• 한국세라믹학회지
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• 제51권4호
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• pp.278-282
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• 2014

Due to high ionic conductivity and favorable oxygen electrocatalysis, doped $Bi_2O_3$ systems are promising candidates as solid oxide fuel cell cathode materials. Recently, several researchers reported reasonably low cathode polarization resistance by adding electronically conducting materials such as (La,Sr)$MnO_3$ (LSM) or Ag to doped $Bi_2O_3$ compositions. Despite extensive research efforts toward maximizing cathode performance, however, the inherent catalytic activity and electrochemical reaction pathways of these promising materials remain largely unknown. Here, we prepare a symmetrical structure with identically sized $Y_{0.5}Bi_{1.5}O_3$/LSM composite electrodes on both sides of a YSZ electrolyte substrate. AC impedance spectroscopy (ACIS) measurements of electrochemical cells with varied cathode compositions reveal the important role of bismuth oxide phase for oxygen electrocatalysis. These observations aid in directing future research into the reaction pathways and the site-specific electrocatalytic activity as well as giving improved guidance for optimizing SOFC cathode structures with doped $Bi_2O_3$ compositions.

• Nano
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• 제13권11호
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• pp.1850136.1-1850136.12
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• 2018

Three-dimensional (3D) mixed phases NiSe nanoparticles growing on the nickel foam were synthesized via a simple one-step hydrothermal method. A series of experiments were carried out to control the morphology by adjusting the amount of selenium in the synthetic reaction. Meanwhile, the as-prepared novel column-acicular structure NiSe exist three advantages including ideal electrical conductivity, high specific capacity and high cycling stability. It delivered a high capacitance of $10.8F\;cm^{-2}$ at a current density- of $5mA\;cm^{-2}$. An electrochemical capacitor device operating at 1.6 V was then constructed using NiSe/NF and activated carbon (AC) as positive and negative electrodes. Moreover, the device showed high energy density of $31W\;h\;kg^{-1}$ at a power density of $0.81kW\;kg^{-1}$, as well as good cycling stability (77% retention after 1500 cycles).

• 공업화학
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• 제17권3호
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• pp.243-249
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• 2006

전기이중층 커패시터 및 리튬이온 2차전지의 compact화 하기 위하여 격리막과 전해질의 기능을 동시에 갖는 겔 전해질에 대한 연구가 광범위하게 진행되어 왔다. 본 연구는 고분자 겔 전해질에 다량의 기공을 형성하여 전해질의 함침성을 높이기 위해 물리적 특성이 우수한 고분자 지지체 P(VdF-co-HFP)/PVP에 개공제 PVP를 이용하였으며, 가소제 PC와 EC, 그리고 지지전해질 $TEABF_4$를 이용하여 고분자 겔 전해질을 제조하였다. 분말활성탄 BP-20과 MSP-20, 전도성 개량제 Super P 및 결합제 P(VdF-co-HFP)와 PVP를 사용한 전극과 결합하여 단위셀을 제작하였고, 고분자 겔 전해질과 단위셀의 전기화학적 특성을 고찰하였다. PVP 첨가량에 따른 고분자 겔 전해질의 이온전도도는 7 wt%일 때 가장 우수한 이온전도도를 보였으나, 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성을 분석한 결과 AC-ESR은 3 wt%일 때 가장 우수하였다. 또한 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성 분석 결과 PC : EC = 33 : 33 wt%일 때 가장 우수하였다. 또한 PC를 단독 사용시 보다 PC와 EC의 혼합물을 가소제로 사용하였을 때 비정전용량 등 전기화학적 특성이 높았다. 고분자 겔 전해질의 두께에 따른 이온전도도는 $20{\mu}m$일때 가장 우수한 결과를 보였으나, 단위셀을 구성하여 전기화학적 특성 분석 결과 $50{\mu}m$일 때 가장 우수한 사이클 특성을 나타내었다. 고분자 겔 전해질과 전극사이를 열 압착한 단위셀은 31.41 F/g의 높은 비정전용량과 안정한 전기화학적 특성을 나타내었다. 따라서 P(VdF-co-HFP : PVP = 20 : 3 및 PC : EC = 44 : 22 wt%로 제조된 EDLC용 고분자 겔 전해질의 최적 조성비는 23 : 66 : 11 wt%이었으며, 두께 $50{\mu}m$일 때 $3.17{\times}10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었다. 이 때 단위셀의 전기화학적 특성은 DC-ESR $2.69{\Omega}$, 비정전용량 28 F/g 및 쿨롱 효율 100%이었다.

• 전기화학회지
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• 제1권1호
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• pp.1-7
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• 1998

중간온도$(700\~800^{\circ}C)$형 고체산화물 연료전지(solid oxide filet cells)의 양극재료로 이용을 목표로 $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$ 분말을 합성하고 이의 열적 안정성, 전도특성을 조사하였다. 또한 이를 CGO(Cerium-Gadolinium Oxide) 전해질 디스크에 부착하여 양극특성을 조사하였다. 양극재료를 구연산 법에 의하여 $800^{\circ}C$에서 하소하여 분말을 합성하였을 때, Fe의 함량에 상관없이 모두 페롭스카이트 단일상을 얻을 수 있었다. 합성분말의 열적 안정성을 측정하였는데, Fe의 함량이 적을수록 열적 안정성이 열악하여 x=0.0인 시료는 $1300^{\circ}C$에서 분해되었다 그러나 Fe이 치환된 재료의 경우에는 $1400^{\circ}C$까지 분해현상은 없었으나 $1300^{\circ}C$ 근처에서 용응되는 현상이 관찰되어 양극층의 접착온도를 $1300^{\circ}C$ 이하로 설정해야 함을 알았다. $Gd_{0.8}Ca_{0.2}Co_{1-x}Fe_xO_3,\;(x=0.0\~0.5)$로 반쪽전지를 제작하여 $800^{\circ}C$ 공기중에서 전지를 가동하며 양극의 산소환원 반응에 대한 활성을 조사한 결과 조성에 상관없이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 활성을 가졌고, $x=0.0\~0.5$인 전극중에서는 x=0.2일 때 가장 좋은 양극특성을 보였다. 이와 같이 x=0.2인 경우에 가장 우수한 활성을 갖는 이유를, Fe의 함량이 많은 경우는 열적 안정성이 우수하나산소환원 반응에 대한 활성은 감소하므로 x=0.2에서 열적 안정성과 활성 사이에 최적의 trade-off가 나타남으로 설명하였다. x=0.2인 시료의 전기 전도도를 직류 4단자법에 의하여 측정하였을 때 $800^{\circ}C$에서 51 S/cm의 값을 나타내었고, 교류 2단자법으로 측정한 이온 전도도는$800^{\circ}C$에서 $6.0\times10^{-4}S/cm$의 값을 나타내었다. 즉 이 물질은 혼합 전도체로서 전극의 전 표면이 반응의 활성점으로 작용할 가능성이 있고, 이로부터 이들이 $La_{0.9}Sr_{0.1}MnO_3$보다 우수한 양극활성을 갖는 이유를 설명할 수 있었다.

• The Korean Journal of Ceramics
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• 제4권2호
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• pp.95-98
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• 1998

We have developed new type of superconducting-superionic conducting nanohybrids, $Ag_xI_wBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ (n=1 and 2) by applying the chimie douce reaction to the superconducting Bi-based cuprates. These nanohybrids can be achieved by the stepwise intercalation whereby the $Ag^+$ ion is thermally diffused into the pre-intercalated iodine sublattice of $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$. According to the X-ray diffraction analysis, the Ag-I intercalates are found to have an unique heterostructure in which the superionic conducting Ag-I layer and the superconducting $IBi_2Sr_2Ca_{n-1}Cu_nO_y$ layer are regularly interstratified with a remarkable basal increment of ~7.3$\AA$. The systematic XAS studies demonstrate that the intercalation of Ag-I accompanies the charge transfer between host and guest, giving rise to a change in hole concentration of $CuO_2$ layer and to a slight $T_c$ change. The Ag K-edge EXAFS result reveals that the intercalated Ag-I has a $\beta$-AgI-like local structure with distorted tetrahedral symmetry, suggesting a mobile environment for the intercalated $Ag^+$ ion. In fact, from ac impedance analyses, we have found that the Ag-I intercalates possess a fast ionic conductivity ($\sigma_i=10^{-1.4}\sim 10^{-2.6}\Omega^{-1}\textrm{cm}^{-1}\;at\;270^{\circ}C$ with an uniform activation energy ($\DeltaE_a=0.22\pm 0.02$ eV). More interesting finding is that these intercalates exhibit high electronic conducting as well as ionic ones ($t_i$=0.02~0.60) due to their interstratified structure consisting of superionic conducting and superconducting layers. In this respect, these new intercalates are expected to be useful as an electrode material in various electrochemical devices.

• 유기물자원화
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• 제6권2호
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• pp.59-67
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• 1998

이 연구는 대규모의 pilot plant에서 생산된 음식물찌꺼기 퇴비의 시용에 따른 작물(열무, 상추)에 의한 염류의 흡수와 토양의 화학적 특성 변화를 조사하기 위하여 수행되었다. 일반적으로 음식물찌꺼기 퇴비(FWC)는 전기전도도(EC)가 높고 Na, K, Ca 그리고 Mg와 같은 많은 염류를 함유하고 있다. 이러한 FWC가 토양에 시용될 경우 토양의 염류집적과 작물의 생육저해 가능성을 검증하지 않으면 안된다. FWC를 건물중으로 1/5,000a pot에 0, 20, 40, 80 그리고 160Mg/ha의 비율로 시용한 후 60일 동안 작물을 재배하여 토양의 pH와 EC, 작물에 의한 염류의 흡수를 조사하여 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 열무와 상추를 재배한 후 토양의 pH는 증가하였으며, EC는 감소하였다. 2. Na와 K의 흡수량은 FWC의 시용에 의해 약간 증가하였다. Ca의 흡수량에 있어서, 열무와 상추는 각각 감소, 증가하였다. 열무에서 Mg의 흡수량은 40Mg/ha 시용했을 때 가장 높았으며, 상추에서는 FWC의 시용에 따라 지속적으로 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제40권6호
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• pp.729-734
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• 2002

본 연구에서 PSS로 도핑된 EB와 LEB 형태의 폴리아닐린 필름을 ITO전극위에 m-cresol, chloroform 혼합용액을 도포시켜 제조하였다. UV 실험결과로부터 m-cresol에 의한 이차 도핑 효과를 확인 할 수 있었으며, m-cresol의 양이 증가할수록 폴리아닐린 필름의 전도도는 증가하였다. 이차도핑에 의한 전도도 향상은 제조된 폴리아닐린과 m-cresol의 상호작용에 의한 것으로 판단된다. 폴리아닐린의 전기화학적 실험결과 LEB로 제작된 폴리아닐린 전극의 산화 환원 피크 전류는 EB로 제작된 폴리아닐린 전극보다 더 크고 가역적인 것을 CV를 통해 구할 수 있었다. 또한 전하전달 저항은 m-cresol의 양이 증가할수록 감소하였으며, LEB/PSS 전극의 전하 전달 저항 값이 EB/PSS 전극보다 작았다. 이것은 CV에서 얻은 경향과 일치하였다. 제조된 폴리아닐린 전극 모두 이중층 용량과 용액저항은 일정하였으며, 용액저항은 주파수에 무관한 인자임을 알 수 있었다. 또한 PSS로 도핑된 폴리아닐린은 가상적인 n형 전도성 고분자의 특성을 나타내었다.

• 한국재료학회지
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• 제22권2호
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• pp.61-65
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• 2012

A $Li_2O-2SiO_2$ ($LS_2$) glass was investigated as a lithium-ion conducting oxide glass, which is applicable to a fast ionic conductor even at low temperature due to its high mechanical strength and chemical stability. The $Li_2O-2SiO_2$ glass is likely to be broken into small pieces when quenched; thus, it is difficult to fabricate a specifically sized sample. The production of properly sized glass samples is necessary for device applications. In this study, we applied spark plasma sintering (SPS) to fabricate $LS_2$ glass samples which have a particular size as well as high transparency. The sintered samples, $15mm\phi{\times}2mmT$ in size, ($LS_2$-s) were produced by SPS between $480^{\circ}C$ and $500^{\circ}C$ at 45MPa for 3~5mim, after which the thermal and dielectric properties of the $LS_2$-s samples were compared with those of quenched glass ($LS_2$-q) samples. Thermal behavior, crystalline structure, and electrical conductivity of both samples were analyzed by differential scanning calorimetry (DSC), X-ray diffraction (XRD) and an impedance/gain-phase analyzer, respectively. The results showed that the $LS_2$-s had an amorphous structure, like the $LS_2$-q sample, and that both samples took on the lithium disilicate structure after the heat treatment at $800^{\circ}C$. We observed similar dielectric peaks in both of the samples between room temperature and $700^{\circ}C$. The DC activation energies of the $LS_2$-q and $LS_2$-s samples were $0.48{\pm}0.05eV$ and $0.66{\pm}0.04eV$, while the AC activation energies were $0.48{\pm}0.05eV$ and $0.68{\pm}0.04eV$, respectively.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.171.2-171.2
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• 2016

The 2-dimensiona electron gas (2DEG) layers have opened tremendous interests in the heterooxide interfaces formed between two insulating materials, especially between LaAlO3 and $SrTiO_3$. The 2DEG layers exhibit extremely high mobility and carrier concentrations along with metallic transport phenomena unlike the constituent oxide materials, i.e., $LaAlO_3$ and $SrTiO_3$. The current work inserted artificially the interfacial layer, $Sr_xCa_{1-x}TiO_3$ between $LaAlO_3$ and $SrTiO_3$, with the aim to controlling the 2-dimensional transports. The insertion of the additional materials affect significantly their corresponding electrical transports. Such features have been probed using DC and AC-based characterizations. In particular, impedance spectroscopy was employed as an AC-based characterization tool. Frequency-dependent impedance spectroscopy have been widely applied to a number of electroceramic materials, such as varistors, MLCCs, solid electrolytes, etc. Impedance spectroscopy provides powerful information on the materials system: i) the simultaneous measurement of conductivity and dielectric constants, ii) systematic identification of electrical origins among bulk-, grain boundary-, and electrode-based responses, and iii) the numerical estimation on the uniformity of the electrical origins. Impedance spectroscopy was applied to the $LaAlO_3/Sr_xCa_{1-x}TiO_3/SrTiO_3$ system, in order to understand the 2-dimensional transports in terms of the interfacial design concepts. The 2-dimensional conduction behavior system is analyzed with special emphasis on the underlying mechanisms. Such approach is discussed towards rational optimization of the 2-dimensional nanoelectronic devices.

• 멤브레인
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• 제20권3호
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• pp.259-266
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• 2010

다공성 Poly(propylene) 분리막의 지지 하에 전해질 용액 (EC/DEC 1 : 1 혼합물 내의 $LiPF_6$ 1 M 용액) 내에서 DEGDMA [Di(ethylene glycol) dimethacrylate]의 $70^{\circ}C$ 열중합을 통하여 겔 고분자 전해질(GPE)막이 합성 되었다. 합성된 겔 고분자 전해질막의 이온전도도 및 전기화학적 안정성은 AC 임피던스법 및 CV (cyclic voltametry)법에 의하여 측정 평가하였다. 겔 고분자를 전해질로, 그리고 양극 및 음극으로는 각각 $LiMi_{0.8}Co_{0.2}O_2$ 및 graphite로 이용하여 리튬이온전지(LIB)도 제작하였다. 열중합을 통하여 리튬 이온전지에 적합한 이온전도도($10^{-3}\;S/cm$ 이상) 및 전기화학적 안정성을 보이면서 자체적인 성상을 유지하는 겔 고분자 전해질막을 얻을 수 있었다. 단량체 함량 5%의 전구체로 제작한 겔 고분자 전지는 단량체 함량이 7.0% 및 10.0%인 경우에 비하여 우수한 고율 및 충-방전 효율을 보였다.