• 전기화학회지
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• 제3권1호
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• pp.49-56
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• 2000

정상상태 회전원판전극(RDE)방법과 유체역학적 요동에 의한 전기화학적(EHD) 임피던스방법을 이용하여 금(Au)회전 원판전극(rotating disk electrode)표면에 형성된 PVC(polyvinyl chloride)피막내 산소확산계수의 온도의존성에 대한 연구를 수행하였다. PVC 피막내에서의 산소확산속도(산소확산계수와 피막두께의 비) $D_f/\delta_f$는 한계전류 대 전극회전각속도의 변화로부터 측정하였고, 확산시간상수(diffusion time constant) $\delta_f^2/D_f$측정된 임피던스 값을 $\ulcorner$비전도성, 다공성 피막을 통한 물질이동$\lrcorner$에 대한 확산방정식으로부터 계산된 값에 피팅(fitting)하여 얻었다. 이 측정된 확산속도와 확산시간상수로부터 상온에서 PVC피막의 두께 $\delta_f$와 피막내에서의 산소확산계수(diffusivity) $D_f$를 각각 결정하였다. 온도가 증가함에 따라 측정된 PVC내에서의 산소확산계수가 용액에서의 산소확산계수 $D_s$보다 더 빠르게 증가하였다. 이는 온도가 증가함에 따라 PVC피막내 공공이 성장하고, 이 공공들이 피막내에서 유효한 확산경로로 작용한다는 것을 의미한다. 본 정상상태 및 유체역학적 요동상태 실험방법을 이용하여 금속표면에 존재하는 비전도성 다공질피막의 두께와 피막내 산소확산계수를 동시에 측정할 수 있었으며, 피막의 다공도를 정량적으로 계산할 수 있었다.

• 멤브레인
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• 제19권1호
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• pp.25-33
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• 2009

PES/DMF/TSA/PVP 고분자용액을 물에 침지시 시키는 상전이 공정을 통하여 비대칭성이 향상된 PES 멤브레인을 제조하였다. PES (polyethersulfone) 용액에 응고제 (p-toluenesulfonic acid, TSA)와 습윤제 고분자 (polyvinylpyrrolidone, PVP)의 첨가와 습윤 상태에 노출 시간으로 일어나는 멤브레인 표면의 pre-coagulation 현상은 멤브레인의 구조적 특성과 투과량 특성에 있어 중요한 역할을 한다. PES 용액은 폴리에스터 필름에 코팅된 후 약 $72{\sim}144$초 동안 80%의 습도하에서 공기에 노출된 후 응고조에 침지되었다. Capillary flow porometer, FE-SEM과 수투과 평가장치를 통하여 멤브레인의 특성을 살펴보았다. TSA 20 wt%와 PVP 10 wt%가 첨가된 11 wt%의 PES 용액에서 멤브레인 구조의 비대칭성이 크게 향상되었으며 최소 기공충의 두께도 얇아짐을 볼 수 있었다. 그 결과로 수투과량에 큰 증가를 가져옴을 볼 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제22권1호
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• pp.36-42
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• 2019

두께가 $52{\mu}m$의 주석필름을 고농도의 질산을 사용한 화학적 식각과정을 거쳐서 리튬이온 이차전지용 고용량 음극인 다공성 주석후막을 제조하였다. 다공성 주석필름은 반응면적이 증가하게 되어 리튬과의 합금화 반응에 대한 과전압이 감소하였으며, 동시에 충방전 시의 부피변화에 대응할 수 있는 공간이 확보되었다. 또한, 이러한 다공성 주석후막 전극은 바인더 및 도전재의 사용이 필요하지 않기 때문에 실질적으로 더욱 큰 에너지 밀도의 구현이 가능하다. 식각용액에서의 질산농도가 증가할 수록 주석필름의 식각되는 정도가 증가하여 주석의 무게와 두께가 더욱 감소하였다. 3 M 농도 이상의 질산에서 주석필름의 식각이 효과적으로 진행되었으나, 5 M 농도에서는 식각속도가 더욱 증가하여 60초 내에 대부분의 주석이 용출되어 회수할 수 없었다. 4 M 농도의 질산용액에서 식각한 경우에는 두께는 40.3%가 감소하며 무게는 48.9%가 감소된 다공성 구조가 형성되었다. 주석필름의 식각되는 정도가 증가함에 따라 전기화학적 활성이 증가하게 되어 리튬저장에 대한 가역용량이 증가하였으며, 4 M 농도에서 식각한 주석필름의 경우에는 650 mAh/g의 가역용량을 나타내었으며, 안정적인 사이클 특성을 나타내어 주석분말을 사용하여 기존의 전극제조 방법으로 제조한 경우보다 향상된 사이클 성능을 나타내었다.

• 멤브레인
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• 제26권4호
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• pp.281-290
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• 2016

정삼투 분리막 용도에 적합한 폴리아미드 복합막의 제조에 있어 지지층의 극성 및 공극률이 폴리아미드 구조 및 정삼투 분리막 투과 성능에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 클레쏘킬레이트 금속착물(0.1-0.5중량%)이 함유된 폴리술폰(18중량%) 용액을 상전이 공정을 통하여 지지층을 제조하였다. 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 다공성 PSF 지지층 제조를 위하여 상대적으로 낮은 폴리술폰(12중량%) 용액을 이용한 지지층을 폴리에스터 필름상에서 제조한 후 필름을 제거하고 제조된 지지층 상에 방향족 폴리아미드 활성층을 제막하였다. 제막된 시편 중 폴리술폰(18중량%)/금속착물(0.5중량%)로 만들어진 FO막은 유량 9.99 LMH, reverse salt flux 0.77 GMH로 HTI의 상용막(10.97 LMH, 2.2 GMH)과 비교해도 거의 비슷한 유량값과 향상된 RSF 값을 얻을 수 있었다. 캐스팅 용액의 금속착물의 첨가로 활성층 두께가 줄어들었으나 제거효율은 향상되는 결과를 얻을 수 있었다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제24권5호
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• pp.422-426
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• 2011

Piezoelectric materials can be used to convert mechanical energy into electrical energy. In this study, we investigated the possibility of harvesting from mechanical vibration force using a high efficient piezoelectric material-polyvinylidene fluoride (PVDF). A piezoelectric energy harvesting system consists of rectifier, filter capacitor, resistance. The experiments were carried out with impacting force to PVDF film with the thickness of 1 ${\mu}m$. The output power was measured with change in the load resistance value from 100 ${\Omega}$ to 2.2 $M{\Omega}$. The highest power was obtained under optimization by selection of suitable resistive load and capacitance. A power of 0.3082 ${\mu}W/mm^2$ was generated at the external vibration force of 5 N (10 Hz) across a 1 $M{\Omega}$ optimal resistor. Also, the maximum power of 0.345 ${\mu}W/mm^2$ was generated at 22 ${\mu}F$ and 1 $M{\Omega}$. The developed system was expected at a solution to overcome the critical problem of making up small size energy harvester.

• 전자공학회논문지SC
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• 제37권4호
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• pp.49-54
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• 2000

고분자 이온 감응막을 광도파로로 이용한 새로운 형태의 센서소자를 제작하여 칼슘이온의 농도 변화에 따른 그 특성을 평가하였다. 광도파로 소자는 실리카 유리기판에 기존의 반도체 사진식각법 (photolitho-graphy)을 이용하여 도파로가 형성되어질 부분을 에칭한 후 감지막을 스핀코팅법으로 코팅하여, 그 자체를 도파로로 이용한 고속 응답의 새로운 형태의 센서소자를 제작하였다. 도파로로 사용된 감지막은 칼슘이온에 대해 특이성을 가지는 변색성 이온감응물질인 ETH5294, 중성이온감응물질인 K23El, anionic site인 NaTm(CF/sub 3/)/sub 2/PB, 가소제인 DOP 및 PVC-PVAC-PVA 폴리머를 THF 용매에 녹여 스핀 코팅법으로 제작하였다. 여러 가지 변수에 따른 센서의 특성을 평가하기 위하여 도파로의 두께(즉, 감지막의 두께), 변색성 이온감응물질의 농도, 각 모드 변화에 따른 센서의 감응특성을 비교 평가하였다. 제작된 센서는 칼슘이온에 대해 1×10­6∼1M의 측정 범위를 가지며, 1×10­⁴∼1×10­¹M 영역에서 선형성을 가지며, 기존의 광학적 측정 방법인 분광분석법에 비해 높은 감도를 나타냄을 확인하였다.

• 한국분말재료학회지
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• 제25권1호
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• pp.54-59
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• 2018

Sb-doped $SnO_2$ (ATO) transparent conducting films are fabricated using horizontal ultrasonic spray pyrolysis deposition (HUSPD) to form uniform and compact film structures with homogeneously supplied precursor solution. To optimize the molar concentration and transparent conducting performance of the ATO films using HUSPD, we use precursor solutions of 0.15, 0.20, 0.25, and 0.30 M. As the molar concentration increases, the resultant ATO films exhibit more compact surface structures because of the larger crystallite sizes and higher ATO crystallinity because of the greater thickness from the accelerated growth of ATO. Thus, the ATO films prepared at 0.25 M have the best transparent conducting performance ($12.60{\pm}0.21{\Omega}/{\square}$ sheet resistance and 80.83% optical transmittance) and the highest figure-of-merit value ($9.44{\pm}0.17{\times}10^{-3}{\Omega}^{-1}$). The improvement in transparent conducting performance is attributed to the enhanced carrier concentration by the improved ATO crystallinity and Hall mobility with the compact surface structure and preferred (211) orientation, ascribed to the accelerated growth of ATO at the optimized molar concentration. Therefore, ATO films fabricated using HUSPD are transparent conducting film candidates for optoelectronic devices.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.153-153
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• 2016

Aluminum alloys have poor corrosion resistance compared to the pure aluminum due to the additive elements. Thus, anodizing technology artificially generating thick oxide films are widely applied nowadays in order to improve corrosion resistance. Anodizing is one of the surface modification techniques, which is commercially applicable to a large surface at a low price. However, most studies up to now have focused on its commercialization with hardly any research on the assessment and improvement of the physical characteristics of the anodized films. Therefore, this study aims to select the optimum temperature of sulfuric electrolyte to perform excellent corrosion resistance in the harsh marine environment through electrochemical experiment in the sea water upon generating porous films by variating the temperatures of sulfuric electrolyte. To fabricate uniform porous film of 5083 aluminum alloy, we conducted electro-polishing under the 25 V at $5^{\circ}C$ condition for three minutes using mixed solution of ethanol (95 %) and perchloric (70 %) acid with volume ratio of 4:1. Afterward, the first step surface modification was performed using sulfuric acid as an electrolyte where the electrolyte concentration was maintained at 10 vol.% by using a jacketed beaker. For anode, 5083 aluminum alloy with thickness of 5 mm and size of $2cm{\times}2cm$ was used, while platinum electrode was used for cathode. The distance between the two was maintained at 3 cm. Afterward, the irregular oxide film that was created in the first step surface modification was removed. For the second step surface modification process (identical to the step 1), etching was performed using mixture of chromic acid (1.8 wt.%) and phosphoric acid (6 wt.%) at $60^{\circ}C$ temperature for 30 minutes. Anodic polarization test was performed at scan rate of 2 mV/s up to +3.0 V vs open circuit potential in natural seawater. Surface morphology was compared using 3D analysis microscope to observe the damage behavior. As a result, the case of surface modification presented a significantly lower corrosion current density than that without modification, indicating excellent corrosion resistance.

• Carbon letters
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• 제21권
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• pp.68-73
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• 2017

We have demonstrated the production of thin films containing multilayer graphene-coated copper nanoparticles (MGCNs) by a commercial electrodeposition method. The MGCNs were produced by electrical wire explosion, an easily applied technique for creating hybrid metal nanoparticles. The nanoparticles had average diameters of 10-120 nm and quasi-spherical morphologies. We made a complex-electrodeposited copper thin film (CETF) with a thickness of $4.8{\mu}m$ by adding 300 ppm MGCNs to the electrolyte solution and performing electrodeposition. We measured the electric properties and performed corrosion testing of the CETF. Raman spectroscopy was used to measure the bonding characteristics and estimate the number of layers in the graphene films. The resistivity of the bare-electrodeposited copper thin film (BETF) was $2.092{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm$, and the resistivity of the CETF after the addition of 300 ppm MGCNs was decreased by 2% to ${\sim}2.049{\times}10^{-6}{\Omega}{\cdot}cm$. The corrosion resistance of the BETF was $9.306{\Omega}$, while that of the CETF was increased to 20.04 Ω. Therefore, the CETF with MGCNs can be used in interconnection circuits for printed circuit boards or semiconductor devices on the basis of its low resistivity and high corrosion resistance.

• 한국표면공학회지
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• 제40권4호
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• pp.190-196
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• 2007

Dye sensitized solar cells(DSSC) are the most promising future energy resource due to their high energy efficiency, low production cost, and simple manufacturing process. But one problem in DSSC is short life time compared to silicon solar cells. This problem occurred from photocatalytic degradation of dye material by nanometer sized $TiO_2$ particles. To prevent dye degradation as well as to increase its life time, the transparent coating film is needed for UV blocking. In this study, we synthesized nanometer sized $TiO_2$ particles in sols by increasing its internal pressure up to 200 bar in autoclave at $120^{\circ}C$ for 10 hrs. The synthesized $TiO_2$ sols were all formed with brookite phase and their particle size was several nm to 30 nm. Synthesized $TiO_2$ sols were coated on the backside of fluorine doped tin oxide(FTO) glass by ink jet printing method. With increasing coating thickness by repeated ink jet coating, the absorbance of UV region (under 400 nm) also increases reasonably. Decomposition test of titania powders dispersed in 0.1 mM amaranth solution covered with $TiO_2$ coating glass shows more stable dye properties under UV irradiation, compared to that with as-received FTO glass.