• 제목/요약/키워드: electrolyte leakage

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DAAQ와 SPEEK를 이용한 전고상 슈퍼커패시터의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of all solid supercapacitor based on DAAQ(1,5-diaminoanthraquinone) and SPEEK(sulfonated polyether ether ketone))

  • 김진용;김홍일;김한주;박수길
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2005년도 하계학술대회 논문집 Vol.6
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    • pp.371-372
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    • 2005
  • Supercapacitors are promising devices for delivering high power density. Digital communications, electric vehicles and other devices that require electrical energy at high power levels in relatively short pulses have prompted considerable research on supercapacitors. In recent years, solid electrolytes have been investigated for supercapacitors. Solid electrolytes are advantageous over liquid electrolytes in respect of easy handling and reliability without electrolyte leakage. In this preliminary study, an electrochemical supercapacitor in all solid configuration has been fabricated using CNF-DAAQ and poly-vinylidenefluoride(PVdF). A new type of Supercapacitor was constructed by using carbon nanofibers(CNFs) and DAAQ(l,5-diaminoanthraquinone) monomer. DAAQ was deposited on the carbon nanofibers by chemical polymerization with $(NH_4)_2S_2O_8$ as oxidant in the 0.1M $H_2SO_4$. Dried SPEEK powder was mixed with N-methyl pyrrolidone to make 10 wt.% solution in an ultrasonic bath, the slurry was cast over a glass substrate heated to $70^{\circ}C$ for solvent evaporation. And then we used solid electrolyte of SPEEK. The unit cell consist of DAAQ-CNF/electrolyte/Pt. From the analysis, it is clear that surface of carbon nanofibers was quite uniformly coated with DAAQ. The performance characteristics of the supercapacitors have been evaluated using Cyclic Voltammetry.

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Direct Microwave Sintering of Poorly Coupled Ceramics in Electrochemical Devices

  • Amiri, Taghi;Etsell, Thomas H.;Sarkar, Partha
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제13권3호
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    • pp.390-397
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    • 2022
  • The use of microwaves as the energy source for synthesis and sintering of ceramics offers substantial advantages compared to conventional gas-fired and electric resistance furnaces. Benefits include much shorter processing times and reaching the sintering temperature more quickly, resulting in superior final product quality. Most oxide ceramics poorly interact with microwave irradiation at low temperatures; thus, a more complex setup including a susceptor is needed, which makes the whole process very complicated. This investigation pursued a new approach, which enabled us to use microwave irradiation directly in poorly coupled oxides. In many solid-state electrochemical devices, the support is either metal or can be reduced to metal. Metal powders in the support can act as an internal susceptor and heat the entire cell. Then sufficient interaction of microwave irradiation and ceramic material can occur as the sample temperature increases. This microwave heating and exothermic reaction of oxidation of the support can sinter the ceramic very efficiently without any external susceptor. In this study, yttria stabilized zirconia (YSZ) and a Ni-YSZ cermet support were used as an example. The cermet was used as the support, and a YSZ electrolyte was coated and sintered directly using microwave irradiation without the use of any susceptor. The results were compared to a similar cell prepared using a conventional electric furnace. The leakage test and full cell power measurement results revealed a fully leak-free electrolyte. Scanning electron microscopy and density measurements show that microwave sintered samples have lower open porosity in the electrode support than conventional heat treatment. This technique offers an efficient way to directly use microwave irradiation to sinter thin film ceramics without a susceptor.

유기전해질에 따른 EDLC의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of EDLC with various Organic Electrolytes)

  • 양천모;이중기;조원일;조병원;임병오
    • 전기화학회지
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    • 제4권3호
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    • pp.113-117
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    • 2001
  • 탄소계 전극을 사용하는 EDLC(Electric Double Layer Capacitor)용의 축전용량과 충방전속도는 전해질의 종류, 충방전 조건 그리고 탄소계 물질의 물리화학적 성질에 따라 크게 달라질 수 있다. 이에 본 연구에서는 dip coating method에 의해 제조된 EDLC용 활성탄소 전극에서 유기 전해질의 종류를 달리하여 충방전 실험과 전기화학적인 실험을 시행하였다. 또한 충전전류밀도와 방전전류밀도의 변화에 따른 비축전 용량의 변화를 조사하였고, 최적 유기전해질의 조건에서 leakage current 특성, 자가방전 특성 그리고 시간전압곡선을 기존의 $1M-Et_4NBF_4/PC$와 비교하였다 활성탄, 소전극으로 비표면적이 $2000m^2/g$인 MSP-20을 사용하고 유기전해질로는 $1M-LiPF_6/PC-DEC(1:1)$를 사용한 EDLC에서 130 F/g 정도의 우수한 비축전 용량을 나타내었고 저항면에서도 가장 낮은 수치를 나타내었다 $1M-LiPF_6/PCDEC(1:1)$를 사용한 EDLC는 15분동안 0.0004A의 낮은 leakage current와 100시간 경과 후 0.8V의 우수한 자가 방전 특성 그리고 IR-drop이 적은 선형의 시간-전압곡선을 보여주었다.

A computer simulation of ion exchange membrane electrodialysis for concentration of seawater

  • Tanaka, Yoshinobu
    • Membrane and Water Treatment
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    • 제1권1호
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    • pp.13-37
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    • 2010
  • The performance of an electrodialyzer for concentrating seawater is predicted by means of a computer simulation, which includes the following five steps; Step 1 mass transport; Step 2 current density distribution; Step 3 cell voltage; Step 4 NaCl concentration in a concentrated solution and energy consumption; Step 5 limiting current density. The program is developed on the basis of the following assumption; (1) Solution leakage and electric current leakage in an electrodialyzer are negligible. (2) Direct current electric resistance of a membrane includes the electric resistance of a boundary layer formed on the desalting surface of the membrane due to concentration polarization. (3) Frequency distribution of solution velocity ratio in desalting cells is equated by the normal distribution. (4) Current density i at x distant from the inlets of desalting cells is approximated by the quadratic equation. (5) Voltage difference between the electrodes at the entrance of desalting cells is equal to the value at the exits. (6) Limiting current density of an electrodialyzer is defined as average current density applied to an electrodialyzer when current density reaches the limit of an ion exchange membrane at the outlet of a desalting cell in which linear velocity and electrolyte concentration are the least. (7) Concentrated solutions are extracted from concentrating cells to the outside of the process. The validity of the computer simulation model is demonstrated by comparing the computed results with the performance of electrodialyzers operating in salt-manufacturing plants. The model makes it possible to discuss optimum specifications and operating conditions of a practical-scale electrodialyzer.

Plasma Corrosion in Oxalic Acid Anodized Coatings Depending on Tartaric Acid Content

  • Shin, Jae-Soo;Song, Je-Boem;Choi, Sin-Ho;Kim, Jin-Tae;Oh, Seong-Geun;Yun, Ju-Young
    • Applied Science and Convergence Technology
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    • 제25권1호
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    • pp.15-18
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    • 2016
  • Study investigated the optimal anodizing conditions for fabricating an oxide film that produces less contamination in a corrosive plasma environment, using oxalic acid and tartaric acid. Oxide films were produced using sulfuric acid, oxalic acid, and tartaric acid electrolyte mixtures with various mole ratios. The oxide film made by adding 0.05M tartaric acid to 0.3M oxalic acid showed higher breakdown voltage and lower leakage current. Additionally, contamination particles were reduced during plasma etching, thus demonstrates that this mixture presented optimal conditions. However, higher tartaric acid content (0.1 M, 0.15 M) led to lower breakdown voltages and higher leakage currents. Also, it resulted in more cracking during thermal shock tests as well as the generation of more contamination particles during plasma processing.

New Liquid Crystal-Embedded PVdF-co-HFP-Based Polymer Electrolytes for Dye-Sensitized Solar Cell Applications

  • Vijayakumar, G.;Lee, Meyoung-Jin;Song, Myung-Kwan;Jin, Sung-Ho;Lee, Jae-Wook;Lee, Chan-Woo;Gal, Yeong-Soon;Shim, Hyo-Jin;Kang, Yong-Ku;Lee, Gi-Won;Kim, Kyung-Kon;Park, Nam-Gyu;Kim, Suhk-Mann
    • Macromolecular Research
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    • 제17권12호
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    • pp.963-968
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    • 2009
  • Liquid crystal (LC; E7 and/or ML-0249)-embedded, poly(vinylidenefluoride-co-hexafluoropropylene) (PVdF-co-HFP)-based, polymer electrolytes were prepared for use in dye-sensitized solar cells (DSSCs). The electrolytes contained 1-methyl-3-propylimidazolium iodide (PMII), tetrabutylammonium iodide (TBAI), and iodine ($I_2$), which participate in the $I_3^-/I^-$ redox couple. The incorporation of photochemically stable PVdF-co-HFP in the DSSCs created a stable polymer electrolyte that resisted leakage and volatilization. DSSCs, with liquid crystal(LC)-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolytes between the amphiphilic ruthenium dye N719 absorbed to the nanocrystalline $TiO_2$ photoanode and the Pt counter electrode, were fabricated. These DSSCs displayed enhanced redox couple reduction and reduced charge recombination in comparison to that fabricated from the conventional PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte. The behavior of the polymer electrolyte was improved by the addition of optimized amounts of plasticizers, such as ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC). The significantly increased short-circuit current density ($J_{sc}$, $14.60\;mA/cm^2$) and open-circuit voltage ($V_{oc}$, 0.68 V) of these DSSCs led to a high power conversion efficiency (PCE) of 6.42% and a fill factor of 0.65 under a standard light intensity of $100\;mW/cm^2$ irradiation of AM 1.5 sunlight. A DSSC fabricated by using E7-embedded PVdF-co-HFP-based polymer electrolyte exhibited a maximum incident photon-to-current conversion efficiency (IPCE) of 50%.

채소 퇴화종자와 건전종자 침지용액의 전기전도도, 유기및 무기성분의 차이 (Differences of Electrical Conductivity, Organic and Inorganic Constituents in Leakage from Aged and Non-aged Vegetable Seeds)

  • 민태기
    • 한국작물학회지
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    • 제40권4호
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    • pp.533-541
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    • 1995
  • 종자가 수분을 흡수할 때 특히 퇴화종자에서 종자의 내용물질을 밖으로 누출하는데 Brassica속의 종자는 총광물질인 sinapine이 누출되는 것을 이용하여 퇴화종자를 선별하는 기술이 개발되어 있다. 따라서 본 시험에서는 무, 배추, broccoli, 참깨, 양파, 당근종자에서 sinapine이외에 전기전도도, 무기성분(K, Ca, Mg, Na), 전당, 아미노산 등의 성분들이 퇴화종자와 건전종자 사이에 어떠한 차이로 누출되는지를 검토하여 이들 성분을 이용할 때 퇴화종자를 검정할 수 있는 지표로 사용될 수 있는지를 검토하였다. 1. 종자침청호액의 전기전도도는 퇴화종자에서 시간이 경과할수록 높아졌는데 십자화과 종자인 무, 배추, broccoli종자에서 뚜렷한 차이가 있었으나 양파와 당근종자에서는 전기전도도도 낮았고 차이도 거의 없었다. 2. 무기물의 누출에서는 무기성분중 potassium이 가장 많이 누출되었으며 퇴화종자와 건전종자 사이의 차이도 컸지만 기타 Ca, Mg, Na에서는 누출양도 적었고 차이도 적었다. 또 십자화과 종자에서는 누출이 많았고 양파와 당근종자에서는 누출이 적었다. 3. 전당의 누출도 퇴화종자에서 건전종자보다 높았으며 역시 십자화과 종자에서 누출양과 차리가 컸으나 양파, 당근종자에서는 누출양과 차이가 적었다. 4. 아미노산의 누출도 퇴화종자와 건전종자사이에 차이가 컸으나 품종간 차이가 다양하였고 십자화과 종자에서 누출양이 많았으나 양파나 당근종자에서는 누출양이나 차이가 적었다. 5. 전당과 아미노산은 종자침청 후 약 4시간에서부터 건전종자와 퇴화종자에서 누출양의 차이를 보였다.

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전해액 누액에 의한 리튬이차전지 보호회로의 영향 (Effect of Protection Circuit Module for Li-Secondary Battery on Electrolyte Leakage)

  • 남종하
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2016년도 전력전자학술대회 논문집
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    • pp.413-414
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    • 2016
  • 리튬이차전지는 양극과 음극이 충전과 방전을 반복적으로 수행할 수 있는 구조를 가지고 있으며, 전극 내에서의 이온의 삽입 및 탈리가 용이하고 이들 과정이 진행되는 동안 전극의 구조가 안정하게 유지되어야 하는 전해질은 이온의 전달을 용이하게 하여야 한다. 전지에서 전극 내로 삽입되는 이온은 집전체를 통해 전극으로 들어온 전자와 전하중성을 이루어 전극 내에 전기 에너지를 저장하는 매개체가 된다. 리튬이차전지에서 전해액은 유기 전해액이 사용되고 있으며, 유기용매에 이온원으로서 용질인 리튬염을 용해시킨 것이지만 폭 넓은 환경조건하에서도 이온의 이동을 계속적으로 원활하게 하여 실용전지로서 충분한 역할을 하도록 만드는 중요한 재료이다. 본 논문에서는 전지에서 유기 전해액의 누액이 발생시 보호회로에 미치는 영향에 대해 소개하고자 한다.

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SUBSTITUENT EFFECT ON THE INHIBITION OF CHLOROPHYLL FORMATION BY N-PHENYL OXADIAZOLIDINEDIONE DERIVATIVES IN CUCUMBER AND SPECULATION ON THE HERBICIDAL ACTION

  • Hwang, Kwang-Jin;Kim, Hyung-Jin;Kim, Jin-Seog
    • Journal of Photoscience
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    • 제3권3호
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    • pp.137-140
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    • 1996
  • The inhibition of chlorophyll formation in cucumber cotyledons by N-phenyl oxadiazolidinedione derivatives Ia-u showed similar trend as their herbicidal activities. In case of oxadiazolidinedione Iq, with a propargyloxy substituent, both the highest herbicidal activity and inhibitory action(pI$_{50}$ = 6.37) were observed. The accumulation of protoporphyrin IX and cellular electrolyte leakage by oxadiazolidinedione Ia, Ik and Iq were well correlated with their inhibition of chlorophyll biosynthesis. These results suggest that the herbicidal activity of oxadiazolidine Ia-u is originated from the inhibition of chlorophyll biosynthesis.

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래빗아이 블루베리 품종별 꽃눈의 내동성과 재배안전지역 (Floral Bud Cold Hardiness and Cultural Safety Zone in Rabbiteye Blueberry Cultivars)

  • 김홍림;곽용범;한점화;오필경;채원병;김성철;김목종;김진국
    • 한국환경농학회지
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    • 제33권4호
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    • pp.327-333
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    • 2014
  • 래빗아이블루베리는 북부형과 남부형 하이부쉬 블루베리와 함께 전 세계적으로 가장 많이 재배되고 있는 블루베리의 한 품종군이다. 하이부쉬 블루베리에 비해 높은 토양적응성과 다수성의 장점을 가지고 있지만, 저온 저항성이 상대적으로 낮다는 단점 역시 가지고 있다. 본 연구의 목적은 래빗아이 블루베리의 품종별 꽃눈의 내동성 범위를 구명하고 그에 따른 재배안정지대를 설정하는데 두었다. 본 연구에 사용된 실험재료는 경남 남해에 소재한 국립원예특작 과학원 남해출장소 블루베리 유전자원 포장에서 1월 상순에 굵기와 꽃눈의 개수 등이 균일하도록 채취하였다. 결과지의 저온반응은 전해질 누출량을 통하여 조사하였으며, 꽃눈의 내동성은 절개한 후 씨방의 갈변율이 50%에 도달한 온도($LT_{50}$)를 경계로 구분하였다. 각 품종의 내동성을 바탕으로 재배안전지대설정은 1981~2010년까지 30년간의 극최저 기온 자료를 바탕으로 설정하였다. 래빗아이 블루베리 품종별 가지의 전해질 누출량은 온도가 낮을수록 증가하는 경향이었으며, $-5^{\circ}C$조건에서의 전해질 누출량은 'Brightwell'이 가장 낮았고, 'Bluegem'이 가장 많았다. 한편 'Brightblue', 'Brightwell', 'Climax', 'Delite', 'Gardenblue', 'Southland' 그리고 'Woodard' 품종들은 $-20^{\circ}C$ 처리에서 전해질 누출량이 증가하였다. 래빗아이 블루베리 품종별 꽃눈의 내동성($LT_{50}$)은 'Bluegem' 과 'Homebell' ($-13.3^{\circ}C$)이 가장 낮았고, 'Tifblue'($-25^{\circ}C$)가 가장 높았다. 'Bonita', Gardenblue', 'Brightblue' 그리고 'Southland는 $-15.0{\sim}-16.7^{\circ}C$ 범위 내에서 내동성을 나타냈으며, 'Delite', 'Brightwell', 'Austin' 그리고 'Climax'는 $-18.3^{\circ}C$에서, 'Bluebelle', 'Woodard' 그리고 'Powderblue'는 $-20^{\circ}C$범위 내에서 내동성을 나타냈다. 본 연구는 래빗아이 블루베리 내한성 영역을 6개 구역으로 분류하였으며, 'Tifblue'를 제외한 대부분 품종들의 재배안전 지대는 전남 및 경남지역과 그 이남지역 이었다. 한편 본 연구의 실험실조건의 결과물이기 때문에 재배현장(노지 및 시설)에서는 다양한 요인에 의해 달라질 수 있다. 따라서 보다 정밀한 안전지대 설정을 위하여 추가적인 연구가 필요하다 사료된다.