• 제목/요약/키워드: Solid-electrolyte

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PMC(Programmable Metallization Cell) 응용을 위한 칼코게나이드 박막에서의 Ag-doping에 관한 연구 (A Study on Ag-doping in Chalocogenide Thin Films Application for Programmable Metallization Cell)

  • 최혁;남기현;구용운;이영희;정홍배
    • 대한전기학회:학술대회논문집
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    • 대한전기학회 2007년도 제38회 하계학술대회
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    • pp.1325-1326
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    • 2007
  • We have demonstrated new functionalities of Ag doped chalcogenide glasses based on their capabilities as solid electrolytes. Formation of such amorphous systems by the introduction of silver via photo-induced diffusion in thin chalcogenide films is considered. The influence of silver on the properties of the newly formed materials is regarded in terms of diffusion kinetics and Ag saturation is related to the composition of the hosting material. Silver saturated is related to the composition of the hosting material. Silver saturated Ge-Ch glasses have been used in the formation of solid electrolyte which is the active medium in programmable metallization cell (PMC) devices. This paper concerns our more recent work on silver-doped germanium selenide electrolytes and describes the electrical characteristics of PMC devices made from these materials following annealing at $300^{\circ}C$.

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고체전해질용 $Li_2O-V_2O_5-P_2O_5$ 유리의 전기적 특성 (Electrical Properties of $Li_2O-V_2O_5-P_2O_5$ Glasses for Solid State Electrolyte)

  • 이창희;손명모;이헌수;구할본;박희찬
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.334-335
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    • 2005
  • Ternary tellurite glassy systems ($Li_2O-V_2O_5-P_2O_5$) have been synthesised using Vanadium oxide as a network former and Lithium oxide as network modifier. The addition of a metal? oxide makes them electric or mixed electric-ionic conductors, which are of potential interest as cathode' materials for solid-state batteries. This glass-ceramics crystallized from the $Li_2O-V_2O_5-P_2O_5$ system are particularly interesting, because they exhibit high conductivity (up to $5.95\times10^{-4}$ S/cm) at room temperature. the glass samples were prepared by quenching the melt on the copper plate and the glass-ceramics were heat-treated at crystallizing temperature determined from differential thermal analysis (DTA). The electric D.C conductivity result have been analyzed in terms of a small polaron-hopping model.

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Fabrication of a Full-Scale Pilot Model of a Cost-Effective Sodium Nickel-Iron Chloride Battery Over 40 Ah

  • Lee, Dong-Geun;Ahn, Byeong-Min;Ahn, Cheol-Woo;Choi, Joon-Hwan;Lee, Dae-Han;Lim, Sung-Ki
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제12권4호
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    • pp.398-405
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    • 2021
  • To fabricate a full-scale pilot model of the cost-effective Na-(Ni,Fe)Cl2 cell, a Na-beta-alumina solid electrolyte (BASE) was developed by applying a one-step synthesis cum sintering process as an alternative to the conventional solid-state reaction process. Also, Fe metal powder, which is cheaper than Ni, was mixed with Ni metal powder, and was used for cathode material to reduce the cost of raw material. As a result, we then developed a prototype Na-(Ni,Fe)Cl2 cell. Consequently, the Ni content in the Na-(Ni,Fe)Cl2 cell is decreased to approximately (20 to 50) wt.%. The #1 prototype cell (dimensions: 34 mm × 34 mm × 235 mm) showed a cell capacity of 15.9 Ah, and 160.3 mAh g-1 (per the Ni-Fe composite), while the #2 prototype cell (dimensions: 50 mm × 50 mm × 335 mm) showed a cell capacity of 49.4 Ah, and 153.2 mAh g-1 at the 2nd cycle.

알루미늄 6061 합금의 표면 나노 구조물 변화에 따른 방빙 특성 연구 (Anti-Icing Characteristics of Aluminum 6061 Alloys According to Surface Nanostructure)

  • 김리안;정찬영
    • Corrosion Science and Technology
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    • 제21권6호
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    • pp.476-486
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    • 2022
  • Recently, aluminum 6061 instead of copper alloy is used for cooling heat exchangers used in the internal combustion of engines due to its economic feasibility, lightweight, and excellent thermal conductivity. In this study, aluminum 6061 alloy was anodized with oxalic acid, phosphoric acid, or chromic acid as an anodizing electrolyte at the same concentration of 0.3 M. After the third anodization, FDTS, a material with low surface energy, was coated to compare hydrophobic properties and anti-icing characteristics. Aluminum was converted into an anodization film after anodization on the surface, which was confirmed through Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS). Pore distance, interpore distance, anodization film thickness, and solid fraction were measured with a Field Emission Scanning Electron Microscope (FESEM). For anti-icing, hydrophobic surfaces were anodized with oxalic acid, phosphoric acid, or chromic acid solution. The sample anodized in oxalic acid had the lowest solid fraction. It had the highest contact angle for water droplets and the lowest contact hysteresis angle. The anti-icing contact angle showed a tendency to decrease for specimens in all solutions.

Effect of SiO2/B2O3 ratio on Li ion conductivity of a Li2O-B2O3-SiO2 glass electrolyte

  • Kim, Young Han;Yoon, Mi Young;Lee, Eun Jung;Hwang, Hae Jin
    • Journal of Ceramic Processing Research
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    • 제13권spc1호
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    • pp.37-41
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    • 2012
  • A lithium ion conducting borosilicate glass was fabricated by a conventional melt quenching technique from a mixture of Li2CO3, B2O3 and SiO2 powders. The Li ion conductivity of the lithium borosilicate glasses was evaluated in terms of the SiO2/B2O3 ratio. In the Li2O-B2O3-SiO2 ternary glass, the glass forming region decreases with an increasing Li2O content. At the same Li2O, the crystallization tendency of the glass samples increases with the SiO2/B2O3 ratio, resulting in a reduced glass forming region in the Li2O-B2O3-SiO2 ternary glass. The electrical conductivity moderately depends on the SiO2/B2O3 ratio in the Li2O-B2O3-SiO2 ternary glass. The conductivity of the glasses slightly increases with the SiO2/B2O3 ratio. The observed phenomenon can be explained by the modification of the glass structure as a function of the SiO2 content.

개선된 중성염 진해공정을 이용한 모의 방사성 금속폐기물의 제염 (Decontamination of simulated radioactive metal waste by modified electrolytic Process with neutral salt electrolytes)

  • 이지훈;육완이;양호연;하종현
    • Journal of Radiation Protection and Research
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    • 제27권2호
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    • pp.95-100
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    • 2002
  • 원자력발전소에서 주로 발생되는 금속폐기물인 탄소강을 중성염전해질인 1.7M의 황산나트륨($Na_2SO_4$)과 질산나트륨($NaNO_3$)을 이용하여 기존전해제염과 개선된 전해제염공정의 비교실험을 수행하였다. 양극은 인코넬, 음극은 티타늄으로 하여 상온에서 1시간동안 반응시켜 금속폐기물 모재의 weight loss, 두께변화. 전해질 내 침전물농도, SEM을 이용하여 제염전후의 금속폐기물 표면의 형상을 분석하였다. 실험결과 개선된 전해제염 적용시 전해질 종류별 전류밀도 변화에 따른 실험에서는 전류밀도가 $0.1{\sim}0.6A/cm^2$으로 증가함에 따라 1.7M의 황산나트륨 적용시 금속폐기물 모재의 두께변화는 $0.48{\pm}0.005{\sim}67.7{\pm}0.02{\mu}m$, 1.7M의 질산나트륨 적용시에는 $0.06{\pm}0.005{\sim}17.7{\pm}0.05{\mu}m$로 나타나 같은 전류밀도에서 황산나트륨 적용시 금속폐기물 모재의 표면 제염효율이 더욱 높은 양상을 보였다. 또한 전류밀도 $0.3A/cm^2$ 및 1.7M의 황산나트륨의 조건에서 개선된 전해제염 적용 시 $9.8{\pm}0.01{\mu}m$의 금속폐기물 두께변화를 보여 기존전해제염 적용시인 $3.7{\pm}0.03{\mu}m$의 금속폐기물 두께변화보다 2배 이상의 표면 제염효과를 보였다.

리튬 유황전지용 폴리우레탄 고분자 전해질의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Polyurethane-based Polymer Electrolyte for Lithium Sulfur Battery)

  • 김형주;신준호;김종화;김기원;안효준;안주현
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.47-51
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    • 2002
  • 본 연구에서는 높은 인장강도와 탄성력을 가지는 다공성 폴리우레탄(polyurethane, PU)을 지지체(matrix)로 이용하고, 유기 전해액 ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), tetraethylene glycol dimethylether(TG)와 1M $LiCF_3SO_3$를 부피비 1:1 비율로 혼합하여 액체 전해액을 제조하였으며, 높은 이론용량을 가지는 Li/S전지에 적용하여 전기 화학적 특성을 조사하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG를 첨가할 경우 유기 전해액의 함침량이 약 $750\%$ 증가하였으며 방전용량$(1065mAh/g{\cdot}sulfur)$ 및 사이클 특성이 가장 우수하였다. 1M $LiCF_3SO_3$에 TG/EC(v/v,1:1) 및 PC/EC(v/v,1:1)를 첨가한 경우 이온 전도도는 각각 $3.15\times10^{-3}(S/cm)$$3.18\times10^{-3}(S/cm)$로 나타났다.

고체 산화물 연료전지를 위한 물성치 및 전기화학반응의 수치해석 모델링 (Numerical Modeling of Physical Property and Electrochemical Reaction for Solid Oxide Fuel Cells)

  • 박준근;김선영;배중면
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제34권2호
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    • pp.157-163
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    • 2010
  • 고체산화물연료전지는 세라믹 물질로 이루어지며, 세라믹 물질의 물성치는 작동조건에 따라 달라진다. 따라서, 높은 신뢰성을 가지는 시뮬레이션 모델을 개발하기 위해서는 세라믹 물질의 물성치를 정확하게 예측할 수 있어야한다. 본 논문에서는 고체산화물연료전지의 성능에 영향을 미치는 여러가지 물성치를 선택하고 그 물성치를 위한 시뮬레이션 모델이 개발되었다. 개회로전압을 위한 깁스에너지, 활성화손실을 위한 교환전류밀도, 저항손실을 위한 전기전도도가 계산되었다. 또한, 다공성 전극 내부의 물질전달 해석을 위해서 분자확산과 누센확산을 함께 고려하는 유효확산계수가 계산되었다. 이러한 계산과정 후에 물성치 모델과 전기화학반응 모델이 동시에 시뮬레이션 되었다. 해석코드의 검증을 위해서 전산해석 결과는 실험결과 및 Chan 등에 의해서 수행된 이전 연구결과와 비교되었다.

SOFC 음극의 기공구조가 음극특성에 미치는 영향 (Effect of the Pore Structure on the Anodic Property of SOFC)

  • 허장원;이동석;이종호;김재동;김주선;이해원;문주호
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.86-91
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    • 2002
  • 고체 산화물 연료전지(Solid Oxide Fuel Cell; SOFC)는 무공해 청정에너지원으로서 기존의 발전방식을 대체할 차세대 에너지원으로 각광받고 있다. 고체산화물 연료전지의 구성요소는 크게 음극(anode), 양극(cathode), 전해질(electolyte)로 나뉘어 지는데 그 중 음극은 전극으로서의 역할은 물론 음극지지형인 경우 지지체 역할가지 수행해야 하기 때문에 아주 다양한 특성이 요구되어지고 있다. 그 중에서도 연료전지 성능의 최대 감쇄요인으로 지적되고 있는 분극저항을 줄이기 위해서는 높은 전기전도도와 높은 가스투과도가 요구되고있다. 본 연구에서는 음극 제조과정 중 첨가하는 기공 전구체의 종류에 따라 기판의 기공구조가 어떻게 바뀌는지 또 그로 인해 기판의 미세구조 및 전기전도도가 어떠한 영향을 받는지 관찰하였다. 결과 음극기판의 미세구조 및 전기전도도는 기공전구체의 종류에 따라 크게 달라졌으며 특히 이방성을 가지는 기공전구체의 사용은 전도성상의 단락 및 비효율적인 기공의 양산을 가져와 결과적으로 연료전지 성능을 악화시킬 것으로 예상된다.

Nd2-xSrxNiO4+δ/GDC(x = 0, 0.4, 0.6) 공기극의 전기화학특성 평가 (Electrochemical Performance of a Nd2-xSrxNiO4+δ/GDC(x = 0, 0.4, 0.6) as a SOFC Cathode Material)

  • 이경진;서정욱;임예솔;황해진
    • 한국세라믹학회지
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    • 제51권1호
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    • pp.51-56
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    • 2014
  • Mixed ionic and electronic conducting $K_2NiF_4$-type oxide, $Nd_{2-x}Sr_xNiO_{4+\delta}$ (x = 0, 0.4, 0.6) powders were synthesized by a solid-state reaction technique and solid oxide fuel cells consisting of a $Nd_{2-x}Sr_xNiO_{4+\delta}-GDC$ cathode, a Ni-YSZ anode and 8YSZ as an electrolyte were fabricated. The effect of strontium substitution for neodymium on the electrical and electrochemical properties was examined. The electrical conductivity increased with an increase in the Sr doping content, while it appears that the excess oxygen (${\delta}$) decreased. Sr doping into $Nd_2NiO_{4+\delta}$ resulted in an increase in the cathode polarization resistance and an decrease in the power density of the cell. These phenomena may be associated with the decreased amount of excess oxygen noted in the $Nd_{2-x}Sr_xNiO_{4+\delta}$ cathode.