• Composites Research
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• 제29권6호
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• pp.395-400
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• 2016

최근에는 이온 전도도의 감소없이 높은 기계적 물성을 가진 구조 복합재를 개발하기 위하여 에폭시 매트릭스를 기반으로 하여 전해질을 함유한 다기능성 구조 전해질에 대한 연구가 활발히 진행 중이다. 구조 전해질의 최적 함량 및 소재 선정에 대해서는 많이 연구되고 있는 반면, 경화 거동에 따른 특성 분석에 관한 연구는 더디게 진행되고 있기 때문에 본 연구에서는 구조 성능과 에너지 저장 성능을 동시에 가진 고체 전해질을 함유한 에폭시 기반의 구조 전해질을 다양한 경화 시간 및 온도에 따라 제조하고 기계적 특성 및 이온 전도도 특성을 측정하였다. 그리하여 전해질의 열 분해가 일어나지 않는 온도 범위 내에서 에폭시가 충분히 경화할 수 있는 경화 조건을 통해 115 MPa와 $6{\times}10^{-5}S/cm$의 값을 동시에 가지는 구조 전해질을 얻었다.

• Composites Research
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• 제28권5호
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• pp.285-290
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• 2015

구조전지에서 멀티스케일로 일어나는 다중물리현상은 기계적 물성을 테스트하는 것을 어렵게 한다. 본 연구에서는 구조전지 셀에 적합한 기계적 물성 테스트 방법을 이용하여 탄소섬유직물의 전해질 코팅이 기계적 성능에 미치는 효과를 알아보았다. 이를 위해 ASTM의 표준 시편 규격을 참고하여 2가지 종류의 시편을 제작하였다. 기계적 물성 실험은 탄소섬유직물에 전해질을 도포하여 전해질 코팅을 수행하고 이를 다시 에폭시에 경화를 시켜 시편을 만들고 만능 인장시험기를 이용하여 인장실험을 진행하였다. 실험결과, 탄소섬유직물에 전해질의 코팅이 기계적물성에는 큰 영향을 주지 않음을 확인할 수 있었다. 또한 실험에 이용한 축소된 규격의 시편이 타당함을 확인할 수 있었다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권2호
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• pp.510-514
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• 2013

The structural change of Nafion polymer electrolyte membrane (PEM) induced by hot-pressing, which is one of the representative procedures for preparing membrane-electrode-assembly for low temperature fuel cells, was investigated by $^2H$ nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy. The hydrophilic channels were asymmetrically flattened and more aligned in the membrane plane than along the hot-pressing direction. The average O-$^2H$ director of $^2H_2O$ in polymer electrolyte membrane was employed to extract the structural information from the $^2H$ NMR peak splitting data. The dependence of $^2H$ NMR data on water contents was systematically analyzed for the first time. The approach presented here can be used to understand the chemicals' behavior in nano-spaces, especially those reshaping and functioning interactively with the chemicals in the wet and/or mixed state.

• Composites Research
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• 제36권6호
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• pp.416-421
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• 2023

Multifunctional composite materials capable of both load-carrying and energy functions are promising innovative candidates for the advancement of contemporary technologies owing to their relative feasibility, cost-effectiveness, and optimized performance. Carbon fiber (CF)-based structural batteries utilize the graphitic inherent structure to enable the employment of carbon fibers as electrodes, current collectors, and reinforcement, while the matrix system is an ion-conduction and load transfer medium. Although it is possible to enhance performance through the modification of constituents, there remains a need for a systematic design methodology scheme to streamline the commercialization of structural batteries. In this work, a bi-phasic epoxy-based ionic liquid (IL) modified structural battery electrolyte (SBE) was developed via thermally initiated phase separation. The polymer's morphological, mechanical, and electrochemical characteristics were studied. In addition, the interfacial shear strength (IFSS) between CF/SBE was investigated via microdroplet tests. The results accentuated the significance of considering IFSS and matrix plasticity in designing composite structural batteries. This approach is expected to lay the foundation for realizing smart structures with optimized performance while minimizing the need for extensive trial and error, by paving the way for a streamlined computational design scheme in the future.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제14권2호
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• pp.120-130
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• 2023

PEMFC has high potential for future development due to its high energy density, eco-friendliness, and high energy efficiency. When it becomes small, light and flexible, it can be competitive as an energy source for portable devices or flexible electronic devices. However, the use of hard and heavy materials for structural rigidity and uniform contact pressure transmission has become an obstacle to reducing the weight and flexibility of PEMFCs. This review intends to provide an example of the application of a new structure and material for lightweight and flexibility. As a lightweight PEMFC, a tubular design is presented and structural advantages through numerical modeling are explained. Manufacturing methods to realize the structural advantages and possibilities of tubular PEMFCs are discussed. In addition, the materials and manufacturing processes used to fabricate lightweight and flexible PEMFCs are described and factors affecting performance are analyzed. Strategies and structural improvements of light and flexible movements are discussed according to the component parts.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2009년도 추계학술대회 논문집
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• pp.350-354
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• 2009

In this work, polymer - inorganic composites have prepared using polymer such as polyethylene glycol (PEG)/poly (methyl methacrylate, PMMA) and inorganic nanofillers materials such as TiO2 nanotubes (TiNTs)/carbon nanotubes (CNTs). The extensive structural, morphological and ionic properties revealed that the high surface area and tubular feature of nanofillers improved the interaction and cross-linking to polymer matrix which is significantly enhanced the ionic conductivity and electrical properties of composite electrolytes. Comparably high conversion efficiency ~4.5% has been observed by using the newly prepared PEG-TiNTs composite solid electrolyte as compared with PMMA-CNTs electrolyte based DSSCs (~3%). The detailed comparative properties would be discussed in term of their structural, morphology, ionic and photovoltaic properties.

• 대한화학회지
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• 제34권1호
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• pp.44-50
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• 1990

페놀류의 구조 이성질체의 액체 크로마토그래피적 머무름거동을 이동상의 성질을 변화시켜 조사했다. 역상 액체 크로마토그래피에서 페놀류의 구조이성질체에 대한 머무름거동은 첨가한 용리액의 전해질에 영향을 받았다. 이 머무름거동은 Langmuir의 흡착등온선과 페놀이온과 전해질 이온으로 코우팅 된 정지상 사이의 이온교환과정으로 설명할 수 있다. 이 거동은 전해질의 농도에 따라 두 영역으로 나누어져서 반대이온효과가 나타나는 부분과 동종이온효과가 나타나는 부분으로 설명할 수 있다. 머무름값이 극대가 나타나는 것은 유기용매의 종류에는 관계없이 전해질의 종류와 농도에 따라 다르게 나타났다.

• 융합정보논문지
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• 제11권2호
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• pp.117-123
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• 2021

수계 아연 이온 전지의 신규 전극 활물질로서 헥사시아노 철산철(Fe4[Fe(CN6)]3, FeHCF)의 전기화학적 특성에 미치는 전해질 농도의 영향에 관하여 조사하였다. FeHCF 전극의 전기화학 반응 및 구조적 안정성에 전해질 농도가 크게 영향을 준다는 것이 전위 주사, 충전-방전 시험, X-선 회절 분석에 의해 확인되었다. 1.0-7.0 mol dm-3의 전해질 용액에서는 농도가 증가함에 따라 FeHCF 전극의 충전 및 방전 용량이 증가하였으나 사이클이 진행됨에 따라 서서히 감소하였다. 반면에 9.0 mol dm-3의 전해질 용액에서는 초기 용량은 상대적으로 작았으나 사이클 특성이 우수하였다. 전자의 전해질 용액에서 5사이클 진행된 FeHCF 전극은 반응 전과 비교하여 결정 구조에 변화가 있었으며, 후자의 경우에는 변화가 없었다. 이것은 FeHCF 전극의 전기화학적 성능이 전해질 용액 중에 존재하는 아연 이온의 수화 구조와 크게 관련이 있음을 시사하는 것이다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제17권9호
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• pp.930-935
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• 2004

$({Li}_{0.5}0{La}_{0.5}){TiO}_3$ (LLTO) solid electrolyte was grown on LiCo{O}_2 (LCO) cathode films deposited on $Pt/Ti{O}-2/Si{O}_2/Si$ substrate using pulsed laser deposition for all-solid-state lithium microbattery. LLTO solid electrolyte exhibits an amorphous phase at various deposition temperatures. LLTO films deposited at 10$0^{\circ}C$ showed a clear interrace without any chemical reaction with LCO, and showed an initial discharge capacity of 50 $\mu$Ah/cm$^2$-$\mu$m and capacity retention of 90 % after 100 cycles with Li anode in 1mol$ LiCl{O}_4$ in propylene carbonate (PC). The increase of capacity retention in LLTO/LCO structure than LCO itself was attributed to the structural stability of LCO cathode films by the stacked LLTO. The cells of LLTO/LCO with LLTO grown at $100^{\circ}C$ showed a good cyclic property of 63.6 % after 300 cycles. An amorphous LLTO solid electrolyte is possible for application to solid electrolyte for all-solid-state lithium microbattery.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권2호
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• pp.177-185
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• 2022

Electrochemical properties of LiMn₂O₄ cathode were investigated in three types of Zn-containing electrolytes: lithium-zinc sulfate electrolyte (1M ZnSO₄ / 2M Li₂SO₄), zinc sulfate electrolyte (2MZnSO₄) and lithium-zinc-manganese sulfate electrolyte (1MZnSO₄ / 2MLi₂SO₄ / 0.1MMnSO₄). Cyclic voltammetry measurements demonstrated that LiMn₂O₄ is electrochemically inactive in pure ZnSO₄ electrolyte after initial oxidation. The effect of manganese (II) additive in the zinc-manganese sulfate electrolyte on the electrochemical performance was analyzed. The initial capacity of LiMn₂O₄ is higher in presence of MnSO₄ (140 mAh g^-1 in 1 M ZnSO₄ / 2 M Li₂SO₄ / 0.1 M MnSO₄ and 120 mAh g^-1 in 1 M ZnSO₄ / 2MLi₂SO₄). The capacity increase can be explained by the electrodeposition of MnO_x layer on the electrode surface. Structural characterization of postmortem electrodes with use of XRD and EDX analysis confirmed that partially formed in pure ZnSO₄ electrolyte Zn-containing phase leads to fast capacity fading which is probably related to blocked electroactive sites.