• 한국표면공학회지
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• 제51권4호
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• pp.207-213
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• 2018

Not only efficiency of chlorine evolution reaction (CER) but also durability namely service life is very important property in dimensional stable anode for Ballast Water Management System (BWMS) for marine ships. Many researchers have been focused on improving efficiency of CER by controlling composition, phase and surface area for a long time, but the efforts to increase durability was relatively small. In this study, we have investigated the effect of $TiO_2$ protective interlayers on efficiency and durability of DSA electrodes. $TiO_2$ protective interlayers were prepared by thermal oxidation at 500, 600 and $700^{\circ}C$ on Ti substrate. And then the DSA electrodes consisting of $Ti/RuO_2-PdO-TiO_2$ were prepared by thermal decomposition method on $TiO_2$ interlayers. The efficiencies of CER of DSA electrodes without $TiO_2$ interlayer and with $TiO_2$ interlayer grown at 500, 600 and $700^{\circ}C$ were 94.19, 94.45, 84.60 and 76.75% respectively. On the otherhand, durabilities were 30, 55, 90 and 65 hours respectively. In terms of industrial aspect, the performance of DSA is considered high efficiency and durability which can correspond to total production of chlorine. If we considered the performance index of DSA as the product of efficiency and durability, performance indices could be recalculated as 28.26, 50.85, 76.14 and 49.89 respectively. As the thermal oxidation temperature increasing, life time were increased remarkerbly, while efficiency of CER was decreased slightly. As a result, DSA electrode with $TiO_2$ interlayer grown at $600^{\circ}C$ has shown about 2.7 times performace of original DSA electrode without $TiO_2$ interlayer.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권7호
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• pp.2305-2308
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• 2012

Perovskite structured barium titanate particles ($BaTiO_3$) platelets were synthesized by molten salt synthesis and topochemical microcrystal conversion. As the precursors of $BaTiO_3$, plate-like $BaBi_4Ti_4O_{15}$ particles were first synthesized by the reaction of $Bi_4Ti_3O_{12}$, $BaCO_3$, and $TiO_2$ at $1080^{\circ}C$ for 3 h in $BaCl_2$-KCl molten salt. After the topochemical reactions, layer-structured $BaBi_4Ti_4O_{15}$ particles transformed to the perovskite $BaTiO_3$ platelets. $BaTiO_3$ particles with thickness of approximately $0.5{\mu}m$ and a length of $10-15{\mu}m$ retained the morphology feature of the $BaBi_4Ti_4O_{15}$ precursor. For <001> $Pb(Mg_{1/3}Nb_{2/3})O_3-32.5PbTiO_3$ (PMNT)-5 wt % PbO piezoelectric ceramics textured with 5 vol % of $BaTiO_3$ templates, the Lotgering factor reached 0.82, and $d_{33}$ was 870 pC/N.

• 전기전자학회논문지
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• 제23권2호
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• pp.538-542
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• 2019

광 전환 효율에 관여하는 $TiO_2$와 같은 반도체 산화물은 염료 감응 태양전지(Dye-sensitized solar cell, DSSC)의 주요 요소이며, 효율을 개선하기 위해 서로 다른 반도체 산화물을 혼합하여 Pastes를 제조해 사용하는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 $TiO_2-Nb_2O_5$ 혼합 반도체 산화물을 제조하여 염료 감응 태양전지의 특성을 분석하였다. 혼합 반도체 산화물이 광 전환 효율에 미치는 전기적인 특성을 분석하기 위해서 $Nb_2O_5$을 서로 다른 비율로 첨가하여 태양전지를 제작하였다. 이에 $Nb_2O_5$가 첨가됨에 따라 전해질과의 접촉에 의한 재결합 현상보다 전도성이 겅화되어 태양전지의 단락 전류, 개방전압, 변환 효율 등이 개선되는 것을 확인하였다.

• 열처리공학회지
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• 제28권6호
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• pp.296-299
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• 2015

$In_2O_3/Ti$ bi-layered films were deposited on glass substrate at room temperature with radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputtering to consider the effect of Ti buffer layer on the electrical and optical properties. In a comparison of figure of merit, $In_2O_3$ 90 nm/Ti 10 nm thin films show the higher opto-electrical performance of $3.0{\times}10^{-4}{\Omega}^{-1}$ than that of the $In_2O_3$ single layer films ($2.6{\times}10^{-4}{\Omega}^{-1}$). From the observed results, it is supposed that the $In_2O_3\;90nm/TiO_2$ 10 nm bi-layered films may be an alternative candidate for transparent electrode in a transparent thin film transistor device.

• 한국결정성장학회지
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• 제30권5호
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• pp.194-199
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• 2020

2차원 층상결정구조를 갖는 금속산화물 나노시트의 조성을 제어함으로써 재료 물성 및 응용의 확장이 가능하다. 본 연구에서 니오비움(Nb)이 도핑 된 타이타늄산화물(TiO_y) 나노시트 합성에 성공함으로써 나노시트의 조성을 순수조성에서 도핑조성으로 확장할 수 있었다. 상세하게는 출발 물질인 층상 구조 금속산화물 합성 시 도핑 조성을 설계(K_0.8Ti_1.73-xNb_xLi_0.27O₄, x = 0, 0.03, 0.07)하고 고상 합성한 후 유기물처리를 통한 화학적 박리를 수행하였다. 이렇게 함으로써 니오비움이 도핑 된 타이타늄산화물 초박막 나노시트를 수득할 수 있었다. 나노시트의 크기는 x-y 방향에서 긴 길이 기준으로 2 ㎛ 이하였으며 두께(z 방향)는 약 1 nm였다. 니오비움의 도핑 여부는 XRD 및 SEM-EDS 분석을 통해 확인할 수 있었다.

• 열처리공학회지
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• 제28권2호
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• pp.63-67
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• 2015

$TiO_2/Ag/TiO_2$ trilayer films were deposited with radio frequency (RF) and direct current (DC) magnetron sputtering onto the glass substrate to consider the influence of Ag interlayer on the optical properties of the films. The thickness of $TiO_2$ films was kept at 24 nm, while the thickness of Ag interlayer was varied as 5, 10, 15, and 20 nm. As-deposited $TiO_2$ single layer films show the optical transmittance of 66.7% in the visible wave-length region and the optical reflectance of 16.5%, while the $TiO_2$ films with a 15 nm thick Ag interlayer show the enhanced optical transmittance of 80.2% and optical reflectance of 77.8%. The carrier concentration was also influenced by Ag interlayer. The highest carrier concentration of $1.01{\times}10^{23}cm^{-3}$ was observed for a 15 nm thick Ag interlayer in $TiO_2/Ag/TiO_2$ films. The observed result means that an optimized Ag interlayer in $TiO_2/Ag/TiO_2$ films enhanced the structural and optical properties of the films.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권1호
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• pp.99-105
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• 2008

본 연구에서는 MLCC용 $BaTiO_3$에 첨가되는 $Cr_2O_3$와 $Mn_2O_3$의 나노코팅에 의한 core-shell 구조의 $BaTiO_3$ 분말을 제조하였다. 예비실험을 통해서 $KMnO_4$ 및 $K_2Cr_2O_4$ 그리고 sulfur를 사용하는 최적의 액상반응조건이 확립되었다. 본 연구에서는 두 첨가제 분말을 합성하였고 동일한 반응조건으로 두 첨가제를 $BaTiO_3$ 분말표면에 코팅하였다. 코팅은 one-step과 two-step의 두 방법으로 구분하여 시행하였고 그 결과를 분석 비교하였다. 결론적으로 말해서, $Cr_2O_3$와 $Mn_2O_3$의 두 첨가제는 용이한 반응조건에서 높은 수율로 우수한 품질의 코팅막을 형성하므로써, 첨가제 함량과 코팅막 특성의 정밀한 조절이 용이함을 보여주었다.

• 공업화학
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• 제21권2호
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• pp.162-168
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• 2010

최근에 염료감응형 태양전지(dye-sensitized solar cells, DSSCs)의 에너지 변환 효율을 증가시키기 위한 방법으로 흡착된 염료에서 발생되는 광전자가 전해질 속의 산화/환원되는 요오드 이온($I_3^-/I^-$)과의 재결합(recombination)을 방지하기 위하여 발생된 광전자를 효율적으로 $TiO_{2}$ 전극을 통해 이동시키는 방법에 관한 연구가 활발히 연구되고 있다. 본 연구에서는 이러한 재결합을 방지하기 위하여, 졸-겔(sol-gel)법으로 합성한 보헤마이트(bohemite) 졸을 이용하여 $TiO_{2}$ 전극에 비해 높은 에너지 밴드갭(band-gap)을 가지고 있는 $Al_2O_3$가 코팅된 이중층의 다공질 나노 $TiO_{2}$ 전극을 제조하고 염료감응형 태양전지에 응용하였다. 특히, 다양한 입자의 크기가 조절된 보헤마이트 졸을 통해 최고의 에너지 변환 효율을 가진 $Al_2O_3$가 코팅된 $TiO_{2}$ 광전극 제조 조건을 조사하였다. 입자 크기 100 nm 보헤마이트 졸로부터 제조한 $Al_2O_3$가 코팅된 $TiO_{2}$ 전극이 순수 $TiO_{2}$로 제조한 광전극 층(7.5%)에 비해 높은 에너지 변환 효율(9.0%)을 보였다.

• 청정기술
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• 제23권2호
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• pp.172-180
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• 2017

HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응에 대한 열역학적 검토 결과 수십 ppm 수준의 HCl이 존재하는 경우에 SCR 반응 온도범위에서 원소수은의 염화수은으로의 전환은 100% 가능한 것으로 확인하였다. SCR공정 운전 온도범위에서 Cu, Fe, Mn의 염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 우수한 NO 제거 활성을 보였다. $NH_3-TPD$ 측정결과 $NH_3$의 흡착강도를 나타내는 탈착온도가 높은 촉매가 우수한 NO 제거활성을 나타내었다. 반응가스에 HCl을 공급할 경우 원소수은의 산화반응이 촉진되는 결과를 얻을 수 있었다. 그러나, NO와 함께 $NH_3$가 존재하는 SCR반응 조건에서는 촉매표면에 강하게 흡착되는 $NH_3$에 의해 촉매표면에 HCl의 흡착이 방해를 받기 때문에 HCl에 의한 원소수은의 염화수은으로의 산화반응 활성이 억제되는 것으로 나타났다. SCR반응 조건에서 금속염화물이 담지된 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매가 금속염화물이 담지되지 않은 $V_2O_5-WO_3/TiO_2$ 촉매에 비해 우수한 수은 산화활성을 보이는데 이는 촉매 표면에 존재하는 금속염화물의 염소기가 수은 산화반응에 참여하여 활성을 증가시키기 때문으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권1호
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• pp.52-57
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• 2014

본 연구에서는 낮은 사이클 안정성을 갖는 MCMB의 단점을 향상시키기 위하여 높은 사이클 안정성과 부피팽창이 없는 장점을 갖는 물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$를 코팅하여 core-shell 구조의 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 $MCMB/Li_4Ti_5O_{12}$를 음극으로, $LiMn_2O_4$, Active carbon fiber를 양극으로 사용하여 단위 셀을 제조하였다. $LiPF_6$ 염과 EC/DMC/EMC 용매를 전해질로 사용하여 제조한 하이브리드 커패시터 단위 셀로 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 진행하여 전기화학적 특성을 평가한 결과, MCMB-$Li_4Ti_5O_{12}/LiMn_2O_4$ 전극을 사용한 하이브리드 커패시터가 MCMB 전극의 하이브리드 커패시터 보다 좋은 충/방전 성능을 보였고, 67 Wh/kg, 781 W/kg의 에너지밀도와 출력밀도를 나타내었다.