• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.191-200
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• 2022

Na-β"-Al₂O₃ has been widely employed as a solid electrolyte for high-temperature sodium (Na) beta-alumina batteries (NBBs) thanks to its superb thermal stability and high ionic conductivity. Recently, a vapor phase conversion (VPC) method has been newly introduced to fabricate thin Na-β"-Al₂O₃ electrolytes by converting α-Al₂O₃ into β"-Al₂O₃ in α-Al₂O₃/yttria-stabilized zirconia (YSZ) composites under Na⁺ and O^2- dual percolation environments. One of the main challenges that need to be figured out is lowered conductivity due to the large volume fraction of the non-Na⁺-conducting YSZ. In this study, the effect of lithia addition in the β"-Al₂O₃ phase on the grain size and ionic conductivity of Na-β"-Al₂O₃/YSZ solid electrolytes have been investigated in order to enhance the conductivity of the electrolyte. The amount of pre-added lithia (Li₂O) precursor as a phase stabilizer was varied at 0, 1, 2, 3, and 4 mol% against that of Al₂O₃. It turns out that ionic conductivity increases even with 1 mol% lithia addition and reaches 67 mS cm^-1 at 350 ℃ of its maximum with 3 mol%, which is two times higher than that of the undoped composite.

• 한국재료학회지
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• 제30권8호
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• pp.426-434
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• 2020

The performance characteristics of a lead acid battery are investigated with the content of Sodium Perborate Tetrahydrate (SPT, NaBO₃·4H₂O) in a positive plate active material. SPT, which reacts with water to form hydrogen peroxide, is applied as an additive in the positive plate active material to increase adhesion between the substrate (positive plate) and the active material; this phenomenon is caused by a chemical reaction on the surface of substrate. A positive plate with the increasing content of SPT is prepared to compare its properties. It is confirmed that the oxide layer increases at the interface between the substrate and the active material with increasing content of SPT; this is proven to be an oxide layer through EDS analysis. Battery performance is confirmed: when SPT content is 2.0 wt%, the charging acceptance and high rate discharge properties are improved. In addition, the lifetime performance according to the Standard of Battery Association of Japan (SBA) S0101 test is improved with increasing content of SPT.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.85-92
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• 2021

태양에너지를 활용하여 전력을 생산하는 시스템인 Solar water battery는 광전기화학전지와 에너지저장시스템을 결합한 것으로 추가적인 외부 전압 없이 태양에너지의 전환과 저장을 동시에 할 수 있다. Solar water battery는 광전극, 저장전극 그리고 상대전극으로 구성되어 있고, 이들의 선택과 조합은 시스템의 성능과 효율에 있어 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 Solar water battery의 구성요소들을 변화시켜 시스템에 미치는 영향을 알고자 하였다. 상대전극이 방전 시 미치는 영향, 광전극과 저장전극의 전극 재료, 전해질의 종류에 따른 태양에너지 전환 효율과 저장 용량에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 이들의 최적화된 구성(TiO2 : NaFe-PB : Pt foil)에서 15시간동안의 광조사 후의 방전 용량이 72.393 mAh g-1으로 시스템 구성 조건에 따라 광전환/저장 효율이 크게 영향을 받음을 확인 할 수 있었다. 또한, 유기 오염물질을 광전극 반응조내 전해질에 첨가하여 광전하를 효율적으로 분리시킴으로써 광전류 증가시켰으며, 이로 인해 저장용량이 향상되고, 동시에 오염물질도 분해시킬 수 있음을 확인하였다. 이처럼 Solar water battery는 추가적인 외부 전압이 필요없는 새로운 친환경 태양에너지 전환/저장 시스템이며, 나아가 수처리에도 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 공업화학
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• 제5권1호
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• pp.44-53
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• 1994

고성능 니켈-철 축전지를 개발하기 위하여 알칼리 축전지로 이론적 용량밀도가 높고 저공해성, 저렴한 가격, 자원의 풍부성 등의 우수한 장점을 가지고 있는 철전극에 대한 연구를 수행하였다. 충방전반응의 특성을 전위주사법, SEM, XRD 분석으로 조사하였으며, 또한 전극용량을 정전류 충방전시험법으로 조사하였다. 철의 순도와 입자크기가 전극용량에 크게 영향을 미쳤으며, 첨가제 $Na_2S$는 전극의 부동태화를 방지하고 수소과전압을 높여 전극용량을 20% 정도 증대시켰다. 전극의 안정성과 용량은 Ni-fibrex와 foamed Ni집전체를 사용하여 증대시켰으며, 또한 소결온도에 영향을 받았다. 전극용량은 350 mAh/g(0.2 C)으로 나타났는데, 이는 이용률 36%에 해당한다.

• 자원리싸이클링
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• 제9권4호
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• pp.37-43
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• 2000

폐리륨이온전지의 재활용 일환으로 폐전지에서 분리한 양극활물질인 $LiCoO_2$로부터 Li과 Co룹 회수하기 위하여 침출거동올 조사하였다. 전 연구에서 얻은 최적조건에서 $LiCoO_2$를 1M 황산과 질산으료 침출하였을 때 Li과 Co의 침출율이 각각 70-80%, 40%로 Co의 침출율이 낮았다. 환원제를 첨가한 경우 Li과 Co의 침출율이 증가하였는데, 특히 $Na_2S_2O_3$ 및 $H_2O_2$ 와 같은 환원제에서 질산침출을 하는 경우 Li괴- Co의 용해가 거의 95% 이상 이루어졌다. 이는 환원제가 $Co^{3+}$를 $Co^{2+}$로 환원시켜 침출이 용이해졌기 때문으로 생각된다. 변수설험을 통하여 얻은 최적의 조건(광액농도 10g/l 반응온도 $75^{\circ}C$, 교반속도 400 rpm' 1.7 vol% $H_2O_2$)에서 폐리튬이온전지로부터 선별하고 열처리한 $LiCoO_2$ 분말을 침출 실험한 결과, Li과 Co의 침출율이 각각 99% 이상이었으며, 이는 충방전이 거듭되면서 양극활물질인 $LiCoO_2$이 화학적으로 활성화되었거나 Li의 탈착으로 겸정구조가 불안하기 때문으로 생각된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.69-75
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• 2008

Mechanochemical process로 제조된 $LiCoO_2$ 전극의 경우에 4.3 V 이상의 전위영역에서 용량감소현상이 두드러지게 나타난 반면에, Zr을 피복한 $LiCoO_2$의 경우에는 4.5 V의 전위에서도 안정성을 유지하였다. 본 연구에서 제작한 Zr이 피복된 $LiCoO_2$ 전극은 3.0~4.5 V 구간에서 197 mAh/g의 용량을 나타내었으며, 50 사이클 후에 96%의 방전용량을 유지하므로 전지의 안정성을 확보하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제27권4호
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• pp.36-43
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• 2018

폐 니켈-카드뮴 전지의 재활용을 위하여 효율적으로 카드뮴과 니켈을 분리할 수 있도록 이온치환 반응을 이용하여 선택적으로 카드뮴을 분리하였다. 폐 니켈-카드뮴 전지 내의 전극을 분쇄하여 얻은 전극 분말을 황산에 침출시킨 니켈-카드뮴 용액에 황화나트륨을 첨가하여 CdS로 침전시켰다. 다양한 조건에서 이온치환실험을 실시하였으며, 최적조건으로는 상온에서 용액의 pH = -0.1, $Na_2S/Cd=2.3$일 때 용액 내 잔존하는 Cd은 약 100 ppm으로 대부분 CdS로 침전된 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제18권2호
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• pp.142-147
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• 2005

In this work, a gel polymer electrolyte (GPE) was prepared using polyoxyalkylene glycol acrylate (POAGA) as a macromonomer LiCoO$_2$/GPE/graphite cells were prepared and their electrochemical properties were evaluated at various current densities and temperatures. The ionic conductivity of the GPE was more than 6.2${\times}$10$^{-3}$ S$.$$cm^{-1}$ / at room temperature. The GPE had good electrochemical stability up to 4.5 V vs. Li/Li$^{+}$. POAGA-based cells were showed good electrochemical performances such as rate capability, low-temperature performance, and cycleability. The cells, also, passed a safety test such as the overcharge and nail-penetration test.t.

• 신재생에너지
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• 제16권1호
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• pp.1-14
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• 2020

Liquid air energy storage (LAES) using gas liquefaction has attracted considerable attention because of its mature technology, high energy density, few geographical constraints, and long life span. On the other hand, LAES has not yet been commercialized and is being developed recently. Therefore, few studies have performed an economic analysis of LAES. In this study, the levelized cost of electricity was calculated and compared with that of other energy storage systems. As a result, the levelized cost of electricity of LAES was $371/MWh. This is approximately $292/MWh, $159/MWh, $118/MWh, and $3/MWh less than that of the LiCd battery, VRFB battery, Lead-acid battery, and NaS battery. In addition, the cost was approximately $62/MWh and $195/MWh more than that of Fe-Cr flow battery and PHS. Sensitivity analysis of the levelized cost of electricity according to the main economic factors was performed, and economic uncertainty analysis was performed through a Monte-Carlo simulation. The cumulative probability curve showed the levelized cost of electricity of LAES, reflecting price fluctuations in the air compressor cost, electricity cost, and standing reserve hourly fee.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.365-373
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• 2007

We optimized the compositions of electrolyte and additives for anode in Ni-MH battery to improve the electrode characteristics at ambient and low temperatures using response surface method(RSM). Among various additives for anode, PTFE exhibited the greatest influence on the discharge capacity of the anode. Through response optimization process, we found the optimum composition of the additives to exhibit the greatest discharge capacity. When the amount of additives was too small, the anode was degraded with time due to the low binding strength among alloy powders and the resultant separation of powders from the current collector. In contrast, the addition of large amount of the additives increased in the resistance of the electrode. In addition, the discharge capacity of the anode at $-18^{\circ}C$ increased with decreasing the concentration of KOH, NaOH and LiOH in design range of electrolyte. The resistance and viscosity of electrolyte appear to affect the discharge capacity of the anode at low temperature.