• 한국분말재료학회지
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• 제30권4호
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• pp.324-331
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• 2023

Lithium (Li) is a key resource driving the rapid growth of the electric vehicle industry globally, with demand and prices continually on the rise. To address the limited reserves of major lithium sources such as rock and brine, research is underway on seawater Li extraction using electrodialysis and Li-ion selective membranes. Lithium lanthanum titanate (LLTO), an oxide solid electrolyte for all-solid-state batteries, is a promising Li-ion selective membrane. An important factor in enhancing its performance is employing the powder synthesis process. In this study, the LLTO powder is prepared using two synthesis methods: sol-gel reaction (SGR) and solid-state reaction (SSR). Additionally, the powder size and uniformity are compared, which are indices related to membrane performance. X-ray diffraction and scanning electron microscopy are employed for determining characterization, with crystallite size analysis through the full width at half maximum parameter for the powders prepared using the two synthetic methods. The findings reveal that the powder SGR-synthesized powder exhibits smaller and more uniform characteristics (0.68 times smaller crystal size) than its SSR counterpart. This discovery lays the groundwork for optimizing the powder manufacturing process of LLTO membranes, making them more suitable for various applications, including manufacturing high-performance membranes or mass production of membranes.

• 한국재료학회지
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• 제3권6호
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• pp.614-623
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• 1993

높은 알칼리량을 함유하는 LiF-$Li_{2}O-B_{2}O_{3}-P_{2}O_5$계 유리의 전기적 특성을 분석하였다. $Li_{+}$ 이온은 모두 전기전도에 기여하지 않으나 조성에 따른 전기전도도의 변동은 약전해질 모델을 따르지 않았다. 또한 이동이온의 농도를 구하는데 사용되는 승법칙(power law)의 적용이 가능하지 않았다. 이들 계에서 조성에 따른 전기전도도의 변동은 유리내에서의 이동 가능한 $Li^{+}$이온의 농도변화만으로 또는 이동도의 변화만으로는 설명할 수 없었다. 전도도의 향상은 $(B-O-P)^{o}$ 보다 $Li^{+}$이온의 확산에 부가적인 자리를 제공하는$(B-O-P)^-,di^-$, 및 metaborate가 형성된 것과 관련이 있었다. 전기전도성이 가장 좋은 조성의 $150^{\circ}C$에서의 전기전도도는 $2.43 \times 10^{-4}$S/cm였고 분해포텐샬은 5.94V, emf는 3.14V였고 에너지 밀도는 22Wh/Kg이었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권2호
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• pp.260-267
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• 2020

본 연구에서는 "이온젤" 이라고 불리는 고분자 기반의 PVA(polyvinyl alcohol) 기반의 고체 전해질에 이온성 액체 BMIMBF4 (1-buthyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)를 첨가하여 제조한 전고체 전해질과 활성탄소와 금속유기골격체 복합재료 기반의 전극 재료를 이용하여 슈퍼커패시터를 제작하였으며, 유기골격체의 유 무에 따른 전기화학적 특성을 분석하여 보았다. 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성은 순환전압전류법(CV), 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 및 전정류 충·방전법(GCD)을 통하여 비교 및 분석하여 보았다. 그 결과로, 금속유기골격체가 함유되지 않은 슈퍼커패시터의 전기용량값은 380 F/g 으로 확인 할 수 있었고, 이 값은 금속유기골격체를 첨가하였을 때 340 F/g로 감소하는 현상을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로 1 wt%의 금속유기골격체의 함유량은 전기화학적 특성 감소에 영향을 주는 것으로 사료되며 이러한 결과를 바탕으로 금속유기골격체의 첨가량을 최적화 할 필요가 있다고 판단된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제44권12호
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• pp.740-746
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• 2007

The potential candidates for IT-SOFCs cathode materials, $Ba_{0.5}Sr_{0.5}Co_{0.8}Fe_{0.2}O_{3-{\delta}}$ (BSCF) and $La_{0.6}Ba_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_{3-{\delta}}$ (LBCF) powders, were synthesized by a EDTA-citrate combined method from $Sr(NO_3)_2$, $Ba(NO_3)_2$, $La(NO_3)_3{\cdot}6H_2O$, $Co(NO_3)_2{\cdot}6H_2O$, $Fe(NO_3)_3{\cdot}9H_2O$, citric acid and $EDTA-NH_3$. The cathode performance of symmetrical electrochemical cells consisting of BSCF-GDC or LBCF-GDC composite electrodes and a GDC electrolyte was investigated using by AC impedance spectroscopy at the temperature range of 500 to $700^{\circ}C$. It was found that a single phase perovskite could be successfully synthesized when the precursor is heated at $850^{\circ}C$ for 2 h. Due to thermal expansion mismatch between BSCF and GDC, the composite cathodes with lower GDC content than 45 wt% were peeled off from the GDC electrolyte and their electrode polarization resistance was estimated to be high. The thermal expansion coefficient of BSCF-GDC composites was decreased with increasing the GDC content and the electrode peeling off did not occur in BSCF-45 and 55 wt% GDC composites. BSCF-45 wt% GDC composite electrode showed the lowest area specific resistances (ASR) of 0.15 and $0.04{\Omega}{\cdot}cm^2$ at 600 and $700^{\circ}C$, respectively. On the other hand, LBCF-GDC composite cathodes showed higher ASR than the BSCF-45 and 55 wt% GDC and their cathode performance were decreased with the GDC content.

• 대한화학회지
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• 제58권6호
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• pp.580-589
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• 2014

학생들이 특정 내용 영역을 설명할 때 사용하는 개념은 맥락의 영향을 받기도 하며, 맥락과 관계없이 일관적으로 유지되기도 한다. 이 연구의 목적은 중학생들이 특정 내용 영역에서 사용하는 입자 개념을 살펴보고, 학생들의 입자 개념에 미치는 맥락의 영향을 알아보는 것이다. 이를 위하여 학생들이 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명할 때와 수용액 상태의 서로 다른 전해질이 혼합되어 고체 상태의 앙금을 형성하는 현상을 설명할 때 입자를 어떻게 표현하는지 알아볼 수 있도록 검사지를 제작하였다. 중학교 3학년 학생들을 대상으로 '전해질과 이온' 단원의 수업이 끝난 후에 검사를 실행하고, 개발한 분류틀에 따라 학생들의 응답을 분석하였다. 연구 결과는 다음과 같다. 첫째, 고체 상태와 수용액 상태의 전해질을 설명한 응답의 분석을 통해 학생들이 다양한 입자 개념을 가지고 각각을 설명하고 있음을 알 수 있었다. 둘째, 앙금 생성 반응을 설명하기 위해 학생들이 사용하는 입자 개념을 파악할 수 있었으며, 많은 학생들이 화학기호를 표현하는데 어려움을 갖고 있다는 것을 알 수 있었다. 셋째, 약 57%의 학생들이 과학적 개념을 일관적으로 적용하여 수용액 상태의 입자에 대해 전해질과 앙금 생성 반응을 설명하였고, 비과학적 개념을 가지고 있는 학생을 모두 포함했을 때 일관성 있는 설명을 제시한 학생들은 전체의 약 79%였다. 연구 결과를 바탕으로 학생들이 여러 맥락에서 입자에 대한 과학적 개념을 습득하는데 도움이 될 수 있는 방안을 제안하였다.

• Composites Research
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• 제30권1호
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• pp.46-51
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• 2017

질량 및 부피 증가없이 전지와 구조물기능을 복합재에 결합시키는 구조전지 연구가 광범위하게 진행되고 있다. 탄소섬유 및 유리섬유를 하중지지 및 음극, 분리막 용도로 사용하고, 하중전달이 가능한 고체전해질을 모재로 쓰는 것이 현재 아이디어 이지만, 고체전해질이 두 성능을 충분히 만족시키지 못하는 수준이라 구조전지를 구현하지 못하고 있는 실정이다. 그래서, 본 연구는 유리섬유 분리막 및 액체전해질을 사용하여 하중지지 및 전지의 기능을 동시에 수행하는 실험을 구성하여 액체전해액을 사용한 구조전지의 가능성 및 전기적 물성 변화를 관찰하였다. 인장된 분리막은 안정성을 떨어트리는 영향을 미치는데, 이는 양극의 미세입자들이 늘어난 유리섬유의 틈새로 침투하는 것을 분리막이 막지 못하기 때문이라 예상하였고, 상용 분리막을 추가로 사용 하여 그 예상되는 원인을 확인해 보았다. 그리고, 이러한 구조전지 시스템을 구현하기 위해서는 유리섬유 특성의 연구와 전극과 분리막의 계면에 대한 연구가 필요하다.

• 센서학회지
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• 제7권2호
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• pp.111-116
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• 1998

리튬 이온 전도체를 이용하여 히터가 내장된 단순한 형태의 고체전해질 이산화탄소 감지소자를 제작하였다. 소자의 기준전극과 감지전극은 Au를 사용하였다. type ( I )과 type (II)의 두가지 형태의 소자로 구분하여 제조하였다. type ( I ) 소자는 알카리 금속 탄산염을 $420{\sim}500^{\circ}C$에서 융착하여 제조하였다. Type (II) 소자의 감지막은 알카리 금속 탄산염을 결착제와 혼합한 후 감지전극에 도포하여 제조하였다. 제조된 이산화탄소 감지소자를 동작온도 $420^{\circ}C$에서 이산화탄소 농도 950 ppm에서 9,950 ppm의 영역에 걸쳐 응답특성을 조사하였다. type ( I ) 소자와 type (II) 소자는 이산화탄소 농도변화에 대하여 각각 62 mV/decade와 65 mV/decade의 감도를 보였다. Type (II) 소자의 기전력값의 변화는 동작온도 $420^{\circ}C$에서 Nernst 식의 이론적인 값에 거의 일치하였고, $15{\sim}20$초 이내의 빠른 응답시간을 가지면서 매우 안정한 응답특성을 보였다. 또한 type (II) 소자는 60일 동안 우수한 장기 안정도와 재현성을 보였다.

• 한국재료학회지
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• 제9권11호
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• pp.1075-1082
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• 1999

50/50 vol% LSM-YSZ의 복합공기극(LSM=$\textrm{La}_{1-x}\textrm{Sr}_{x}\textrm{MnO}_{3}$(0$\leq$x$\leq$0.5))이 콜로이드 증착법에 의해 준비으며 주사전자현미경과 임피던스 분석기에 의해 연구되어졌다. 재현성있는 임피던스 스펙트럼들이 LSM-YSZ/YSZ/LSM-YSZ로 구성된 향상된 셀을 사용함으로써 얻어졌다. 이러한 셀들의 임피던스 스펙트럼들은 작동온도에 강하게 영향을 받았으며, 가장 안정된 조건은 $900^{\circ}C$에서 도달되어졌다. $900^{\circ}C$에서 공기//공기 셀에 대해 측정된 전형적인 임피던스 스펙트럼들은 2개의 불완전한 호(depressed arc)로 구성되었다. LSM전극에 대한 YSZ의 첨가는 LSM-YSZ 공기극의 저항 감소를 가져왔으며, 전해질 표면의 불순물의 영향을 제거하기 위한 연마는 공기극 저항을 더욱 감소시켰다. 또한 촉매층(Ni 혹은 Sr)을 가진 LSM-YSZ 전극은 촉매층이 없는 경우에 비해 공기극 저항의 감소를 가져왔다. LSM-YSZ 공기극 저항은 전극조성, 전해질의 형태, 인가 전류에 의해 영향을 받았다.

• 전기화학회지
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• 제7권2호
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• pp.94-99
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• 2004

연료극 지지체 평관형 고체산화물 연료전지(SOFC)의 셀 전력밀도를 증가시키기 위하여 압출법에 의하여 제조하고 그 특성을 연구하였다. 연료극 지지체로써 Ni/YSZ($8mol\%$ yttria stabilized zirconia) cermet는 기공율 $50.6\%,\;0.23{\mu}m$의 기공크기를 나타내었다. 지지체에서의 Ni의 분포는 균일하였으며 전자전도 경로로써의 Ni의 연결성은 양호하였다. 지지체에 YSZ전해질과 복합 공기극층인 $LSM((La_{0.85}Sr_{0.15})_{0.9}MnO_3)/YSZ$ 복합층, LSM, LSCF $(La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{0.2}Fe_{0.8}O_3)$층이 슬러리 디핑법에 의하여 코팅 및 소결된 연료극 지지체식 평관형 고체산화물 연료전지 단위전지의 성능은 $800^{\circ}C$에서 $300mW/cm^2(0.6V,\;500mA/cm^2)$의 성능을 나타내었다. 임피던스 분석에 의하여 평관형 셀의 전기화학적 분극저항을 평가하고 연료측의 가습에 따라 분극저항이 감소되어 성능이 향상됨을 알 수 있었다 슬러리 디핑법으로 LSM이 코팅된 SUS430 금속연결재를 $Ar+10\%\;H_2$에서 소결하였으며, $750^{\circ}C$에서 면저항의 측정할 결과, 초기에는 $148m{\Omega}cm^2$를 나타내었으며, 450시간 경과 후에 $43m{\Omega}cm^2$의 낮은 면저항을 유지하였다. 반면에 동일한 조건으로 LSM이 코팅된 Fecralloy는 높은 면저항을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제37권7호
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• pp.635-641
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• 1993

고체 전해질의 특성을 조사하기 위해 전기화학전지, $Pt|ar(PO_2=5.3{\times}10^{-3}atm)|Zr_{0.85}Ca_{0.15}O_{1.85}|air(PO_2=0.21atm)|Pt$을 제작하고 600~1000${\circ}$C의 온도구간에서 기전력의 온도 의존성을 측정하였다. 고체 전해질은 산소 음이온에 의한 순수한 이온성 전기전도도를 나타낸다. Fe-FexO, Co-CoO, Ni-NiO, 및 $Cu_2_O-CuO$전극들은 금속과 금속산화물을 1:1 몰비로 혼합한 후 800${\circ}$C에서 6h 동안 열처리하여 제조하였다. 전기 화학전지 Pt|M(s), $MO(s)|Zr_P{0.85}Ca_{0.15}O_{1.85}|air(PO_2=0.21atm)|Pt$을 제작하고 같은 온도 구간에서 기전력의 온도 의존성을 측정하였다 .그 전지들의 기전력과 기전력의 온도 의존성을 사용하여 금속산화물의 생성에 대한 열역학적 상태함수 변화들을 계산한다. 그 함수 변화들로 이들 산화물계의 물성을 논의하였다.