• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.39-44
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• 2023

In this study, the particle size of Si polycrystals was controlled through wet-sedimentation method, and changes in the capacity and cyclic characteristics of the Si anode material according to the particle size were observed. After wet-sedimentation of Si particles pulverized by a vibration mill, the non-uniform particle distribution of Si was uniformly controlled. The d₅₀ of a sample in which Si was sedimented for 24 hours decreased to 0.50 ㎛. As a result of the electrochemical characteristic analysis, the Rct value representing the resistance in the electrode was significantly reduced due to the decrease in particle size. The unclassified Si sample exhibited a discharge capacity of 2,869 mAh/g in the first cycle, and decreased to 85.7 mAh/g after 100 cycles. The sample in which Si was classified for 24 hours showed a capacity of 3,394 mAh/g initially, and maintained a capacity of 1,726 mAh/g after 100 cycles. As the size of the Si particles decreased, the discharge capacity increased and the cycle life was also increased.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.59 no.1
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• pp.35-41
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• 2021

Silicon is a promising next-generation anode material for lithium-ion battery, and it has been studied for commercialization due to the high theoretical capacity. However, it has problems of the volume change during charge-discharge and the poor electrical conductivity. To solve these problems, formation of SiO2 and carbon coating on the surface of silicon crystal were performed to protect the side reaction and enhance the electrical conductivity of silicon. CNT and CNF were also added to mitigate the volume change and increase the conductivity. Physical properties of asprepared samples were analyzed by XRD, SEM, and EDS. Electrochemical characteristics were investigated by electrical conductivity measurement, EIS, CV and cycle performance test. (Si/SiO2/C)+CNT&CNF showed high electrical conductivity and low charge-transfer resistance, and the capacity was 1528 mAh/g at 1st cycle and 1055 mAh/g at 50th cycle with 83% capacity retention.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.444-448
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• 2016

Hollow silicon/carbon (H-Si/C) composites as anode materials for lithium ion batteries were investigated to overcome the large volume expansion. H-Si/C composites were prepared as follows; hollow $SiO_2\;(H-SiO_2)$ was prepared by adding $NaBH_4$ to $SiO_2$ synthesized using $st{\ddot{o}}ber$ method followed by magnesiothermic reduction and carbonization of phenolic resin. The H-Si/C composites were analyzed by XRD, SEM, BET and EDX. To improve the capacity and cycle performance, the electrochemical characteristics of H-Si/C composites synthesized with various $NaBH_4$ contents were investigated by charge/discharge, cycle, cyclic voltammetry and impedance tests. The coin cell using H-Si/C composite ($SiO_2:NaBH_4=1:1$ in weight) in the electrolyte of $LiPF_6$ dissolved in organic solvents (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) has better capacity (1459 mAh/g) than those of other composition coin cells. It is found that the coin cell ($SiO_2:NaBH_4=1:1$ in weight) has an excellent capacity retention from 2nd cycle to 40th cycle.

• Journal of the Korean Ceramic Society
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• v.40 no.1
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• pp.69-76
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• 2003

For lithium secondary microbattery anode, the tin oxide thin films with Si addition (0, 2, 6, 10, 20 ㏖%) were prepared with R.F. magnetron sputtering at substrate temperature of 30$0^{\circ}C$ and Ar:O$_2$=7:3 atmosphere. As Si addition amount increased, Si-O bonding density increased and Sn-O bonding density decreased. The addition of optimum Si amount led the decrease of Sn oxidation state so that the irreversible capacity reduced and cycle characteristic enhanced during charge-discharge test. SnO$_2$films with 6 ㏖% Si had the highest reversible capacity of 700 mAh/g after 100 cycles.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.61 no.1
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• pp.32-38
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• 2023

In this study, the electrochemical properties of dopamine coated silicon/silicon carbide/carbon(Si/SiC/C) composite materials were investigated to improve cycle stability and rate performance of silicon-based anode active material for lithium-ion batteries. After synthesizing CTAB/SiO₂ using the Stöber method, the Si/SiC composites were prepared through the magnesium thermal reduction method with NaCl as heat absorbent. Then, carbon coated Si/SiC anode materials were synthesized through polymerization of dopamine. The physical properties of the prepared Si/SiC/C anode materials were analyzed by SEM, TEM, XRD and BET. Also the electrochemical performance were investigated by cycle stability, rate performance, cyclic voltammetry and EIS test of lithium-ion batteries in 1 M LiPF₆ (EC: DEC = 1:1 vol%) electrolyte. The prepared 1-Si/SiC showed a discharge capacity of 633 mAh/g and 1-Si/SiC/C had a discharge capacity of 877 mAh/g at 0.1 C after 100 cycles. Therefore, it was confirmed that cycle stability was improved through dopamine coating. In addition, the anode materials were obtain a high capacity of 576 mAh/g at 5 C and a capacity recovery of 99.9% at 0.1 C/0.1 C.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.62 no.1
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• pp.19-26
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• 2024

In this study, the electrochemical properties of SiOx@C composite materials were prepared to alleviate volume expansion and cycle stability of silicon and to increase the capacity of anode material for LIBs. SiO₂ particles of 100, 200, and 500 nm were synthesized by the Stӧber method, and reduced to SiOx (0≤x≤2) through the magnesiothermic reduction method. Then, SiOx@C anode materials were synthesized by carbonization of PVC on SiOx. The physical properties of prepared SiOx and SiOx@C anode materials were analyzed by XRD, SEM, TGA, Raman spectroscopy, XPS and BET. The electrochemical properties were investigated by cycling performance, rate performance, CV and EIS test. As a result, the SiOx@C-7030 manufactured by coating carbon at SiOx : C = 70 : 30 on a 100 nm SiOx with the smallest particle size showed the best electrochemical properties with a discharge capacity of 1055 mAh/g and a capacity retention rate of 81.9% at 100 cycles. It was confirmed that cycle stability was impoved by reducing particle size and carbon coating.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2014.02a
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• pp.397.2-397.2
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• 2014

유기 발광 다이오드 (OLED)의 상용화를 위해 해결해야할 기술적 문제 중하나는 장수명이다. OLED에 적용된 유기물 층은 수분과 산소에 취약하여 소자 수명을 단축하는 요소로 작용하는데, 이를 해결하기 위해 유기물을 보호하며, 유기물 내로 침투되는 수분과 산소를 제어하기 위한 보호 층의 증착이 필수적이다. 필수적이다. 본 연구에서는, 사이클 화학 기상 증착법(C-CVD)을 이용하여 SiN/SiCN/SiN 구조의 무기 박막을 증착하여 유기물 보호층으로서의 적용 가능성을 제시하고자 한다. 이 때 각층의 두께는 각 각 10 nm이다. 증착된 다층 무기 박막은 비정질 상으로 수분 침투 보호막으로서 적당하다. 다층 무기 박막의 수분에 대한 저항성은 칼슘을 이용한 투과도 변화를 이용하여 측정하였다. 칼슘을 이용한 투과도 측정을 위해 고분자 PEN 필름위에 칼슘을 60nm 두께로 증착 시키고, 이어서 무기물인 SiN/SiCN/SiN의 다층 박막을 확산 방지층으로 증착 하였다. 제작된 소자는 온도 $85^{\circ}C$, 상대습도 85%의 가혹 조건에서 시간에 따른 표면 변화 및 투과도의 변화를 측정하였다. SiN/SiCN/SiN 구조를 갖는 무기 박막 층의 투습도는 3000시간까지는 $3.2{\times}10-5g/m/day$를 유지하였다. 이는 OLED 소자의 상용화를 위한 요구 조건에 근접한 값이다. 그러나 투습도는 측정 시간이 6000시간이 지난 후에 급격 증가하는데 이것은 30nm 두께의 SiN/SiCN/SiN의 확산 방지층에 임계 수명이 존재 한다는 것을 의미 한다고 할 수 있다. C-CVD 기술에 의해 제조된 다층 무기 박막 보호 층의 경계면에서 각 층간의 intermixing 현상이 관측되었으며, 이는 무기물 층의 결함과 핀 홀을 통해 내부로 확산 되는 수분의 침투 경로를 효과적으로 제어할 수 있는 방법이다. 본 연구 결과는 유연 기판 상에 제작된 OLED 소자에 적용 가능한 기술로서 소자 수명의 연장 뿐만 아니라 경량화에도 기여할 수 있는 기술이다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.5
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• pp.543-548
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• 2015

Si/C/CNF composites as anode materials for lithium-ion batteries were examined to improve the capacity and cycle performance. Si/C/CNF composites were prepared by the fabrication process including the synthesis and magnesiothermic reduction of SBA-15 to obtain Si/MgO by ball milling and the carbonization of phenol resin with CNF and HCl etching. Prepared Si/C/CNF composites were then analysed by BET, XRD, FE-SEM and TGA. Among SBA-15 samples synthesized at reaction temperatures between 50 and $70^{\circ}C$, the SBA-15 at $60^{\circ}C$ showed the largest specific surface area. Also the electrochemical performances of Si/C/CNF composites as an anode electrode were investigated by constant current charge/discharge test, cyclic voltammetry and impedance tests in the electrolyte of LiPF6 dissolved in mixed organic solvents (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%). The coin cell using Si/C/CNF composites (Si : CNF = 97 : 3 in weight) showed better capacity (1,947 mAh/g) than that of other composition coin cells. The capacity retention ratio decreased from 84% (Si : CNF = 97 : 3 in weight) to 77% (Si : CNF = 89 : 11 in weight). It was found that the Si/C/CNF composite electrode shows an improved cycling performance and electric conductivity.

• Proceedings of the Korea Technology Innovation Society Conference
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• 2015.11a
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• pp.927-945
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• 2015

본 연구는 과학 커뮤니케이션 분야에서 널리 쓰이고 있는 뉴스 내용분석 방법론이 하이프 사이클 모델에 부합하는 지를 탐색적으로 살펴보고자 한다. 즉 과학기술 뉴스 내용분석이 하이프 사이클 모델에서 설명하는 사회적 가시성의 실체적 파악을 위한 기술기획의 유용한 보완적 방법론으로 쓰일 수 있음을 밝히는데 본 연구의 의의가 있다. 이를 위해 대표적인 유망기술로 클라우드 컴퓨팅을 대상으로 뉴스 내용분석을 수행하였다. 분석의 초점은 클라우드 컴퓨팅 기술 관련 뉴스의 빈도, 보도태도(긍정, 중립, 부정), 5가지 뉴스 프레임 관점에서 분석이 이루어졌고, 뉴스 보도경향이 하이프 사이클 흐름을 따라가는 지를 살펴보았다. 종합지 경제지와 IT전문지를 대상으로 한 뉴스 내용분석 결과는 뉴스 빈도, 보도 태도, 뉴스 프레임 모두 하이프 사이클의 흐름을 따르고 있었으며, 특히 2014년 이후의 흐름은 하이프 사이클 상에서 기대붕괴 지점을 지나 현실인식의 지점으로 진화되는 시점임을 추론할 수 있었다. 본 연구결과는 최근 확산되고 있는 텍스트 마이닝, 감성어 자동식별 분석 기술 등과 접목하여 사회적 맥락 파악을 위한 기술기획 분석의 보완적 방법론으로 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국가시화정보학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.115-154
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• 2005

SI 엔진의 연소특징은 비정상 난류 예혼합 화염이며 여기서 내부 유동은 직접 화염 전파에 영향을 미치며 난류와 거시적 유동의 패턴 모두 중요한 역할을 한다. 내연기관 연소에서 난류는 매우 중요한 역할을 하고 통상 엔진 속도($\approx$흡입유동 속도)에 비례하며 그 주요 역할은 고속 운전 시 해당 사이클 내에 연소가 완료되는 데 기여하지만 출력저하, 제어 및 측정 그리고 사이클 변동과 관련하여 실질적으로 난류 제어를 통한 엔진 성능 개선은 사실상 불가능하다. 실물 엔진의 성능 파라미터로 주로 유동의 거시적 거동이 사용되며 이 유동과 연료 분사계가 혼합기 분포 상태와 화염 전파 방향을 결정하여 최종적으로 엔진의 성능을 지배한다. 따라서 가시화를 통한 연소 진단도 이 현상에 주목할 필요가 있으며 거시적 파라미터를 성능에 연관하는 다양한 기법이 존재하고 이들은 매우 풍부한 데이터베이스를 통해 비교적 정확한 성능의 예측을 가능하게 하고 이 점에 주목한 엔진만 성공을 거두었다. 이 거시적 현상에 주목하여 가시화를 통해 성층화 현상을 실험적으로 해석한 예를 제시하였다. SI 엔진 가시화에서 기법보다 중요한 것은 현상의 이해이다. 이를 위해 성공적 가시화 진단을 위해서는 우선 현상에 대한 모델링이 필요하고 이 모델에서 가시화를 통해 규명 가능한 현상을 추출해 내는 것이다.