Globally, the demand for electric vehicles (EVs) is surging due to carbon-neutral strategies aimed at decarbonization. Consequently, the demand for lithium-ion batteries, which are essential components of EVs, is also rising, leading to an increase in the generation of spent batteries. This has prompted research into the recycling of spent batteries to recover valuable metals. In this study, we aimed to selectively leach and recover lithium from the cathode material of spent LFP batteries. To enhance the reaction surface area and reactivity, the binder in the cathode material powder was removed, and the material was subjected to heat treatment in both atmospheric and nitrogen environments across various temperature ranges. This was followed by a mechanochemical process for aqueous leaching. Initially, after heat treatment, the powder was converted into a soluble lithium compound using sodium persulfate (Na2S2O8) in a mechanochemical reaction. Subsequently, aqueous leaching was performed using distilled water. This study confirmed the changes in the characteristics of the cathode material powder due to heat treatment. The final heat treatment in a nitrogen atmosphere resulted in a lithium leaching efficiency of approximately 100% across all temperature ranges.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2009.05a
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pp.31.1-31.1
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2009
Carbon nanotubes (CNTs) are attractive material because of their superior electrical, mechanical, and chemical properties. Furthermore, their geometric features such as a large aspect ratio and a small radius of curvature at tip make them ideal for low-voltage field emission devices including backlight units of liquid crystal display, lighting lamps, X-ray source, microwave amplifiers, electron microscopes, etc. In field emission devices for display applications, the phosphor anode is positioned against the CNT emitters. In most case, light generated from the phosphor by electron bombardment passes through the anode front plate to reach observers. However, light is produced in a narrow depth of the surface of the phosphor layer because phosphor particles are big as much as several micrometers, which means that it is necessary to transmit through the phosphor layer. Hence, a drop of light intensity is unavoidable during this process. In this study, we fabricated a transparent cathode back plate by depositing an ultra-thin film of single walled CNTs (SWCNTs) on an indium tin oxide (ITO)-coated glass substrate. Two types of phosphor anode plates were employed to our transparent cathode back plate: One is an ITO glass substrate with a phosphor layer and the other is a Cr-coated glass substrate with phosphor layer. For the former case, light was radiated from both the front and the back sides, where luminance on the back was ~30% higher than that on the front in our experiments. For the other case, however, light was emitted only from the cathode back side as the Cr layer on the anode glass rolled as a reflecting mirror, improving the light luminance as much as ~60% compared with that on the front of one. This study seems to be discussed about the morphologies and field emission characteristics of CNT emitters according to the experimental parameters in fabricating the lamps emitting light on the both sides or only on the cathode back side. The experimental procedures are as follows. First, a CNT aqueous solution was prepared by ultrasonically dispersing purified SWCNTs in deionized water with sodium dodecyl sulfate (SDS). A milliliter or even several tens of micro-liters of CNT solution was deposited onto a porous alumina membrane through vacuum filtration. Thereafter, the alumina membrane was solvated with the 3 M NaOH solution and the floating CNT film was easily transferred to an ITO glass substrate. It is required for CNT film to make standing CNTs up to serve as electron emitter through an adhesive roller activation.
In recent times, starting up polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFC) in sub-zero condition is a great challenge of fuel cell electric vehicle(FCEV). The water produced in a cathode during PEMFCs operate. The water changes into the form of solid/ice in sub-zero temperatures and this makes trouble in PEMFC cells. Voltage of PEMFC drops and cold startup is failed. This paper describes an experimental study on the effect of thermal cycle to degradation of MEA in PEMFC.
Kim, Jae-Choon;Lee, Yong-Taek;Chung, Jin-Taek;Kim, Yong-Chan;Hwang, In-Chul
유체기계공업학회:학술대회논문집
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2005.12a
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pp.759-764
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2005
In this paper, numerical analysis of hydrogen recycle system has been conducted in order to enhance the efficiency of automotive fuel cell. Generally, the excess hydrogen is provided in the automotive fuel cell. Since the non-reaction hydrogen reduces automotive fuel cell efficiency, reuse of the non-reaction hydrogen can be helpful to improve the fuel cell performance. In case of PEM FC, the water vapor is provided to hydrogen from the cathode so that the mixture experiences phase change depending on the changes of pressure and temperature. The internal flow of the mixture in the hydrogen recirculation system of fuel cell was investigated for real flow conditions. The variation of performance, properties and mass fractions of mixture, hydrogen and water-vapor were investigated. This study was performed based on 80KW level automotive fuel cell's recycling system.
Journal of the Korean Society of Marine Environment & Safety
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v.2
no.1
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pp.67-75
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1996
An innovative batch electrolytic system consisted of electrolytic basin, which was equipped with DSA(Dimensionally Stable Anode) type insoluble electrode, Ti/IrO2 anode and H-C metal cathode, and flotation separator was developed for the efficient treatment of shipboard emulsified oily wastewater. The electorod cleance and current density of elecrolytic basin to ensure maximum treatment efficiency of oily wastewater was evaluated as 6 mm, 3 A/dm3, respectively. The electrolytic efficiency of oily wastewater was affected by the operationtemperature, and it means that the temperature controller to ensure the stabiity of the process is required. The conductivity in the electrolytic basin was increased with the percentage of sea water in the oily wastewater, and over 90% of treatment efficiency of oily wastewater could be obtained at 7% of sea water. The oil removal rate was increased according to the increase of the quantity of electricity, and the maximum value of electrilyic rate constant was 288 mgoil/A.min. The information obtained from this study might be used for development of an efficient continuous electrolytic system treating the emulsified oily wastewater.
Proceedings of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers Conference
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2002.05a
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pp.25-33
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2002
Effect of surface topography on the water wetting nature and micro/nano tribological characteristics of Si-wafer and PTFE was experimentally studied. The ion beam treatment was performed with a hollow cathode ion gun in different argon don dose conditions in a vacuum chamber to change the surface topography, Micro/nano tribological characteristics, water wetting angles and roughness were measured with a micro tribo tester, SPM (scanning prove microscope), contact anglemeter and profilometer, respectively. Results showed that surface roughness increased with the argon ion dose. The water wetting angle of tile ion beam treated samples also increased with the ion dose. Results also showed that micro-adhesion and micro-friction depend on the wetting characteristics of the PTFE samples. However, nano-triboloSical characteristics showed little dependence on the wetting angles. The water wetting characteristics of modified PTFE samples were discussed in terms of the surface topographic characteristics.
Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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2008.11a
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pp.264-265
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2008
While the reliability of bulk insulation has become important particularly in multilayer boards and embedded boards, electronics are to be used under various environments such as at high temperature and in high humidity. We observed internal space charge behavior for two types of epoxy composites under dc electric fields to investigate the influence of water at high temperature. In the case of glass/epoxy specimen, homocharge is observed at water-treated specimen, and spatial oscillations become clearer in the water-treated specimens. Electric field in the vicinity of the electrodes shows the injection of homocharge. In aramid/epoxy specimens, heterocharge is observed at water-treated specimens, i.e. negative charge accumulates near the anode, while positive charge accumulates near the cathode. Electric field is enhanced just before each electrode. In order to further examine the mechanism of space charge formation, we have developed a new system that allows in situ space charge observation during ion migration tests at high temperature and high humidity. Using this in situ system.
Recently it was reported that the life of Al Sacrifical anode is being used in port piers has been significantly shortened compared with the original design life (e.g. average life shortened from 20 years to 13-15 year) Those factors involving these problems mentioned above were seemed to be a quality of anode material and diverse environmental factors such as pH flow rate temperature Dissolved oxygen Chemical oxygen demand and resistivity etcm In this study flow rate and contamination degree(pH) of sea water affecting to sacrificial anode life hve been investigated in terms of electrochemical characteristics of Al alloy sacrificial anode It was known that the lifetime of Al alloy anode was shortened not only by increasing of self-corrosion quantity by varying flow rate of sea water but also by increasing corrosion current density due to the potential difference increment between Al anode and steel structure cathode by varying contamination degree of sea water. Especially when anode current density is from 1mA/cm2 to 3mA/cm2 and flow rate of sea water is under 2m/s anode current efficiency is 90% above However flow rate is over 2m/s anode current efficiency fell down sharply due to erosion corrosion as well as galvanic corrosion.
Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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2010.05a
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pp.3.1-3.1
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2010
Water splitting reaction using photocatalysts is of great interest in the utilization of solar energy [1]. In the present work, visible light-responsive $TiO_2$ thin films (Vis-$TiO_2$) were prepared by a radio frequency magnetron sputtering (RF-MS) deposition method and applied for the separate evolution of $H_2$ and $O_2$ from water as well as the photofuel cell. Special attentions will be focused on the effect of HF treatment of Vis-$TiO_2$ thin films on their photocatalytic activities. Vis-$TiO_2$ thin films were prepared by an RF-MS method using a calcined $TiO_2$ plate and Ar as the sputtering gas. The Vis-$TiO_2$ thin films were then deposited on the Ti foil substrate with the substrate temperature at 873 K (Vis-$TiO_2$/Ti). Vis-$TiO_2$/Ti thin films were immersed in a 0.045 vol% HF solution at room temperature. The effect of HF treatments on the activity of Vis-$TiO_2$/Ti thin films for the photocatalytic water splitting reaction have been investigated. Vis-$TiO_2$/Ti thin films treated with HF solution (HF-Vis-$TiO_2$/Ti) exhibited remarkable enhancement in the photocatalytic activity for $H_2$ evolution from a methanol aqueous solution as well as in the photoelectrochemical performance under visible light irradiation as compared with the untreated Vis-$TiO_2$/Ti thin films. Moreover, Pt-loaded HF-Vis-$TiO_2$/Ti thin films act as efficient and stable photocatalysts for the separate evolution of $H_2$ and $O_2$ from water under visible light irradiation in the presence of chemical bias. Thus, HF treatment was found to be an effective way to improve the photocatalytic activity of Vis-$TiO_2$/Ti thin films. Furthermore, unique separate type photofuel cell was fabricated using a Vis-$TiO_2$ thin film as an electrode, which can generate electrical power under solar light irradiation by using various kinds of biomass derivatives as fuel. It was found that the introduction of an iodine ($I^-/{I_3}^-$) redox solution at the cathode side enables the development of a highly efficient photofuel cell which can utilize a cost-efficient carbon electrode as an alternative to the Pt cathode.
In proton exchange membrane fuel cell, the heat is generated at the catalyst layer as result of exothermic electrochemical reaction. This heat increases temperature of gas diffusion layer and membrane whose conductivity is very sensitive to humidity, function of temperature. So it is very important to analysis heat transfer through fuel cell to maintain temperature at specified range. In this paper numerical simulation was done including reversible, irreversible, ionic resistance, water formation loss to source term of energy equation. Results show that irreversible and water formation loss contributes mainly to energy source term and as current density increases, all of energy source terms become increased and Nusselt number is increased as results of more heat generation. Particularly irreversible loss is found to be predominant among the all energy source and water formation at cathode channel influences the temperature distribution of fuel cell greatly.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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