• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권1호
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• pp.1-13
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• 2019

Na-ion batteries are being considered as promising cost-effective energy storage devices for the future compared to Li-ion batteries owing to the crustal abundance of Na-ion. However, the large radius of the Na ion result in sluggish electrode kinetics that leads to poor electrochemical performance, which prohibits the use of these batteries in real time application. Therefore, identification and optimization of the anode, cathode, and electrolyte are essential for achieving high-performance Na-ion batteries. In this context, the current review discusses the suitable high-voltage cathode materials for Na-ion batteries. According to a recent research survey, sodium vanadium fluorophosphate (NVPF) compounds have been emphasized for use as a high-voltage Na-ion cathode material. Among the fluorophosphate groups, $Na_3V_2(PO_4)_2F_3$ exhibited the high theoretical capacity ($128mAh\;g^{-1}$) and working voltage (~3.9 V vs. $Na/Na^+$) compared to the other fluorophosphates and $Na_3V_2(PO_4)_3$. Here, we have also highlighted the classification of Fluorophosphates, NVPF composite with carbonaceous materials, the appropriate synthesis methods and how these methods can enhance the electrochemical performance. Finally, the recent developments in NVPF for the application in energy storage devices and its outlook are summarized.

• 대한기계학회논문집B
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• 제35권6호
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• pp.585-592
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• 2011

냉시동 성능 개선은 연료전지 차량의 고분자 전해질 연료전지 발전 모듈 및 시스템의 내구성과 신뢰성 향상의 측면에서 매우 중요하다. 이에 본 연구에서는 영하의 기후에서 연료전지 차량의 초기 구동 시금속 분리판 표면에 형성된 바나듐 산화물 박막의 자기 발열 특성을 이용하여 신속한 온도 상승 구현이 가능한 냉시동 향상 기술을 제안하고, 실험적 방법을 통해 그 적용 가능성을 검증하였다. 졸-겔 침지 법에 의해 제조된 바나듐 산화물 박막의 특성 평가를 위해 X 선 회절, 광전자 분광, 전자 주사 현미경을 이용한 화합물 조성 및 미세구조 분석, 4-탐침법을 이용한 $-20{\sim}80^{\circ}C$의 온도 구간에서의 온도-저항 이력 특성 분석을 각각 수행하였다. 본 실험 결과, 냉시동 조건에서 박막의 자기 발열량은 연료전지 내부의 생성 수 결빙 방지에 필요한 열 에너지를 모두 충족시킬 수 있음을 확인하였다.

• KEPCO Journal on Electric Power and Energy
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• 제8권2호
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• pp.181-187
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• 2022

As the charges/discharges of VRFB-ESS were repeated during 150cycles or more, the capacity of electrolyte in VRFB-ESS was decreased little by little. It results from the decreasing of the level of anolyte and the increasing of the valance value of the catholyte. Then, we tried to recover the capacity loss with 3 different ways. The first way was that the levels of anolyte and catholyte were allowed to be evenly equalized when the difference in the levels of two different electrolytes were severe. The second one was to lessen the valance value of the catholyte through the reduction reaction to 4-valant ions of 5-valant ions in the catholyte with the reductant, oxalic acid. The last one was that the all electrolytes of analyte and catholyte were allowed to be electro-chemically reduced to 3.5 of the valance value by oxidizing new electrolyte with 3.5 valance ions. The last way was the most effective to recover the capacity loss.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.890-894
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• 2018

본 연구에서는 염료 물질 중 하나인 메틸렌 블루(methylene blue)를 수계 레독스 흐름 전지의 활물질로 처음으로 도입하였다. Methylene blue의 레독스 전위는 pH가 높아짐에 따라 음의 방향으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 이 methylene blue를 음극 활물질로 활용하고, 양극 활물질로는 바나듐(vanadium) 을 활용하여 산 전해질을 기반으로 셀성능 평가를 진행하였다. Methylene $blue/V^{4+}$ 레독스 조합의 산 전해질에 대한 셀 전압은 0.45 V로 낮으며, Methylene blue의 물에 대한 용해도 또한 0.12 M로 굉장히 낮다. 이에 따라 0.0015 M의 낮은 농도로 단전지 셀 성능을 평가하였으며, Nafion 212 멤브레인을 사용하여 0~0.8 V 컷-오프 전압으로 $1mA/cm^2$ 전류밀도 하에서 4 cycle에서 충방전 효율 96.67%, 전압효율 88.83%, 에너지효율 85.87%, 방전 용량($0.0500Ah{\cdot}L^{-1}$)의 성능을 보였으며, 낮은 방전용량은 활물질의 낮은 농도에 의한 것이므로 활물질인 메틸렌 블루의 농도를 0.1 M로, 전류밀도는 $10mA/cm^2$로 더 높였을 때 4 cycle에서 CE 99%, VE 85%, EE 85%의 효율로 더 높은 방전 용량($3.8122Ah{\cdot}L^{-1}$)을 도출함을 확인할 수 있었다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권1호
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• pp.60-68
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• 2018

In aqueous rechargeable lithium ion batteries, $LiV_3O_8$ exhibits obviously enhanced electrochemical performance after $AlF_3$ surface modification owing to improved surface stability to fragile aqueous electrolyte. The cycle life of $LiV_3O_8$ is significantly enhanced by the presence of an $AlF_3$ coating at an optimal content of 1 wt.%. The results of powder X-ray diffraction, energy dispersive X-ray spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, inductively coupled plasma-optical emission spectrometry, and galvanostatic charge-discharge measurements confirm that the electrochemical improvement can be attributed mainly to the presence of $AlF_3$ on the surface of $LiV_3O_8$. Furthermore, the $AlF_3$ coating significantly reduces vanadium ion dissolution and surface failure by stabilizing the surface of the $LiV_3O_8$ in an aqueous electrolyte solution. The results suggest that the $AlF_3$ coating can prevent the formation of unfavorable side reaction components and facilitate lithium ion diffusion, leading to reduced surface resistance and improved surface stability compared to bare $LiV_3O_8$ and affording enhanced electrochemical performance in aqueous electrolyte solutions.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 1995년도 하계학술대회 논문집 C
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• pp.1220-1222
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• 1995

In the design of a complementary electrochromic windows based on $WO_3/Li^+$ conducting electrolyte/$V_2O_5$ system, a characterization of electrochromic properties of $WO_3/V_2O_5$ complementary devices as a function of thickness combinations is necessary in order to predict such as the safe operating voltage, the optical modulation range and the optical switching response. In this paper, the effects of $WO_3\;and\;V_2O_5$ thin films thickness combinations on device performance were systematically investigated.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제7권1호
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• pp.39-44
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• 1996

The discharge capacity of V-Ti-Ni(V-rich) metal hydride electrode during the charge-discharge cycling was investigated in KOH electrolyte. All electrodes were degraded within 25 cycles. To investigate the cause of the degradation phenomena impedance measurements were performed by using E.I.S(electrochemical impedance spectroscopy). The surfaces of the degraded electrodes were examined by Auger electron spectroscopy (AES). It was observed that all electrodes were covered with oxygen from the surface to the bulk, titanium was enriched near surface, and vanadium was dissolved from the surface to the bulk.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권2호
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• pp.212-216
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• 2021

We investigated the feasibility of hydrogen storage with electrochemically formed VO₂ nanotubes. The VO₂ nanotubes were fabricated through the anodization of vanadium metal in fluoride ion-containing organic electrolyte followed by an annealing process in an Ar-saturated atmosphere at 673 K for 3 h at a heating rate of 3 K /min. During anodization, the current density significantly increased up to 7.93 mA/cm² for approximately 500 s owing to heat generation, which led to a fast-electrochemical etching reaction of the outermost part of the nanotubes. By controlling the anodization temperature, highly ordered VO₂ nanotubes were grown on the metal substrate without using any binders or adhesives. Furthermore, we demonstrated the hydrogen sorption properties of the anodic VO₂ nanotubes.

• 대한화학회지
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• 제39권8호
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• pp.611-616
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• 1995

살리실알데히드 옥심, o-바닐린 옥심, 2-히드록시-4-메톡시벤즈알데히드 옥심, 2-히드록시-5-메톡시벤즈알데히드 옥심 및 5-니트로벤즈알데히드 옥심의 옥소바나듐(IV)착물들을 합성하고, 착물들의 특성을 원소분석, 전기전도도 측정, 적외선 분광법, 전자 분광법, 질량 분석법, 및 열분석으로 조사하였다. 원소분석의 결과는 이론 값과 실험 값이 일치하였다. 착물들은 DMF 용액에서 비전해질이었다. 바나듐(IV)과 말단 산소사이의 특성 신축진동은 $980{\pm}20\;cm^{-1}$의 영역에서 강하게 나타났다.모든 착물은 가시영역에서 2개의 결정장전이와 적외선 영역에서 2개의 전하이동 전이가 일어났다. 질량분석 결과로서 $VO(sal)_2$와 $VO(van)_2$에서는 분자량에 해당하는 1:2(금속:리간드) 착물의 이온(I)과 착물의 이온(I)에서 한리간드가 분해한 1:1(금속:리간드) 조성의 토막 이온(II)을 확인할 수 있었다. 시차열분석 결과에 의하면 열분해에 따른 흡열 봉우리가 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제19권1호
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• pp.14-20
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• 2016

바나듐 레독스 흐름 전지는 서로 다른 산화수를 가지는 이온의 산화 환원 반응을 이용하여 전기에너지와 화학에너지를 상호 변환하여 충전 및 방전하는 원리의 에너지 변환 장치로, 구동 중요 요소로는 전극, 전해액, 이온교환막이 있다. 여기서 이온교환막은 산화 환원 반응의 수소이온의 전달 및 전해액을 분리하는 역할을 하며, 이상적인 특징으로는 높은 내산성, 낮은 저항과 높은 수소 전도도와 낮은 바나듐 이온의 투과성과 낮은 가격이다. 최근 이러한 목표에 도달하기 위해서 이온 교환막에 대한 활발한 개발이 이루어지고 있다. 개발된 이온교환막은 여러 물성 평가를 통해 적합막인지 판별하며, 그 평가 중 장기 내구성 평가는 막대한 시간이 걸린다. 이러한 단점을 보완하고자 본 연구에서는 평가 시간이 긴 낮은 전류밀도부터 평가 시간이 짧은 고 전류밀도에서 수행한 단기 실험(총 운전시간 87.5 시간)을 통하여 하나의 식을 만들어 그 수명을 예측하였으며, 실제 장기 내구성 평가(총 예상 운전시간 2,296 시간)를 진행하여 해당 식의 오차율이 5~6%로 적용 타당성을 확인하였다. 그 결과 본 식을 통하여 수명을 예측할 경우 96.2%의 시간을 단축시킬 수 있었다.