In lithium-sulfur (Li-S) batteries, encapsulation of sulfur in activated carbon (AC) materials is a promising strategy for preventing the dissolution of lithium polysulfide into electrolytes and enhancing cycle life, because instead of solid-liquid-solid reactions, quasi-solid-state (QSS) reactions occur in the AC micropores. While a high weight fraction of sulfur in S/AC composites is essential for achieving a high energy density of Li-S cells, the deterioration mechanisms under such conditions are still unclear. In this study, we report the deterioration mechanisms during charge-discharge cycling when the discharge products overflow from the AC. Analysis using scanning electron microscopy and energy-dispersive X-ray spectrometry confirms that the sulfur in the S/AC composites migrates outside the AC as cycling progresses, and it is barely present in the AC after 20 cycles, which corresponds to the capacity decay of the cell. Impedance analysis clearly shows that the electrical resistance of the S/AC composite and the charge-transfer resistance of QSS reactions significantly increase as a result of sulfur migration. On the other hand, the charge-discharge cycling performance under limited-capacity conditions, where the discharge products are encapsulated inside the AC, is extremely stable. These results reveal the degradation mechanism of a Li-S cell with micro-porous carbon and provide crucial insights into the design of a S/AC composite cathode and its operating conditions needed to achieve stable cycling performance.
Hyean-Yeol Park;Sun Hyu Kim;Jeong-Hoon Yu;Ji Eun Kwon;Ji Yang Lim;Si Won Choi;Jong-Sung Yu;Yongju Jung
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제15권1호
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pp.198-206
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2024
Given the high theoretical capacity (1,675 mAh g-1) and the inherent affordability and ubiquity of elemental sulfur, it stands out as a prominent cathode material for advanced lithium metal batteries. Traditionally, sulfur was sequestered within conductive porous carbons, rooted in the understanding that their inherent conductivity could offset sulfur's non-conductive nature. This study, however, pivots toward a transformative approach by utilizing diatom shell (DS, diatomite)-a naturally abundant and economically viable siliceous mineral-as a sulfur host. This approach enabled the development of a sulfurlayered diatomite/S composite (DS/S) for cathodic applications. Even in the face of the insulating nature of both diatomite and sulfur, the DS/S composite displayed vigorous participation in the electrochemical conversion process. Furthermore, this composite substantially curbed the loss of soluble polysulfides and minimized structural wear during cycling. As a testament to its efficacy, our Li-S battery, integrating this composite, exhibited an excellent cycling performance: a specific capacity of 732 mAh g-1 after 100 cycles and a robust 77% capacity retention. These findings challenge the erstwhile conviction of requiring a conductive host for sulfur. Owing to diatomite's hierarchical porous architecture, eco-friendliness, and accessibility, the DS/S electrode boasts optimal sulfur utilization, elevated specific capacity, enhanced rate capabilities at intensified C rates, and steadfast cycling stability that underscore its vast commercial promise.
본 연구에서는 유황의 절연 특성 및 리튬 폴리 설파이드 용출로 인해 전지 수명 저하를 최소화하기 위해 ZIF67/rGO를 사용하였다. rGO로 포장이 된 ZIF67는 탄소 스펀지 내에 공간을 더 많이 만들어주며, 다량의 유황을 보관할 수 있다. 유황@ZIF67/rGO 복합체를 합성하고, 스펀지 형태로 제조함으로써 유황의 담지 능력을 향상시켰다. 그 결과로서 높은 초기용량을 보였으며, 약 1093 mAh g-1의 값을 나타내며 100사이클 후에 84%의 용량유지율을 보임을 확인하였다. 코발트와 탄소의 복합화를 통하여 유황과의 상호작용이 높아 ZIF67/rGO는 리튬유황전지의 양극 활물질인 유황을 담지하는 담지체로서의 높은 성능을 나타남을 확인하였으며, 높은 초기용량과 용량유지율이 개선되었음을 확인하였다.
주요 토양 처리용 농약 (10종 원제)의 지렁이에 대한 급성독성시험을 실시하여 노출을 고려한 위해성을 평가한 결과 paraquat dichloride와 pendimethalin은 지렁이에 대한 위해성이 무시할 수 있는 수준으로, benfuracarb, cadusafos, chlorpyrifos-methyl, endosulfan, isazofos, parathion 등 6종은 위해성이 낮은 것으로 그리고 imidacloprid와 phorate는 위해성이 높은 것으로 평가하고 번식독성시험이 필요한 것으로 판단되었다. 토양중 추정농도가 높은 22종 제품농약의 경우 인공토양을 이용한 독성시험 결과 dazomet 98% GR과 metam-sodium 25 % SL은 기준량 및 배량처리구에서 모두 치사하여 지렁이에 대한 영향이 높은 것으로, calcite 95% WP, calcium polysulfide 36% CF, chlorothalonil 75% WP, daminozide 85% WP, dichlonil 6.7% GR, etridiazole 25% EC, fosetyl-Al 80% WP, glyphosate 41% SL, hymexazo1 30% SL, iprodione 50% WP, machine oil 95% EC, mancozeb 75% WP, metam-sodium 25% SL, propineb 70% WP, terbuthylazine 80% WP, triazophos 40% EC는 지렁이에 대한 영향이 없는 것으로 나타났으나, thiophanate-methyl 70% WP, copper hydroxide 77% WP, dimethoate 46% EC, tolclofos-methyl 50% WP 및 propamocarb hydrochloride 67% SL 등 5 농약은 영향여부가 불분명하여 아만성독성시험을 수행한 결과 thiophanate-methy1 70% WP는 기준량 이상 처리시 지렁이에 치사 등 영향을 나타냈으나, copper hydroxide 77% WP, dimethoate 46% EC, tolclofos-methyl 50% WP 및 propamocarb hydrochloride 67% SL는 지렁이에 대한 영향이 낮은 것으로 조사되었다.
본 총설은 다공성의 메조포러스 이산화티타늄 박막을 기반으로 하는 양자점-감응 태양 전지의 최근 발전 과정에 대해 정리하였다. 나노스케일의 무기물 양자점이 가지는 본질적 특성에 기반하고 다양한 양자점 구성 물질을 이용하여, 용액-공정 기반의 다양한 3세대 박막 태양전지를 만들 수 있었다. 양자점 감응제는 준비하는 방법에 따라 크게 2가지로 나눌 수 있는데, 첫 번째는 콜로이드 형태로 용액상에서 준비한 다음 $TiO_2$ 표면에 붙이는 것이고 두 번째는 양자점 전구체가 녹아있는 화학조를 이용하여 직접 $TiO_2$ 표면에 성장시키는 것이다. 폴리썰파이드 전해질을 사용하여, 콜로이드 양자점 감응제의 경우는 최근 들어 정밀한 조성 조절을 통하여 전체 광전 변환효율이 ~7%에 이르렀고 화학조 침전법을 이용하여 준비된 대표적 감응제인 CdS/CdSe는 ~5%의 효율을 보이고 있다. 앞으로는 지금까지 보고된 양자점 감응제의 뛰어난 광전류 생성 능력을 유지하면서, 새로운 정공 전달체의 개발 및 계면 조절을 통한 개방 전압과 채움 상수의 개선을 통한 효율 증가 및 안정성에 관한 체계적 연구가 필요한 상황이다.
한국인이 마늘을 섭취할 때 주로 사용하는 조리방법으로 8종의 마늘을 준비하여 조리 조건이 마늘의 항산화 활성과 이화학적 특성에 미치는 영향을 살펴보았다. 열처리 강도가 높은 조리법일수록 마늘의 수분 손실이 컸으며, 명도는 낮아지고 황색도는 높아지는 전형적 갈변 현상을 나타내었다. 특히 명도가 가장 낮았던 프라잉과 팬 프라잉으로 조리된 마늘에서는 수용성 고형분 함량 역시 유의적으로 낮아 조리온도가 높을수록 수용성 저분자 물질로부터 불용성 고분자 중합물질을 형성하는 비효소적 갈변반응이 더 가속화되었음을 시사해주었다. 한편 조리된 마늘은 생마늘보다 thiosulfinates 함량이 낮았으며, 이는 열처리에 의해 thiosulfinates가 polysulfides로 분해되었거나, 열전달 매체를 사용한 삶기, 프라잉, 팬 프라잉으로 조리된 마늘에서는 이들 물질이 열전달 매체로 용출되었을 가능성을 시사해주었다. 전자레인지로 조리된 마늘은 다른 마늘보다 유기산과 thiosulfinates, 플라보노이드 성분들이 상대적으로 많이 보유되어 있었으며, 이는 에너지가 낮고 조리시간이 짧은 전자레인지 가열방식에 의해 마늘 속 열에 약한 성분들이 상대적으로 덜 분해된 결과로 볼 수 있다. 높은 온도에서 조리된 마늘들은 총 환원력과 금속 소거능이 높은 경향을 나타내었으며, 이는 색도 결과에 의해 시사된 것과 같이 환원력을 지닌 갈변반응의 중간물질과 최종물질들이 고온 조리 시 더 활발히 생성된 결과로 해석되었다. 물과 기름을 열전달 매체로 하여 조리된 마늘에서는 총 환원력과 플라보노이드 함량이 상대적으로 낮은 경향을 나타내었다. 그러나 생마늘과 조리된 마늘에서 측정된 총 환원력과 플라보노이드 정량 결과는 DPPH 라디칼 소거능 결과와는 다소 일치하지 않았다. 이는 환원성 물질들의 총량이 증가하였음에도 불구하고 우수한 항산화 활성을 지닌 일부 열에 불안정한 플라보노이드와 페놀 화합물들이 조리 중 감소하였을 가능성을 말해준다. 따라서 조리 중 마늘 내부에서 분해 혹은 새로이 생성될 수 있는 개별 환원성 물질들의 조성과 항산화 활성 비교에 대한 후속연구가 필요할 것으로 생각한다.
For accurate impression taking, accurate impression material, solid individual tray, and bond strength between impression materials and resin tray are important factors. The purpose of this study was to evaluate tensile bond strength of rubber impression materials to various tray resin materials. This study tested the time dependent tensile bond strength between commercial brands or poly ether, polysulfide, additional silicone impression materials and commercial brands of self curing tray resin. light activited tray resin when applying adhesive Resin specimens were made with 20mm in diameter, 2mm in thickness. 1 made total 360 specimens, 10 per each group and the tensile bond strength was measured by using the Instron($M100EC^{(R)}$, Mecmesin Co., England). The results were as follows ; Comparisons of various impression materials. 1. In case of Impregum $F^{(R)}$, the bond strength of tray resin was decreased in order of SR $Ivolen^{(R)}$, Ostron $100^{(R)}$ Instant tray $mix^{(R)}$, $Lightplast^{(R)}$. All groups excluding Ostron $100^{(R)}$, Instant tray $mix^{(R)}$ are significant difference (p<0.05). Drying time after applying adhesive, the tensile bond strength of tray resin was insignificantly decreased in order of 10 min drying time group. 1 min drying time group. 5 min drying time group. 2. In case of Permlastic $regular^{(R)}$ the bond strength of tray resin was insignificantly decreased in order of Ostron $100^{(R)}$. SR $Ivolen^{(R)}$, Instant tray $mix^{(R)}$$Lightplast^{(R)}$. About drying time after applying adhesive, the tensile bond strength of tray resin was significantly decreased in order of 5 min drying time group, 10 min drying time group, 1 min drying time group(p<0.05). 3. In case of Exaflex $regular^{(R)}$. the bond strength of tray resin was decreased in order of $Lightplast^{(R)}$, SR $Ivolen^{(R)}$, Instant tray $mix^{(R)}$, Ostron $100^{(R)}$. $Lightplast^{(R)}$ was significant difference(p<0.05). About drying time after applying adhesive, the tensile bond strength of tray resin was decreased in order of 5 min drying time group, 10 min drying time group, 1 min drying time group(p<0.05). Especially 5 min ding time group was significant difference(p<0.05). According to the results of this study, we can see the greatest tensile bond strength when using Impregrm $F^{(R)}$ and Permlastic $regular^{(R)}$ with self curing tray resin, when using Exaflex $regular^{(R)}$ with light activated tray resin In my opinion, adhesive should be dried more than 5 min before impression taking to achieve the greatest tensile bond strength.
It has been known that quantum confinement effect of CdSe nanocrystal was observed by increasing the number of deposition cycle using successive ionic layer adsorption and reaction (SILAR) method. Here, we report on thermally-induced quantum confinement effect of CdSe at the given cycle number using spin-coating technology. A cation precursor solution containing $0.3\;M\;Cd(NO_3)_2{\cdot}4H_2O$ is spun onto a $TiO_2$ nanoparticulate film, which is followed by spinning an anion precursor solution containing $0.3\;M\;Na_2\;SeSO_3$ to complete one cycle. The cycle is repeated up to 10 cycles, where the spin-coated $TiO_2$ film at each cycle is heated at temperature ranging from $100^{\circ}C$ to $250^{\circ}C$. The CdSe-sensitized $TiO_2$ nanostructured film is contacted with polysulfide redox electrolyte to construct photoelectrochemical solar cell. Photovoltaic performance is significantly dependent on the heat-treatment temperature. Incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) increases with increasing temperature, where the onset of the absorption increases from 600 nm for the $100^{\circ}C$- to 700 nm for the $150^{\circ}C$- and to 800 nm for the $200^{\circ}C$- and the $250^{\circ}C$-heat treatment. This is an indicative of quantum size effect. According to Tauc plot, the band gap energy decreases from 2.09 eV to 1.93 eV and to 1.76 eV as the temperature increases from $100^{\circ}C$ to $150^{\circ}C$ and to $200^{\circ}C$ (also $250^{\circ}C$), respectively. In addition, the size of CdSe increases gradually from 4.4 nm to 12.8 nm as the temperature increases from $100^{\circ}C$ to $250^{\circ}C$. From the differential thermogravimetric analysis, the increased size in CdSe by increasing the temperature at the same deposition condition is found to be attributed to the increase in energy for crystallization with $dH=240cal/^{\circ}C$. Due to the thermally induced quantum confinement effect, the conversion efficiency is substantially improved from 0.48% to 1.8% with increasing the heat-treatment temperature from $100^{\circ}C$ to $200^{\circ}C$.
Diallyl trisulfide (DATS) is an organic polysulfide compound found in garlic. Although certain studies have demonstrated that DATS possesses strong anti-inflammatory activity, the underlying molecular mechanisms remain largely unresolved. In this study, we examined whether DATS exerts anti-inflammatory activity and investigated the possible mechanisms. Our results indicated that DATS significantly suppressed the lipopolysaccharide (LPS)-induced release of nitric oxide (NO) and prostaglandin E2 by inhibiting inducible NO synthase and cyclooxygenase-2 expression at the transcriptional and post-transcriptional levels in RAW 264.7 macrophages. DATS also down-regulated Toll-like receptor 4 (TLR4) and myeloid differentiation factor 88 expression, and inhibited nuclear translocation of nuclear transcription factor-kappa B (NF-${\kappa}B$) in LPS-stimulated 264.7 macrophages. Furthermore, we found that these inhibitory effects of DATS were associated with the inhibition of chemokine receptor (CXCR4) and ligand (CXCL12) expression, and reactive oxygen species generation. Overall, the present data indicated that DATS had anti-inflammatory effects on LPS-activated macrophages, possibly via inhibiting the TLR4/NF-kB and/or chemokine signaling pathways, and DATS could be a potential drug therapy for inflammation and its associated diseases.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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