_4$ layer via hydrothermal and sintering methods to enhance photoelectrochemical (PEC) performance. Due to the coupling of $TiO_2$ and $g-C_3N_4$, the nanostructures exhibited good performance as the higher conduction band of $g-C_3N_4$, which can be combined with $TiO_2$. To fabricate 3D nanostructures of $g-C_3N_4/TiO_2$, $TiO_2$ was first grown as a double layer structure on FTO (Fluorine-doped tin oxide) substrate at $150^{\circ}C$ for 3 h. After this, the $g-C_3N_4$ layer was coated on the $TiO_2$ film at $520^{\circ}C$ for 4 h. As-prepared samples were varied according to loading of melamine powder, with values of loading of 0.25 g, 0.5 g, 0.75 g, and 1 g. From SEM and TEM analysis, it was possible to clearly observe the 3D sample morphologies. From the PEC measurement, 0.5 g of $g-C_3N_4/TiO_2$ film was found to exhibit the highest current density of $0.12mA/cm^2$, along with a long-term stability of 5 h. Compared to the pristine $TiO_2$, and to the 0.25 g, 0.75 g, and 1 g $g-C_3N_4/TiO_2$ films, the 0.5 g of $g-C_3N_4/TiO_2$ sample was coated with a thin $g-C_3N_4$ layer that caused separation of the electrons and the holes; this led to a decreasing recombination. This unique structure can be used in photoelectrochemical applications.

무독성 화합물 기반의 다층 구조 방사선 차폐 시트 개발과 특성 개선에 관한 연구 (A Study on the Non-Toxic Compound-based Multi-layered Radiation Shielding Sheet and Improvement of Properties)

  • 허예지;양승우;박지군
    • 한국방사선학회논문지
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    • 제14권2호
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    • pp.149-155
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    • 2020
  • 방사선 방호복의 대부분은 가공성과 경제성이 매우 우수하고 높은 원자번호를 갖고 있어 방사선 차폐가 우수한 납으로 제작된다. 하지만 납은 유해 중금속으로 분류되어 납중독 등의 위험이 있으며, 착용 시 중량감 및 불편함 등이 크므로 최근에는 납이 아닌 다양한 물질로 차폐 시트에 대한 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 인체에 무해한 BaSO4와 Bi2O3두 화합물과 실리콘 재질의 바인더를 혼합하여 기존과 동등한 방사선 차폐능력을 유지하면서도 물리적 특성이 개선된 다층 구조의 차폐 시트에 대한 연구를 수행하였다. 연구 결과 기존의 차폐 시트와 비교하여 본 연구에서 제작된 다층 구조의 방사선 차폐 시트는 동일한 두께를 기준으로 약 9.8 % 우수한 특성을 보였으며 물리적 특성 중 인장 강도는 BaSO4/nylon/Bi2O3 차폐 시트에서 12.27 N/㎟로 가장 우수한 것으로 분석되었다.

무선랜 대역용 Ba0.5Sr0.5TiO3 박막을 이용한 가변 대역 통과 여파기 (Tunable Band-pass Filters using Ba0.5Sr0.5TiO3 Thin Films for Wireless LAN Application)

  • Kim, Ki-Byoung;Yun, Tae-Soon;Lee, Jong-Chul;Kim, Il-Doo;Lim, Mi-Hwa;Kim, Ho-Gi;Kim, Jong-Heon;Lee, Byungje;Kim, Na-Young
    • 한국전자파학회논문지
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    • 제13권8호
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    • pp.819-826
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    • 2002
  • 본 논문은 $Ba_{0.5}$Sr$_{0.5}$TiO$_3$(BST) 박막을 이용한 대역 통과 여파기를 설계, 제작한 것으로 마이크로스트립 과 코플래너 웨이브가이드(CPW), CBCPW 전송 선로 구조에서 각 구조의 여파기 특성을 비교하였다. 제작된 여파기는 전압 0V 인가시 각각 6.4 GHz, 6.14 GHz, 6.04 GHz의 중심 주파수와 6 dB, 4.41 dB, 5.41 dB의 삽입 손실이 측정되었으며, 40V 인가시 중심 주파수 6.61 GHz, 6.31 GHz, 6.21 GHz와 삽입 손실 7.33 dB, 5.83 dB, 6.83 dB로 나타났다. 본 논문에서 제작된 각각의 대역 통과 야파기는 가변 범위가 약 3 % - 8 %이며, 무선랜 대역에 응용할 수 있도록 설계 및 제작되었다.다.

산초(Zanthoxylum schinifolium) 추출물과 초피(Zanthoxylum piperitum) 정유의 꽁치과메기 산패 억제 효과 (Suppressive Effects of the Extract of Zanthoxylum schinifolium and Essential Oil from Zanthoxylum piperitum on Pacific Saury, Coloabis saira Kwamegi)

  • 조성희;권은혜;오승희;우미희
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제38권12호
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    • pp.1753-1759
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    • 2009
  • 본 연구는 산초 잎의 에탄올 추출물과 초피 과피에서 얻은 정유를 과메기 제조 시 처리하였을 때 산패 억제와 품질 향상 효과를 조사하였다. 산초의 에탄올 추출물(ZS)은 1% 에탄올에, 초피 정유(ZP)는 20% 에탄올에 용해시켜 길이로 2등분하여 탈수시킨 꽁치 1 kg 당 산초 추출물은 0, 0.125, 0.25, 1 ppm 되게, 초피 정유는 0, 0.25, 0.5, 1, 2 ppm 되게 분무하여 과메기를 자연 건조하여 제조하고 다층 필름포장제로 진공 포장하였다. 포장된 과메기를 실험 시까지 -20${^{\circ}C}$에 보관하였다가 개봉한 후 4${^{\circ}C}$ 냉장고에서 1, 3, 7일 보관하며 산패 정도와 아민류의 변화, 관능검사를 실시하였다. 과메기의 산가, 과산화물가 및 TBA값은 개봉 후 보관기간이 길어질수록 증가하였으며 산초 추출물 0.125 ppm 이상, 초피 정유 0.25 ppm에서 효과가 나타났으며 이 효과는 농도 의존적이며 보관기간이 길어질수록 더 뚜렷하였다. 산초 추출물과 초피 정유 처리에 의하여 과메기 내의 dimethylamine과 trimethylamine(TMA)의 증가도 억제하였으며 trimethylamine oxide의 함량은 높게 유지되었고 3일 보관한 과메기에서 TMA<4.5 mg/100 g을 유지시킬 수 있는 산초 추출물의 농도는 0.25 ppm, 초피 정유는 0.5 ppm이었다. 3일 보관된 과메기에 대한 관능검사 결과 초피정유를 0.5-1ppm 처리한 시료에서 가장 좋은 점수를 나타내었다. 결론적으로 소량의 산초추출물과 초피 정유는 과메기의 산패를 억제하여 품질을 개선시키는 효과가 있다고 사료된다.