• 전기화학회지
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• 제5권3호
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• pp.131-142
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• 2002

순환전압전류 및 교류임피던스 기법을 이용하여 다결정 Pt/0.5M $H_2SO_4$ 및 0.5M LiOH수용액 계면에서 저전위 수소흡착(UPD H) 과 전위 수소흡착(OPD H)에 관한 Langmuir 흡착등온식 $({\theta}\;vs.\;E)$ 을 연구조사 하였다. 계면에서 치적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}{\leq}{-\phi}{\leq}90^{\circ})$ 거동은 표면피복율$(1{\geq}{\theta}{\geq}0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 위상이 동 방법 즉 최적중간주파수일 때 위상이동 변화$({-\phi}\;vs.\;E)$는 계면에서 음극 $H_2$ 발생 반응에 관한 UPD H와 OPDH의 Langmuir흡착등온식을 결정할 수 있는 새로운 전기화학적 방법으로 사용할 수 있다 다결정 Pt/0.5M $H_2SO_4$ 수용액 계면에서 OPD H의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $2.1\times10^{-4}$와 21.0kJ/mol 이다. 다결정 Pt/0.5M LiOH 수용액 계면에서 K는 음전위(E)에 따라 2.7 (UPD H)에서 $6.2\times10^{-6}$ (OPD H) 또는 $6.2\times10^{-6}$(OPD H)에서 2.7 (UPD H)로 전이한다. 유사하게 ${\Delta}G_{ads}$는 E에 따라 -2.5kJ/mol (UPD H)에서 29.7kJ/mol (OPD H)또는 29.7kJ/mol (OPD H)에서 -2.5kJ/mol (UPD H)로 전이한다. K와 ${\Delta}G_{ads}$의 전이는 다결정 Pt전극 표면의 상이한 UPD H와 OPD H의 흡착부위에 기인한다. 다결정 Pt전극 계면에서 UPD H와 OPD H는 음극 $H_2$ 발생 반응에 따른 순차적 과정이 아니라, 수소 흡착부위 자체에 따른 독립적 과정이다. UPD H와 OPD H의 기준은 음극 $H_2$발생 반응과 전위가 아니라, 수소 흡착부위와 과정이다. 수용액에서 음극 $H_2$발생 반응에는 다결정 Pt선 전극이 단결정 Pt(100)원반 전극보다 더 효율적이고 유용하다 위상이동 방법은 열역학적 방법과 상충적이 아니라, 보완적이다.

• 전기화학회지
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• 제10권4호
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• pp.245-251
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• 2007

주어진 연료전지면적에서 반응면적이 넓을수록 성능이 향상되는 연료전지는 좁은 폭의 채널을 여러 개 존재하게 하는 구조를 선호하지만 채널 폭이 좁아질수록 압력이 커지는 문제가 고려되어져야 한다. 그러나 현재 채널 구조에 따른 압력에 대한 연구는 많이 진행되어져 왔지만 대부분 반응을 고려하지 않았으며, 반응을 고려한 경우에 어떤 경향을 나타내는지 알아보는 것이 연료전지 유로설계에 있어 매우 중요하다. 본 논문에서 화학반응을 고려한 평행류, 90도 밴드형, serpentine 세가지 종류의 유로채널를 가진 연료전지를 수치 해석하여 반응을 고려하지 않은 경우와 마찰계수(fRe), 속도, 압력강하를 비교하여 본 결과 parallel과 bend 형태의 채널은 반응을 고려한 경우 반응에 의한 밀도의 감소에 따라 근소하게 감소한 것을 알 수 있었다. 그러나 serpentine채널은 다공성매체인 확산층을 통해 인접한 채널로 가스가 이동하는 bypass flow 영향에 의하여 상대적으로 낮은 압력강하를 나타내는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제24권4호
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• pp.100-105
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• 2021

최근 리튬이차전지의 안전성을 향상시킨 전고체 전지가 많은 관심의 대상이 되고 있으나 전도성 세라믹 또는 고체 고분자 전해질을 적용한 고체전지는 높은 계면 저항, 부반응 등과 같은 문제점을 지니고 있어 전기화학적 특성이 낮다. 기존 전고체 전지의 이러한 문제점을 해결하기 위하여 복합고체 전해질이 제안되었으며 본 연구에서는 나시콘 구조의 나노 입자 Li_1.5Al_0.5Ti_1.5P₃O₁₂ (LATP) 전도성 세라믹, PVdF-HFP, 카보네이티 기반 액체전해질을 복합화 하여 유사고체 전해질을 제작하였다. 이 복합고체 전해질은 5.6 V의 높은 전압 안전성을 가지며 리튬이온의 탈리-착리 테스트에서 리튬 금속전극의 덴드라이트 성장 억제 효과가 있음을 보여준다. 또한 복합고체 전해질을 적용한 LiNi_0.83Co_0.11Mn_0.06O₂ (NCM811)기반 전지에서 4.8 V의 높은 충전 종지 전압에도 241.5 mAh/g의 높은 방전 용량을 나타내며 안정적인 전기화학 반응이 일어난다. NCM811 기반 전지의 90도 충전-방전 중에도 전지의 단락이나 폭발 없이 139.4 mAh/g 방전 용량을 보인다. 따라서 LATP기반 복합고체 전해질은 리튬이차전지의 안전성과 전기화학적 특성을 향상 시킬 수 있는 효과적인 방법임을 알 수 있다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2007년도 춘계학술대회B
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• pp.3377-3382
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• 2007

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.

• 센서학회지
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• 제15권2호
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• pp.127-133
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• 2006

Recent studies demonstrated the ability of carbon nanotube (CNT) to promote electron transfer reactions of important compounds and to impart higher stability onto electrochemical sensors. CNT-based sensors measured by hydroxyl radical concentration or pH value suggest great promise for biosensors. This paper describes a new method for fabricating a very simple and inexpensive pH sensor compose of single walled-carbon nanotubes (SW-CNTs) using an ultra-precision spray. CNT-based sensor shows pH sensitivity in buffer solution at different pH range. Our experimental results show the sensor responses to pH buffer solution and the conductance of depends on the pH values. These results support application possibility of SW-CNTs based pH sensor for mass production.

• 공업화학
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• 제2권4호
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• pp.311-329
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• 1991

산화주석전극 위에 LB 법에 의해 단분자층상으로 흡착된 양친매성 Os 착체의 전기화학적 거동을 살펴보았다. 또한 단분자막형태로 흡착된 redox 종의 전극반응의 이론식을 가역, 비가역, 준가역파에 대하여 검토하였고, 이들막이 진공증착된 $SnO_2$ 전극 위로 전이될 때, 그 전극에서 흐른 전체 전하를 cyclic voltammogram 의 그림적분법에 의해 구하였다. 그리고 이들 단분자막을 이용한 전자이동 중개반응의 응용면도 $Fe^{2+}$, TEMPOL 등을 이용해 해석하였다. 이들 측정된 cyclic voltammogram을 이론식으로부터 유도하여 분자들간의 상호작용 parameter를 고려해서 simultation 하였다. 이들로부터 구해진 parameter 들은 측정된 cyclic voltammogram 과 거의 일치함을 확인할수 있었다. 마지막으로 LB 법을 이용한 최근의 연구동향 및 응용분야를 소개하였다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2016년도 추계학술대회 논문집
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• pp.115.1-115.1
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• 2016

Electrochemical anodization has been interested due to its useful way for the nano-scale architecture of metal oxides obtained from a metal substrate. By using this method, it is easy to control the morphology of the oxide materials by controlling electrochemical conditions. Among oxide materials obtained from the transition metals such as Ti, V, W, etc., in this paper, the morphological study of anodized $TiO_2$ was employed at various voltage conditions in fluoric based electrolyte, and the effects of applied voltage (sweep rate and retention time) on the tube morphologies were investigated. Furthermore, by using anodization of tungsten substrate (W), we fabricated the porous structure of $WO_3$ and provided merits of tailored structure for the hybridization of inorganic and organic materials as electrochromic (EC) applications. The hybrid porous $WO_3$ shows multi-chromic properties during the EC reactions at specific voltage conditions. From these results, the anodization process with tailoring nano-structure is one of the promising methods for EC applications.

• 한국재료학회지
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• 제28권3호
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• pp.182-188
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• 2018

Nitrogen (N)-doped protein-based carbon as platinum (Pt) catalyst supports from tofu for oxygen reduction reactions are synthesized using a carbonization and reduction method. We successfully prepare 5 wt% Pt@N-doped protein-based carbon, 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon, and 20 wt% Pt@N-doped protein-based carbon. The morphology and structure of the samples are characterized by field emission scanning electron microscopy and transmission electron micro scopy, and crystllinities and chemical bonding are identified using X-ray diffraction and X-ray photoelectron spectroscopy. The oxygen reduction reaction are measured using a linear sweep voltammogram and cyclic voltammetry. Among the samples, 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon exhibits exellent electrochemical performance with a high onset potential of 0.62 V, a high $E_{1/2}$ of 0.55 V, and a low ${\Delta}E_{1/2}=0.32mV$. Specifically, as compared to the commercial Pt/C, the 10 wt% Pt@N-doped protein-based carbon had a similar oxygen reduction reaction perfomance and improved electrochemical stability.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 1998년도 추계학술대회 논문집
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• pp.175-178
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• 1998

LiMn$_2$O$_4$-based spinels has been studied extensively as positive electrode materials for rechargeable lithium and lithium ion batteries. We describe here that LiMn$_2$O$_4$ cathode active materials is preparated by sol-gel process using water as solvent, which often yields inorganic oxides of excellent phase purity and well-controlled stoichiometry. Using this process, it has been possible to synthesize phase-pure crystalline spinel LiMn$_2$O$_4$ by calcining the appropriate precursors in air at 80$0^{\circ}C$ for several hours. The influence of different time have also been explored. LiMn$_2$O$_4$ preparated in the present study exhibit the single phase of cubic and active reaction at 400 ~ $600^{\circ}C$. Electrochemical studies show that the this method- synthesized materials appear to present reversible oxidation and reduction reactions at 3.0V ~ 4.5V and cycle stability during 50 cycle.

• 한국표면공학회지
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• 제29권6호
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• pp.739-744
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• 1996

Lanthanide diphthalocyanines have interesting properties on electrochemical and chemical redox reactions. It is however, difficult to use because of thier short device life. Plasma-polymerization attends to improvement thier device life. Yb-diphthalocyanine ($YbPc_2$) polymer film was deposited in a parallel plate electrodes-type RF plasma reactor. $YbPc_2$ was sublimed into the argon plasma, and polymer film was obtained on a substrate. Radio frequency was constant of 13.56MHz. Pressure of argon gas, sublimation rate of $YbPc_2$ and RF power were variable parameters depending on film quality. Surface of polymer films include a lot of sub-micron order lumps. It was indicated that size of lumps depends on polymerization degree controled by parameters. Size of lumps and polymerization degree are increased with RF power. However, by the high RF power over 40W, polymerization degree is decreased with RF power and surface of film is rough. In condition of RF power is high, polymerization will compete with etching of film. We obtained good films for electrochromic display with RF power of 20W, argon gas pressure of 8.0 Pa and sublimationrate of $1.2 \times 10$ mol/min, and good films for gas sensor with RF power of 30W, argon gas pressure of 10.6Pa and sublimation rate of $1.2 \times 10$ mol/min.