• 전기화학회지
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• 제13권1호
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• pp.45-49
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• 2010

The rechargeable Zn-air battery is considered as one of the potential candidates for the next generation secondary batteries due to its many advantages. However, its further applications and commercialization have been limited by the complexity of the reactions on air electrode which are oxygen reduction and evolution reactions (ORR/OER) upon discharging and charging processes, respectively. In the present study, lanthanum was impregnated into a commercial Pt/C gas diffusion electrode, and it clearly verified significantly enhanced cycling stability and reversibility. The results presented in this study show the possibility of repeated charge/discharge processes for Zn-air batteries with a La-loaded air electrode, and they demonstrate the potential as a promising next generation secondary battery.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 B
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• pp.1717-1718
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• 2005

Zn/Air 전지는 방전하는 동안에 최종 방전 cut-off 전압에 이르기까지 평탄한 voltage profile의 전기화학적 특성을 보여준다. Air cathode 전극의 경우, 전극의 porosity에 따라 특성변화에 큰 영향을 가지는 것으로 보이며 이의 비교연구를 위해 사용되어지는 활성탄의 종류를 달리함으로써 이러한 인자의 영향을 이해하고자 하였다. 이러한 인자연구는 discharge voltage, specific capacity, 및 energy 등의 연구결과를 바탕으로 고찰되어졌으며 결과적으로 공기 유로를 통한 산소의 원활한 공급 여부가 주요 원인인 것으로 여겨진다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제10권4호
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• pp.381-386
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• 2019

Zn-air battery uses oxygen from the air, and hence, air holes in it are kept open for cell operation. Therefore, loss of water by evaporation through the holes is inevitable. When the water is depleted, the battery ceases to operate. There are two water consumption routes in Zn-air batteries, namely, active path (electrolysis) and passive path (evaporation and corrosion). Water loss by the active path (electrolysis) is much faster than that by the passive path during the early stage of the cycles. The mass change by the active path slows after 10 h. In contrast, the passive path is largely constant, becoming the main mass loss path after 10 h. The active path contributes to two-thirds of the electrolyte consumption in 24 h of cell operation in 4.0 M KOH. Although water is an important component for the cell, water vapor does not influence the cell operation unless the water is nearly depleted. However, high oxygen concentration favors the discharge reaction at the cathode.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제9권4호
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• pp.339-344
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• 2018

The gelling agent used in Zn-air cells plays a role in improving battery life. It prevents the evaporation of water and diffusion of $Zn^{2+}$ ions away from the current collector. Additional functionality was incorporated by replacing some of the gelling agents with new materials. Alcohols with moderate viscosity, namely maltose, sucrose, poly ethylene glycol 600, and 2-hydroxyethyl cellulose, were used to replace some gelling agents in this work. Among these alcohols, poly ethylene glycol 600 and 2-hydroxyethyl cellulose improved the cycle life of full cells. This improved cycle life was attributed to the inhibition of water electrolysis and the improved cycle life of the anode.

• 전기화학회지
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• 제4권4호
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• pp.166-171
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• 2001

KOH 강염기성 전해질을 사용하는 알루미늄-공기 단위전지에서 합금원소. 전해질에 첨가하는 억제제의 종류, 억제제의 농도, 전해질 온도, KOH 농도, 방전전류밀도 등을 변화시키면서 수소발생속도를 측정하였으며, 각 실험 변수들이 미치는 영향에 대해 조사하였다. 전해질 용액에 ZnO를 포화농도로 첨가하면 첨가하지 않은 경우에 비해 수소발생속도를 $50\%$ 정도로 억제시킬 수 있는 반면에, ZnAc(Zinc Acetate)는 반응억제제로서 역할을 하지 못하였다. KOH 농도와 전해질온도가 높을수록 ZnO의 반응속도 억제효과가 상승하였다. 알루미늄의 수소발생속도는 KOH 농도와 전류밀도에 대해 1차선형 증가함수의 경향을 가지며, 온도에 대해 지수형 증가함수로 나타났다.

• 멤브레인
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• 제22권3호
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• pp.208-215
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• 2012

PVA와 PAA블랜드의 용액주조법을 통하여 겔 고분자 전해질막이 제조되었다. 블랜드 내의 PAA함량은 30에서 80 wt% 사이 범위에서 조절되었다. 겔 고분자 전해질을 이용하여 아연공기전지를 제작하였다. 제조된 겔 고분자 전해질의 기계적, 전기적 특성을 인장실험과 임피던스 실험을 통하여 측정하였다. 아연공기전지의 성능은 current interrupt method와 정전류 방전실험을 통하여 측정하였다. 겔 고분자 전해질 내의 PAA함량이 증가함에 따라 인장강도 및 인장탄성계수가 감소하였다. 반면, PAA함량의 증가에 따라 겔 고분자 전해질막의 이온전도도는 증가하였다. 이와 같은 이온전도도의 증가의 아연공기전지 내에서의 효과는 current interrupt method와 정전류 방전실험에서 확인되었다. PAA함량이 높은 겔 전해질막으로 제조된 전지는 낮은 IR손실과 높은 방전용량을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제21권1호
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• pp.12-20
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• 2018

To solve low cycle efficiency of the zinc anode in Zn-air batteries by corrosion, this study examined the effects of Al as a cathodic protection additive to Zn. The Al-mixed Zn anodes were produced by mixing Zn and Al powder (1, 2, and 3 wt. %). To compare the effects of the Al additive, Si was selected under the same conditions. The morphology and elemental composition of the additives in the Zn were characterized by scanning electron microscopy, energy dispersive X-ray spectroscopy, and inductively coupled plasma - mass spectrometry. The anti-corrosion effects of the Al and Si-mixed Zn anodes were examined by linear polarization. Cyclic voltammetry and charge-discharge tests were conducted to evaluate the electrochemical performance of the Al and Si-mixed Zn anodes. As a result, the Al-mixed Zn anodes showed highest corrosion resistance and cycling performance. Among these, the 2 wt.% Al-mixed Zn anodes exhibited best electrochemical performance.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제16권12호
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• pp.1150-1154
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• 2003

The voltage profile during discharge of the zinc air battery has very flat pattern until reach to end of discharge voltage. But, when zinc air battery is discharged by high current, the discharge voltage and energy becomes low. Therefore, we focused on effects of catalyst size to solve this problems by increasing active sites of oxygen reduction reaction. The size of catalyst was reduced from 27 to l${\mu}{\textrm}{m}$ and we examined average discharge voltage, capacity, energy, resistance and characteristics during GSM pulse discharge of zinc air battery with change of current density. And we also measured porosity of the cathode according to the ASTM. So we have got improvement of average discharge voltage and energy when catalyst was minimized and we have got optimum size of catalyst at 5${\mu}{\textrm}{m}$.

• 멤브레인
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• 제24권1호
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• pp.10-19
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• 2014

본 연구에서는 아연공기전지용 분리막으로 사용하기 위한 다공성 막을 Polyethersulfone (PES) 용액의 상전이법을 이용하여 제조하였다. 캐스팅 용액은 PES/polyvinylpyrrolidone(PVP)/N-methylpyrrolidone(NMP) 용액으로 그리고, 비용매는 물을 사용하여 분리막을 제조하였다. 제조된 분리막을 이용하여 아연공기전지를 제작하였다. 분리막의 모폴로지는 캐스팅 용액 내의 PES 및 PVP의 함량을 통해 조절하였다. 제조된 분리막의 기계적 특성, 이온전도도 및 모폴로지는 인장실험, impedance 실험 및 SEM을 이용하여 측정하였다. 아연공기전지의 성능은 current interrupt method (CIM)와 정전류 방전실험을 통하여 측정하였다. 캐스팅 용액 내의 PES 함량이 증가함에 따라 기계적 강도는 증가한 반면 이온전도도는 감소하였다. 반면, 캐스팅 용액 내의 PVP 함량이 증가함에 따라 이온전도도는 증가하였지만 기계적 강도는 감소하였다. 이와 같은 이온전도도 경향의 아연공기전지 내에서의 효과는 current interrupt method와 정전류 방전실험에서 확인되었다. PES 함량이 높은 캐스팅 솔루션의 분리막으로 제조된 전지는 높은 IR 손실과 낮은 방전용량을 보였으며, PVP 함량이 높은 캐스팅 솔루션의 분리막으로 제조된 전지는 낮은 IR손실과 높은 방전용량을 보였다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제32권5호
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• pp.401-409
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• 2021

The combination of different concentrations of ZnSO₄ in acidic solution as electrolyte in Zn-air batteries was investigated by Zn symmetrical cell test, half-cell and full cell tests. Using 1 M ZnSO₄ + 0.05 M H₂SO₄ as electrolyte and MnO₂ as air cathode catalyst with Zn foil anode, this combination had a satisfactory performance with balance of electrochemical activity and stability. Its electrochemical activity was matched to or even better than the PtRu catalyst in different current density. And its cycle life was improved (more than 100 cycles stable) by suppressing the growth of zinc dendrites on anode obviously. This electrolyte overcame the shortcomings of alkaline electrolyte that are easy to react with CO₂ in the air, severely growth of Zn dendrites caused by uneven plating/stripping of Zn.