• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2009년도 제40회 하계학술대회
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• pp.1338_1339
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• 2009

Dye-sensitized solar cell (DSC) consists of photo electrode, counter electrode and electrolyte. Photo electrode has titanium oxide layer with dye molecule to create electrons. And counter electrode is made of one layer that has catalytic ability for redox system such as the iodide/triiodide couple. Most DSC researchers use platinum as catalyst on counter electrode because platinum has good catalytic ability and conductivity. Platinum is doped on fluorine-doped tin oxide glass with different methods such as sputtering method, electrochemical method and so on. In this paper, we deposit platinum on counter electrode glass with two methods. One is the radio frequency (RF) sputtering method and the other is the chemical method with heating treatment. Finally, we compare the photovoltaic characteristics of DSCs that are assembled using two different counter electrodes.

• Journal of Electrical Engineering and Technology
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• 제5권1호
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• pp.146-150
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• 2010

A new type of dye-sensitized solar cell (DSC) based on a porous type Ti electrode without using a transparent conductive oxide (TCO) layer is fabricated for low-cost high-efficient solar cell application. The TCO-free DSC is composed of a glass substrate/dye-sensitized $TiO_2$ nanoparticle/porous Ti layer/electrolyte/Pt sputtered counter electrode. The porous Ti electrode (~350 nm thickness) with high conductivity can collect electrons from the $TiO_2$ layer and allows the ionic diffusion of $I^-/I_3{^-}$ through the hole. The vacuum annealing treatment is important with respect to the interfacial necking between the metal Ti and porous $TiO_2$ layer. The efficiency of the prepared TCO-free DSC sample is about 3.5% (ff: 0.48, $V_{oc}$: 0.64V, $J_{sc}$: 11.14 mA/$cm^2$).

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제6권2호
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• pp.177-182
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• 2000

At the porous $La_{0.6}Ca_{0.4}MnO_{3-{\delta}}$(LCM)/YSZ electrodes of solid oxide fuel cells (SOFC), the electrochemical redox reaction of oxygen proceeds via the triple boundary (TPB) of gas/LCM/YSZ. The surface diffusion of adsorbed oxygen on LCM has been proposed as the rate determining process, assuming the gradient of oxygen chemical potential from the outer surface of porous layer to TPB. Along with the formation of this gradient, oxygen nonstoichiometry in the bulk of LCM may varies. In this paper, an electrochemical technique was described precisely to determine the variation of oxygen content in LCM of porous LCM/YSZ under polarization. It was shown that the oxygen potential in LCM layer under large cathodic polarization is much lower than that in the gas phase, being determined from the electrode potential and Nernst equation.

• 한국표면공학회지
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• 제55권1호
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• pp.32-37
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• 2022

In a carbon-zero social atmospher, research is underway to reduce the use of fossil fuels. Interest in cleaner energy sources and their storage system is growing, and among them, research on effective energy storage is being actively conducted. Energy storage system(ESS) can be divided into secondary batteries, fuel cells, and capacitors, and the superiority of energy density of secondary batteries has a dominent influence on the ESS market. However, as problems with secondary batteries, charge/discharge speed, safety, and deterioration of electrodes are being highlighted. In this study, an electrode for supercapacitor with superior charge/discharge speed and specific capacitance is manufactured. The manufactured spinel nickel cobalt electrodes had specific capacitances of 1018.8 F/g, 690.8 F/g, and 475.1 F/g at 1 A/g in 1 M KOH electrolyte, and shows a performance retention rate of 77.48%, 63.30%, and 58.16% after 2000cycles at 7 A/g.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.93-97
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• 2003

[ $RuCI_3{\cdot}xH_2O$ ]로부터 제조한 비정질의 $RuO_2{\cdot}nH_2O$을 사용하여 탄탈륨 집전체상의 수퍼캐패시터 전극을 제조하였다. $RuO_2{\cdot}nH_2O$ 전극과 4.8 M 황산 전해액을 사용하여 $RuO_2$ 수퍼캐패시터를 제조하였다. 탄탈륨 박막은 0.0-1.1 V(vs.SCE)에서 안정적임을 AC impedance로 확인하고 수퍼캐패시터에 적용하였다. 루테늄 산화물 수퍼캐패시터는 약 1.0 V(vs. SCE)이상에서 비가역 가수분해 반응이 진행되었다 수퍼캐패시터를 0.5V(vs. SCE)의 protonation leve을 조정하고, 전압범위를 1V로 하여 충방전 시험할 경우 우수한 특성을 나타내었다. 이때 전극전위는 $-0.004\~0.995V(vs.SCE)$의 범위이고 positive 전극 및 negative 전극의 전위범위는 각각 $-0.004\~0.515V(vs.SCE)$ 및 $-0.515\~0.995V(vs.SCE)$이었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권8호
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• pp.2683-2688
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• 2011

Silica-manganese oxides with a core-shell structure were synthesized via precipitation of manganese oxides on the $SiO_2$ core while varying the concentration of a precipitation agent. Elemental analysis, crystalline property investigation, and morphology observations using low- and high-resolution electron microscopes were applied to the synthesized silica-manganese oxides with the core-shell structure. As the concentration of the precipitating agent increased, the manganese oxide shells around the $SiO_2$ core sequentially appeared as $Mn_3O_4$ particles, $Mn_2O_3+Mn_3O_4$ thin layers, and ${\alpha}-MnO_2$ urchin-like phases. The prepared samples were assembled as electrodes in a supercapacitor with 0.1 M $Na_2SO_4$ electrolyte, and their electrochemical properties were examined using cyclic voltammetry and charge-discharge cycling. The maximum specific capacitance obtained was 197 F $g^{-1}$ for the $SiO_2-MnO_2$ electrode due to the higher electronic conductivity of the $MnO_2$ shell compared to those of the $Mn_2O_3$ and $Mn_3O_4$ phases.

• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.23-28
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• 2019

탄소 실의 표면에 코팅 된 3차원 다공성 그래핀으로 구성된 슈퍼커패시터 케이블 소자를 보고하고자 한다. 그래핀의 3D 다공성 구조는 그래핀옥사이드로 코팅된 탄소 실을 사용하여 마이크로웨이브 활성화 방법에 의해 제작하였다. 마이크로파 조사의 사용은 환원제 없이 그래핀옥사이드를 환원된 그래핀옥사이드로 전환시키고 그래핀 시트를 박리 및 다공성 그래핀 시트로 활성화시켰다. 두 개의 와이어 전극을 고분자 겔 전해질과 결합하여 성공적으로 케이블 구조 형태의 슈퍼커패시터 소자를 제작하였다. 슈퍼커패시터 케이블은 매우 유연하기 때문에 다양한 형태의 장치로 변형될 수 있고 섬유 품목으로 통합될 수 있다. 주사 속도 10 mV/s에서 38.1 mF/cm의 높은 정전용량이 얻어졌다. 이용량은 500 mV/s에서 원래 값의 88%를 유지하였다. 장수명특성은 구부러진 형태에서도 10,000회 동안 충전/방전 과정을 반복함으로써 96.5%의 높은 정전용량 유지율을 증명하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제41권4호
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• pp.257-268
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• 2017

본 논문에서는 우선 전기화학 유효도 모델에 기반하여 고체산화물 연료전지의 효율적인 2차원 해석모델을 제안하였다. 전기화학 유효도 모델은 연료전지 전극내 전해질 근처의 얇은 활성기능층에서 일어나는 복잡한 반응/전달현상을 고려하여 전극의 전류생산 성능을 정확하게 예측할 수 있는 장점을 가진다. 개발된 2차원 해석모델은 신뢰성을 검증한 후 음극지지 고체산화물 연료전지의 유로 횡방향 전류밀도 및 산소농도 분포를 계산하는데 사용되었으며 이를 통해 다공성 양극에서의 산소고갈 특성을 고찰하였다. 또한 효율적이면서도 정확한 계산을 위한 유로 횡방향 최소 필요격자수에 대한 수치해석 연구도 진행하였다.

• 대한기계학회논문집B
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• 제38권8호
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• pp.677-685
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• 2014

직접 탄소 연료전지(DCFC)는 석탄을 비롯한 탄소계 연료의 화학에너지를 직접 전기로 변환시킨다. 특히, 약 10 년 전에 고체산화물 전해질을 사용하고 연료극 매개체로 용융탄산염을 사용하는 고성능 직접탄소 연료전지 시스템이 제안되었다. 이 시스템의 경우, 운전 온도가 증가할수록 고체산화물 전해질의 이온 전도도가 향상되고 전기화학 반응이 활성화되어 성능이 향상되나, 연료극 매개체의 화학적인 안정성 문제발생이 우려된다. 본 연구에서는 탄소-탄산염 혼합 매개체의 고온 안정성을 이해하기 위한 일련의 실험을 수행하였다. 질소 또는 이산화탄소 분위기에서 카본블랙과 혼합된 $Li_2CO_3$와 $K_2CO_3$의 TGA 분석을 수행하였으며, 가열 과정에서 시료로부터 생성되는 가스 성분을 분석하였다. 이러한 결과를 해석하기 위하여, 탄산염의 열분해와 탄산염 등에 의하여 가속화되는 탄소 가스화 반응을 고려한 화학반응 모델을 제시하였으며, 실험 결과로부터 구한 매개체의 중량 손실과 가스 생성을 정성적으로 설명하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권3호
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• pp.250-256
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• 2017

A graphene electrode with a novel in-plane structure is proposed and successfully adopted for use in supercapacitor applications. The in-plane structure allows electrolyte ions to interact with all the graphene layers in the electrode, thereby maximizing the utilization of the electrochemical surface area. This novel structure contrasts with the conventional out-of-plane stacked structure of such supercapacitors. We herein compare the volumetric capacitances of in-plane- and out-of-plane-structured devices with reduced multi-layer graphene oxide films as electrodes. The in-plane-structured device exhibits a capacitance 2.5 times higher (i.e., $327F\;cm^{-3}$) than that of the out-of-plane-structured device, in addition to an energy density of $11.4mWh\;cm^{-3}$, which is higher than that of lithium-ion thin-film batteries and is the highest among in-plane-structured ultra-small graphene-based supercapacitors reported to date. Therefore, this study demonstrates the potential of in-plane-structured supercapacitors with high volumetric performances as ultra-small energy storage devices.