• 멤브레인
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• 제30권5호
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• pp.307-318
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• 2020

기존의 바나듐 레독스 흐름전지(vanadium redox flow battery, VRFB)에서 사용하고 있는 과불소계이오노머인 나피온(Nafion)은 전해질에 존재하는 바나듐 이온의 투과도가 높아, 바나듐 이온이 분리막을 투과하여 반대쪽 전해질로 교차 이동하는 문제를 갖고 있다. VRFB에서 바나듐 이온의 투과는 서로 다른 산화수를 갖는 바나듐 이온이 부반응을 일으켜 충전, 방전 용량의 감소를 야기하고, 장기적인 성능 감소를 일으키는 원인이 된다. 이러한 문제를 해결하기 위해 본 연구에서는 SiO₂에 3-aminopropyl group이 도입된 나노입자(fS)를 Nafion에 분산시켜 바나듐 이온의 투과를 감소시키고, VRFB의 장기적인 성능의 향상을 도모하고자 하였다. SiO₂에 붙어 있는 아민기(-NH₂)가 Nafion의 술폰산 음이온(SO₃^-)과 이온결합을 형성함과 동시에, 암모늄 양이온(-NH₃⁺)의 양전하가 바나듐 이온에 대해 Gibbs-Donnan 효과를 나타내어 낼 것이라고 기대하였다. fS를 섞은 Nafion 용액의 pH와 Nafion-fS 막의 IEC 측정을 통해 암모늄 양이온과 술폰산 음이온의 이온결합이 존재하는 것을 확인하였고, fS의 양이 많아질수록 바나듐 이온의 투과도가 감소하는 것을 확인하였다. VRFB 단위 전지에 제조한 복합막을 도입하였을 때, 150 mA/㎠의 전류밀도에서 충방전 사이클을 200회 반복 진행하여도 방전용량을 최대 80%까지 유지할 수 있었다.

• 한국광물학회지
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• 제17권2호
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• pp.157-168
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• 2004

수용액 내 캐올리나이트와 할로이사이트의 표면화학 특성을 전위차 적정 실험과 FITEQL3.2 프로그램을 이용하여 연구하였다. 표면복합반응 모델 중 일정용량 모델을 적용하였으며, 표면을 사면체 자리와 팔면체 자리로 나누어 설정한 2 sites - 3 $pK_{a/s}$ 모델은 캐올리나이트와 할로이사이트의 표면화학 특성을 설명하는데 적합하였다. 두 점토광물 표면은 pH 4 이상에서 음전하를 띄며 pH가 높아질수록 양성자 표면 전하 밀도는 낮아진다. 산성 및 중성 영역에선 Si 사리(≡$SiO^{-}$ )가, 염기성 영역에선 Al 자리(≡$AlO^{-}$)가 양이온을 흡착하는데 중요한 역할을 할 것으로 예상된다. 모델링 결과 캐올리나이트의 경우 $pK_{a2(si)}$ /$^{int}$, p $K_{al(Al) }$ /$^{int}$ /, $pK_{a2}$ $(Al)^{int}$ /는 각각 4.436. 4.564, 및 8.461이며, 할로이사이트의 경우는 각각 7.852, 3.885, 7.084이다. 캐올리나이트의 총 Si 표면자리 농도와 총 Al 표면자리 농도는 0.215와 0.148 mM이며, 할로이사이트의 경우는 0.357과 0.246 mM이다 두 광물 모두 Si 표면자리 밀도 : Al 표면자리 밀도가 1 : 0.69로 비슷하다. 캐올리나이트의 총 표면자리 밀도는 3.774 sites/$nm^2$로 할로이사이트의 2.292 sites/n $m^2$ 값보다 약 1.6배정도 높다.다.

• 한국재료학회지
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• 제15권6호
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• pp.413-418
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• 2005

Perovskite $Pb(Ni_{1/3}Nb_{2/3})O_3-Pb(Zr,Ti)O_3[PNN-PZT]$ ceramics were synthesized by conventional ceramic processing technique. In order to modify piezoelectric properties for sensor application in this system, NiO addition was considered to provide $Ni^{+2}$ as an acceptor, which was known to occupy with B site in the structure. The effect of NiO addition up to $8\;mol\%$ on the following piezoelectric properties as well as sintering properties was investigated. When NiO added more than $1\;mol\%$, average grain size was decreased and second phase was found to form. Moreover, the second phase caused decrease in relative dielectric constant $(\varepsilon_{33}T/\varepsilon0)$, electro-mechanical coupling factor $(k_p)$, and piezoelectric charge constant $(d_{33})$, while increasing mechanical quality factor $(Q_m)$. When $1\;mol\%$ NiO was added, density, dielectric properties and piezoelectric properties were abruptly increased.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제49권1호
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• pp.15-20
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• 2011

고분자전해질 연료전지에 유입되는 공기가 톨루엔에 오염되었을 때 전지 성능에 미치는 영향을 여러 톨루엔 농도와 운전 조건에서 연구하였다. 그리고 청정한 공기에 의한 전지 성능 회복과 활성탄 흡착에 의한 공기 중 톨루엔의 제거에 대해서도 연구하였다. 본 연구에서 실험한 톨루엔의 농도 범위는 0.1~5.0 ppm이었고 전지 성능감소와 회복은 일정전류에서 전압변화 측정법과 전기화학적 임피던스 측정법(EIS)에 의해 측정하였다. KOH 첨착활성탄의 톨루엔 흡착용량은 등온흡착곡선으로 구했다. 톨루엔 농도가 증가할수록, 전류밀도가 증가할수록, 공기유량이 증가할수록 톨루엔 오염에 의한 성능감소가 심했다. 그러나 상대습도가 증가할수록 톨루엔 오염에 의한 성능감소는 작았다. 가습된 청정 공기 중의 산소와 수분에 의한 톨루엔의 산화에 의해 전지의 성능이 회복되었다. 톨루엔의 백금 표면 흡착에 의한 전하 전달 저항 증가가 전지 성능을 주로 감소시킴을 EIS가 보였다. 첨착활성탄의 톨루엔 흡착 용량은 KOH 첨착량이 증가할수록 감소하였다.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2003년도 하계학술대회 논문집 Vol.4 No.1
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• pp.319-322
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• 2003

To match the charge induced by the insulators $CeO_2$ with the remanent polarization of ferro electric SBT thin films, areas of Pt/SBT/Pt (MFM) and those of $Pt/CeO_2/Si$ (MIS) capacitors were ind ependently designed. The area $S_M$ of MIS capacitors to the area $S_F$ of MFM capacitors were varied from 1 to 10, 15, and 20. Top electrode Pt and SBT layers were etched with for various area ratios of $S_M\;/\;S_F$. Bottom electrode Pt and $CeO_2$ layers were respectively deposited by do and rf sputtering in-situ process. SBT thin film were prepared by the metal orgnic decomposition (MOD) technique. $Pt(100nm)/SBT(350nm)/Pt(300nm)/CeO_2(40nm)/p-Si$ (MFMIS) gate structures have been fabricated with the various $S_M\;/\;S_F$ ratios using inductively coupled plasma reactive ion etching (ICP-RIE). The leakage current density of MFMIS gate structures were improved to $6.32{\times}10^{-7}\;A/cm^2$ at the applied gate voltage of 10 V. It is shown that in the memory window increase with the area ratio $S_M\;/\;S_F$ of the MFMIS structures and a larger memory window of 3 V can be obtained for a voltage sweep of ${\pm}9\;V$ for MFMIS structures with an area ratio $S_M\;/\;S_F\;=\;6$ than that of 0.9 V of MFS at the same applied voltage. The maximum memory windows of MFMIS structures were 2.28 V, 3.35 V, and 3.7 V with the are a ratios 1, 2, and 6 at the applied gate voltage of 11 V, respectively. It is concluded that ferroelectric gate capacitors of MFMIS are good candidates for nondestructive readout-nonvolatile memories.

• 대한화학회지
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• 제33권6호
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• pp.588-595
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• 1989

아세트니트릴 용액과 메탄올 용액에서 가벼운 란탄족원소인 $La^{3+},\; Ce^{3+},\;Eu^{3+}$ 이온과 여러자리 리간드로 크라운 에테르류, diaza 거대고리류와 podand 형 리간드인 diamine ether의 착물형성에 대한 Log K, ΔH, ΔS값을 용액열량계로 결정하였다. 메탄올 용액에서는 금속이온반경과 거대고리 리간드 동공의 비에 따라서 선택적으로 안정한 착물이 형성되며 리간드 주게원자의 영향은 없었다. 아세트니트릴 용액에서는 발열반응으로 엔탈피 주도반응이었으며 거대고리 리간드의 주게원자가 산소인 경우는 최적크기에 따르는 선택적인 착물의 안정도를 나타냈으나 질소원자로 치환되면 공유결합성의 증가로 더욱 안정한 착물이 형성되었다. Diaza[2,2] 착물의 경우 $Eu^{3+}Ce^{3+}$ 순으로 안정도가 증가하였으며 이를 최적크기개념과 금속이온의 전하밀도 증가순으로 설명하였다. Diamine ether 착물의 경우는 macrocyclic effect가 없음으로 작은 안정도상수 값을 나타냈다.

• 공업화학
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• 제17권1호
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• pp.16-21
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• 2006

본 연구에서는 폴리아닐린(PANI)을 제조하여 큰 분자량의 유기산인 10-camphor sulfonic acid (CSA) 또는 dodecylbenzene sulfonic acid (DBSA)로 도핑시키고, polyethylene oxide (PEO)와 함께 블렌딩하여 전기방사 용액을 제조하였다. 제조된 용액을 전기방사하여 섬유형태로 만든 후, TGA와 전기화학 장치(cyclic voltammetry; CV)로 열적, 전기적 성질을 CSA 또는 DBSA로 도핑된 PANI의 함량에 따라 비교, 분석하였다. 본 실험 결과, PANI-CSA와 PANI-DBSA의 함량이 증가함에 따라 열분해 개시온도는 감소하지만 열안정성 지수와 적분 열분해 진행온도가 증가하는 것으로 보아 열안정성은 증가하는 것으로 판단된다. 또한, 전기전도도는 PANI-CSA와 PANI-DBSA의 함량이 증가함에 따라 증가하였으나 30% 이상이 되면 전도도가 일정해지는 것으로 나타났다. 순환전류젼압 곡선 결과, PANI/CSA는 PANI-DBSA 보다 피크가 좀 더 명확해지며, 전류밀도가 크게 나타났다. 이는 PANI/CSA가 약간 더 높은 전기전도도와 전하가 이동하기 쉬운 모폴로지를 가지고 있기 때문인 것으로 판단된다.

• 전기화학회지
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• 제16권4호
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• pp.191-197
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• 2013

리튬2차전지용 양극소재인 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$를 공침법을 이용해 $Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3}(OH)_2$ 전구체로부터 합성하였고, 공침조건을 조절하여 전구체의 1차 입자 형상을 Flake형상과 Needle형상으로 제어하였다. 동일한 공정으로 리튬과 혼합하고 열처리하여, 입도, 탭밀도, 화학적 성분 등이 동일한 분체물성의 양극 소재를 합성하였다. 전구체의 1차입자 형상에 따른 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$의 전기화학적 특성을 평가하고, 이 특성의 변화를 SEM, XRD, EELS로 이용하여 분석하여 연관성을 고찰하였다. Needle형상 전구체로 합성한 $Li(Ni_{0.5}Co_{0.2}Mn_{0.3})O_2$ 양극의 1차입자는 Flake형상 전구체로 합성한 경우보다 작고, EELS결과로는 입자표면의 Li농도가 내부보다 상대적으로 높았다. 전기화학적인 수명과 출력특성에서 Needle형상 전구체로 합성한 양극이 Flake형상 전구체의 경우보다 우수한 특성을 보였는데, 임피던스 측정으로부터 낮은 전하이동저항에 연관되어 있을 것으로 생각된다.

• 한국세라믹학회지
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• 제41권11호
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• pp.858-863
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• 2004

본 연구는 입방정 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 전기전도율, 열기전력 그리고 자기적 특성에 대하여 조사하였다. 350 K 이하의 은도영역에서의 입방정 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 열기전력은 음으로 나타났다 열기전력은 온도의 증가와 더불어 선형적으로 증가하여 A+BT의 형태로 표현가능 하였으며, Emin과 Wood가 제안한 모델과 잘 일치하였다. 이와 같은 열기전력의 온도의존성은 L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스의 전도 carrier가 small polaron임을 의미한다. L $a_{2}$ 3/Ti $O_{2.84}$ 세라믹스는 실온 이하의 특정온도에서 variable range hopping에서 small polaron hopping으로 변화하였다. 저온영역에서는 직류전도 기구해석은 Mott의 접근방식을 이용하였다. Mott의 보조변수 해석결과 Fermi면에서의 상태밀도 [N( $E_{F}$)]는 3.18${\times}$$10^{20}$ $cm^{-3}$e $V^{-1}$이었으며, 무질서에너지 $W_{d}$는 0.93로 고온에서의 활성화 에너지 보다 매우 크다. 200K와 300K온도 범위에서 log($\sigma$T)와 1/T의 직선 관계가 존재 하였으며, small polaron의 hopping energy는 0.15 eV였다.

• 대한화학회지
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• 제38권8호
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• pp.539-546
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• 1994

몇 가지 n-알코올들을 포함하는 수용액에서 Cetyltrimethylammonium bromide(CTAB)의 임계 미셀농도(CMC) 및 미셀 상태에서 반대이온의 결합상수$(\beta)$값을 $17^{\circ}C{\sim}41^{\circ}C$까지의 온도범위 내에서 전도도법으로 측정하였으며, CTAB 계면활성제의 미셀화에 대한 열역학 함수값($({\Delta}G^o_m,\;{\Delta}H^o_m,\;{\Delta}S^o_m,\;{\Delta}C_p)$)들을 온도에 따른 CMC 및 $\beta값$의 변화로부터 계산하였다. 또한 CTAB 계면활성제의 미셀화에 대한 n-알코올(프로판올, 부탄올, 펜탄올 및 헥산올)의 효과를 조사하기 위하여 n-알코올의 농도에 따른 CMC 및 $\beta$값의 변화를 측정하였다. n-알코올을 작은 양으로 첨가하였을 때 CMC값과 $\beta$값은 감소하였다. 그러나 과량의 n-알코올을 첨가하였을 때 CMC값은 오히려 증가하는 경향을 보였다. 이러한 현상들을 n-알코올 분자들의 미셀속으로의 가용화 및 n-알코올 분자들의 가용화로 인한 미셀의 표면전하값의 변화와 관련하여 설명하였다.