• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권5호
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• pp.1534-1539
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• 2021

This study reports on the dissolution behavior of SrO in LiCl at varying SrO concentrations from low concentrations to excess. The amount of SrO dissolved in the molten salt and the species present upon cooling were determined. The thermal behavior of LiCl containing various concentrations of SrO was investigated. The experimental results were compared with results from the simulated results using the HSC Chemistry software package. Although the reaction of SrO with LiCl in the standard state at 650 ℃ has a slightly positive Gibbs free energy, SrO was found to be highly soluble in LiCl. Experimentally determined SrO concentrations were found to be considerably higher than those present in used nuclear fuel (<2 g/kg). As Sr-90 is one of the most important heat-generating nuclides in used nuclear fuel, this finding will be impactful in the development of fast, simple, and proliferation-resistant heat reduction processes for used nuclear fuel without the need for separating nuclear materials. Heat reduction is important as it decreases both the volume necessary for final disposal and the worker handling risk.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2005년도 Proceedings of The 6th korea-china joint workshop on nuclear waste management
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• pp.39-50
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• 2005

Electrolytic reduction of uranium oxide to uranium metal was studied in a $LiCl-Li_{2}O$ molten salt system. The reduction mechanism of the uranium oxide to a uranium metal has been studied by means of a cyclic voltammetry. Effects of the layer thickness of the uranium oxide and the thickness of the MgO on the overpotential of the cathode and the anode were investigated by means of a chronopotentiometry. From the cyclic voltamograms, the decomposition potentials of the metal oxides are the determining factors for the mechanism of the reduction of the uranium oxide in a $LiCl-3\;wt{\%} Li_{2}O$ molten salt and the two mechanisms of the electrolytic reduction were considered with regards to the applied cathode potential. In the chronopotentiograms, the exchange current and the transfer coefficient based on the Tafel behavior were obtained with regard to the layer thickness of the uranium oxide which is loaded into the porous MgO membrane and the thickness of the porous MgO membrane. The maximum allowable currents for the changes of the layer thickness of the uranium oxide and the thickness of the MgO membrane were also obtained from the limiting potential which is the decomposition potential of LiCl.

• 방사성폐기물학회지
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• 제7권4호
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• pp.207-212
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• 2009

본 연구에서는 산화조건하 LiCl-KCl 공융염내에서 란탄계 염화물의 하나인 $PrCl_3$의 열적거동을 살펴보았다. 먼저 산소를 주입하면서 $PrCl_3$의 열중량분석(TGA; thermogravimetric analysis)을 실시하였고, 이 때 얻어진 결과들을 바탕으로, 산소분산법을 이용하여 온도에 따른 LiCl-KCl 공융염내 $PrCl_3$의 산화실험을 수행하였다. $PrCl_3$의 열중량분석 결과에 따르면, 약 $380^{\circ}C$까지 $PrCl_3$에서 염소의 해 리가 급격하게 발생되었고 약 $600^{\circ}C$에서 $PrCl_3$가 PrOCl로 전환되는 반응이 종료되는 것으로 확인되었다. 산소분산법에 의한 LiCl-KCl 공융염내 $PrCl_3$의 열적거동은 산화조건에서 열중량분석시 나타난 $PrCl_3$의 열적거동과 유사하였고, 발생된 PrOCl은 공융염내에서 불용성 화합물로써 바닥으로 침전하였다. 산소분산법에 의한 공융염내 $PrCl_3$의 PrOCl로의 전환은 $650^{\circ}C$ 이상의 온도에서 활발하게 진행되었고, 이 때 발생되는 배기가스내 $Cl_2$의 농도분석을 통해 공융염내 $PrCl_3$의 전환상태를 예측할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제38권2호
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• pp.143-151
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• 2001

Ca/LiCl-KCl/CaCrO$_4$열 전지계의 양극재료로서 BCT(Body-Centered Tetragonal) 결정구조를 갖는 CaCrO$_4$분말을 GNP로 합성하고, SEM, TEM, XRD를 이용하여 그 미세구조를 분석하였다. GNP 공정에 의한 CaCrO$_4$분말은 단일상으로 0.5$mu extrm{m}$ 이하의 입자 크기를 가지며 균일하게 분포한 반면, 기존의 분말 혼합법은 높은 하수 온도 및 장시간의 하소 조건을 필요하므로 미세한 분말 합성이 어렵고 pellet 형태로 만들었을 때 GNP 분말에 비해 비표면적이 현저하게 작기 때문에 전극 재료로써 유리하지 못하다. Ca/LiCl-KCl/CaCrO$_4$계의 전기 화학적인 특성을 평가해본 결과 전지셀을 Ca/DEB(LiCl-KCl+CaCrO$_4$+SiO$_2$)와 같은 DEB 형태로 만들었을 때 $600^{\circ}C$의 온도에서 2.0 V이상 (<100 mA/㎤)의 안정한 전압이 5분 이상 유지되었다. 그러나 3층 전극 셀(Ca/LiCl/KCl/ CaCrO$_4$)에서는 동일한 온도에서 2.0 V이상 (<100 mA/㎤)의 전압이 7분 이상 유지되었으나 불안정한 전압 변동 및 낮은 peak voltage로 인해 DEB 셀의 전지 특성이 더 우수한 것으로 생각된다. 양극 재료의 제조 방법의 관점에서 볼 때, 동일한 DEB(Depolarizer : Electrolyte : Binder=25 : 70 : 5 wt%) 조성의 셀 구성시, GNP 분말은 분말 혼합법에 의한 분말보다 반응 표면적이 훨씬 크기 때문에 GNP 양극 활 물질의 DEB 셀에서의 전지 수명이 더 길었다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제3권2호
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• pp.105-112
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• 2005

650$^{\circ}C$의 LiCl-Li$_{2}$O 용융염계에서 10 g U$_{3}$O$_{8}$/batch 규모의 장치를 이용해서 우라늄산화물의 전해환원 특성에 대한 평가를 수행하였다. 일체형 음극은 고체전극, 우라늄산화물과 우라늄산화물을 담아주는 다공성 용기(멤브레인)로 구성된다. 멤브레인 재료로는 325-mesh 스테인레스강막과 다공성 마그네시아 도가니를 사용하였다. 일체형 음극의 재질에 따른 LiCl-3 wt$\%$ Li$_{2}$O계와 U$_{3}$O$_{8}$-LiCl-3 wt$\%$ Li$_{2}$O계의 순환 전압측정법 결과로부터 전해환원 반웅 메커니즘을 규명하였다. 일체형 음극의 재질에 따른 우라늄산화물의 직접 및 간접 전해환원에 대한 실험을 수행하였다. 그 결과, 325-mesh스테인레스강막을 사용하여 직접 및 간접 전해환원으로 금속전환을 수행하였을 때 낮은 전류효율로 인해 우라늄산화물을 금속우라늄으로 환원시키지 못했으며, 마그네시아 다공성 도가니를 사용하여 간접 전해환원으로 금속전환을 수행하였을 때는 높은 전류효율로 인해 우라늄산화물을 금속우라늄으로 환원시킬 수 있었다

• 방사성폐기물학회지
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• 제13권3호
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• pp.181-186
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• 2015

사용후핵연료 파이로프로세싱에서 발생하는 방사성폐기물의 양을 최소화하기 위해서는 방사성 핵종 함유 염폐기물을 효과적으로 처리할 수 있는 기술개발이 필요하다. 이를 위해 탄산화물(Li₂CO₃, K₂CO₃)을 이용한 반응증류공정에서 LiCl-KCl 공융염 내 NdCl₃의 분리특성을 관찰하였다. HSC-Chemistry 프로그램을 이용한 탄산화물과 NdCl₃의 반응모델결과에서 NdCl₃는 탄산화물의 주입조건 및 온도변화에 따라 산염화물(NdOCl) 또는 산화물(Nd₂O₃) 형태로 전환됨이 확인되었으며, 탄산화물의 주입조건에 따른 LiCl-KCl-NdCl₃계의 반응증류시험에서 반응모델결과와 유사한 경향을 확인하였다. 이 결과들을 이용하여 LiCl-KCl 공융염 내 NdCl₃를 고화가 용이한 산화물 형태로 분리하기 위한 공정조건을 도출하였다.

• 한국방사성폐기물학회:학술대회논문집
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• 한국방사성폐기물학회 2004년도 학술논문집
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• pp.285-291
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• 2004

LiCl-$Li_2O-O_2$ 용융염계에서 용융염 취급장치의 구조재료를 위한 평가의 일환으로 Inconel 718, X-750, Haynes 75, 263 합금의 부식거동을 분위기온도; $650^{\circ}C$, 부식시간: 24~168h, $Li_2O$농도; 3wt%, 혼합가스농도; Ar-10%$O_2$에서 조사하였다. LiCl-$Li_2O-O_2$ 용융염계에서 부식속도는 Haynes 263 ＜ Haynes 75 ＜ Inconel X-750 ＜ Inconel 718 순서로 나타났으며, Haynes 263 합금이 가장 우수한 내부식성을 나타내었다. Haynes 75의 부식생성물은 $Cr_2O_4$, $NiFe_2O_4$, $LiNiO_2$, $Li_2NiFe_2O_4$, Inconel 718의 부식생성물은 $Cr_2O_4$ 및 $NiFe_2O_4$ 이며 Haynes 263은 $Li(Ni,Co)O_2$, $NiCr_2O_4$ 및 $LiTiO_2$, Inconel X-750은 $Cr_2O_3$, $NiFe_2O_4$,$FeNi_3$, (Al,Nb,Ti)$O_2$의 부식생성물을 나타내었다. Haynes 263은 국부부식의 거동을 보이는 반면, Haynes 75, Inconel 718 및 Inconel X-750은 전면 부식 거동을 나타내었다.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2003년도 추계학술발표강연 및 논문개요집
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• pp.51-51
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• 2003

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권3호
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• pp.427-434
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• 2012

Poly (carbonate diol)과 isophrone diisocyanate 그리고 dimethylol propionic acid로 부터 NCO/OH 몰 비를 0.8, 1.1, 1.3으로 각각 조절하여 수분산 폴리우레탄(waterborne polyurethane dispersion, PUD)을 합성하였다. 이 용액에 알카리 금속염인 $LiClO_4$, $NaClO_4$, $KClO_4$를 첨가하여 대전방지용 수분산 폴리우레탄 코팅 용액을 제조하였다. 이 과정에서 첨가되는 알카리 금속염의 첨가량과 종류가 코팅 도막의 표면저항에 미치는 영향을 살펴보았다. 알카리 금속염의 첨가량이 증가될수록 코팅 도막의 표면저항은 감소하였다. 그러나 PUD에 같은 양의 알카리 금속염이 첨가될 경우에는 $LiClO_4$ > $NaClO_4$ > $KClO_4$의 순서로 코팅 도막의 이온 전도도가 우수함을 알 수 있었다. 또한 PUD 내의 NCO/OH 몰 비가 증가함에 따라 코팅 도막의 표면저항이 증가하여 이온 전도도가 감소하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1994년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1229-1232
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• 1994

The purpose of this study is to research and develop solid polymer electrolyte(SPE) for Li secondary battery. This paper describes the effects of lithium salts, plasticizer addition and temperature dependence of conductivity of PEO electrolytes. Polyethylene oxide(PEO) based polymer electrolyte films were prepared by solution casting an acetonitrile solution of preweighed PEO and Li salt. After solvent evaporation, the electrolyte films were vacuum-dried at $60^{\circ}C$ for 48h, the thickness of the films were $90{\sim}110{\mu}m$. The conductivity properties of prepared PEO electrolytes are summarized as follows. PEO electrolyte complexed with $LiClO_4$ shows the better conductivity of the others. $PEO-LiClO_4$ electrolyte when $EO/Li^+$ ratio is 8, showed the best conductivity. Optimum operating temperature of PEO electrolyte is $60^{\circ}C$. By adding propylene carbonate and ethylene carbonate to $PEO-LiClO_4$ electrolyte, its conductivity was higher than $PEO-LiClO_4$ without those. Also $PEO_8LiClO_4$ electrolyte remains static up to 4.5V vs. $Li/Li^+$.