• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.430.1-430.1
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• 2016

We present the concept of reducible fugitive material that conformally surrounds core Cu nanowire (NW) to fabricate transparent conducting electrode (TCE). Reducing atmosphere can corrodes/erodes the underlying/surrounding layers and might cause undesirable reactions such impurity doing and contamination, so that hydrogen-/forming gas based annealing is impractical to make device. In this regards, we introduce novel reducible shell conformally surrounding indivial CuNW to provide a protection against the oxidation when exposed to both air and solvent. Uniform copper lactate shell formation is readily achievable by injecting lactic acid to the CuNW dispersion as the acid reacts with the surface oxide/hydroxide or pure copper. Cu lactate shell prevents the core CuNW from the oxidation during the storage and/or film formation, so that the core-shell CuNW maintains without signficant oxidation for long time. Upon simple thermal annealing under vacuum or in nitrogen atmosphere, the Cu lactate shell is easily decomposed to pure Cu, providing an effective way to produce pure CuNW network TCE with typically sheet resistance of $19.8{\Omega}/sq$ and optical transmittance of 85.5% at 550 nm. Our reducible copper lactate core-shell Cu nanowires have the great advantage in fabrication of device such as composite transparent electrodes or solar cells.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.16-24
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• 1998

최근 Ni-MH 전지의 고성능화를 위해 방전용량이 높은 Zr기 $AB_2$ 형의 수소 흡장 합금이 주목받고 있다. 본 연구에서는 이 중에서 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금을 선택하여 합금의 열처리 그리고, Mn 대신 Mo의 부분치환이 전극의 특성에 미치는 영향을 조사하였다. 합금은 먼저 아크 용해로를 사용하여 제작하였으며, 이 합금 중 일부를 $1,100^{\circ}C$에서 가열 후 각각 서냉과 급냉 처리를 행하였다. 이 세 가지 종류의 합금들을 이용하여 활성화 거동, 고율 방전 특성, 자기 방전 특성 등의 전극특성을 평가하였다. 그 결과 합금은 열처리에 의해서 방전용량이 감소하고 고율 방전율 또한 감소하였다. 그러나, 전기 화학적으로 구한 압력-조성 등온곡선의 평탄구역의 기울기를 감소시켰다. 또한 $ZrV_{0.1}Mn_{0.7}Ni_{1.2}$ 합금의 Mn을 Mo으로 부분 치환함에 의해서 방전용량의 감소 없이 자기방전특성을 크게 개선할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제27권3호
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• pp.1-10
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• 2023

산업혁명의 발달로 인해 급격하게 증가된 온실가스 배출량을 저감하기 위해 배기 배출물 규제가 계속해서 강화되고 있다. 이를 만족시키기 위해선 친환경 연료의 사용은 필수적이다. 미래의 친환경 연료로서 수소가 주목받고 있지만, 물질적 특성으로 인해 취급과 보관에 큰 어려움을 겪고 있어, 이에 대안으로 암모니아가 제안되었다. 암모니아는 수소 대비 상온 조건에서 쉽게 액화가 가능하며, 에너지밀도가 높다. 이에 엔진의 연료로서 암모니아의 적용성을 검토하기 위해 직접분사식 암모니아 전소 엔진에서 연소제어인자의 변경에 따른 실험을 진행하였다. 본 실험은 점화시기(Spark Timing)와 공기과잉률(Excess Air Ratio) 두 개의 변수를 변경하여 실험을 진행하였다.엔진 속도 1,500 RPM 및 중부하 이상(제동 토크 200 Nm)의 조건에서 암모니아 전소를 하였을 때, 연소 안정성과 질소산화물, 미연 암모니아 등의 배기 배출물의 경향을 관찰하였다. 연소제어인자의 최적화를 통해 암모니아만을 연료로 사용한 경우에도 안정적인 연소가 가능한 조건을 찾을 수 있었고, 향후 운전영역 확장을 위한 전략을 적용할 계획이다.

• 공업화학
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• 제30권6호
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• pp.673-680
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• 2019

GAP 및 GAP-co-BO계 에너지 함유 열가소성 탄성체(ETPE)의 하드세그먼트 함량을 30~45% 범위에서 변화시켜 합성하여 열적 특성 및 기계적 특성을 비교 연구하여 고찰하였다. FTIR 분석 결과로부터 GAP-co-BO계 ETPE와 GAP계 ETPE는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 수소결합을 형성하는 능력이 증가하였으며 GAP-co-BO계 ETPE의 수소 결합 능력이 GAP계 ETPE보다 크게 나타났다. DSC와 DMA 분석 결과로부터 GAP계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트 함량이 증가함에 따라 증가하였으나, GAP-co-BO계 ETPE의 유리전이온도(T_g)는 하드세그먼트가 증가하여도 유사한 값을 유지하였다. 상온 storage modulus는 GAP-co-BO계 ETPE의 값이 GAP계 ETPE 값보다 더 크게 나타났다. 이러한 거동은 GAP-co-BO계 ETPE 내의 하드세그먼트와 소프트세그먼트의 강한 상분리 거동의 결과로 볼 수 있다. 그 결과 GAP-co-BO계 ETPE는 GAP계 ETPE보다 더 큰 파단강도와 더 낮은 파단신율 값을 나타냈다.

• 전기화학회지
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• 제19권2호
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• pp.39-44
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• 2016

연료전지에서 산소 환원 반응 (ORR)은 전체 반응에서 지배적인 역할을 한다. 또한 서로 다른 물질로 이루어진 막과 바인더 간의 낮은 호환성은 연료전지 효율을 크게 감소시킨다. 이러한 두 가지 문제점을 고려하여, 본 연구에서는 기존의 일반적인 Biphenol 대신 입체적 구조를 갖는 9,9_Bis(4-hydroxyphenyl) fluorine를 이용한 고분자를 합성하여 각각의 전극 바인더를 제조하였고, 이를 이용하여 각각의 나피온 막과 탄화수소 막 위에 스프레이 기법으로 MEA를 제조하여 전기화학적 성능 평가를 진행하였다. 그 결과 전류-전압 곡선에서의 0.6 V의 성능이 두 종류의 다른 막을 적용 했을 때 큰 차이를 보이지 않았으며, 탄화 수소 막의 타펠 기울기의 정도가 나피온 막에 비해 현저히 낮았다. 이를 통해 본 연구에서 적용된 아이오노머 바인더가 연료 전지성능 향상에 더 기여할 수 있을 것으로 판단 된다.

• 공업화학
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• 제8권3호
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• pp.524-532
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• 1997

방사성물질의 수송 및 저장용기 등에 사용하기 위하여 개발한 개질 에폭시수지 및 수소 첨가된 비스페놀-A형 에폭시수지계 중성자 차폐재들의 열분해온도, 열전도도, 열팽창 등의 열적 성질 및 인장강도, 압축강도, 굴곡강도, 비중, 무게변화, 수소 함량변화 등의 역학적 성질에 방사선이 미치는 영향을 검토하였다. 방사선 조사선량의 증가에 따라 KNS(Kaeri Neutron Shield)-201과 KNS-302 차폐재들의 열분해온도는 증가하는 경향을 나타내었으나, KNS-202와 KNS-301은 0.5 MGy 이상에서는 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 방사선 조사선량이 온도에 따른 차폐재들의 무게변화에는 거의 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 0.1 MGy까지 열전도도는 방사선 조사선량의 영향을 거의 받지 않는 것으로 나타났다. 또한 KNS-301과 302 차폐재들의 열팽창은 KNS-201과 202보다 방사선 영향을 적게 받는 것으로 나타났다. 0.1 MGy까지는 방사선 조사선량의 증가에 따라 KNS-202 및 KNS-301과 302차폐재들의 인장, 압축 및 굴곡강도는 증가하는 경향을 나타내었다. 반면에 KNS-201은 방사선 조사선량의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. 또한 조사선량의 증가에 따른 차폐재들의 비중, 무게 및 수소함량은 크게 변하지 않는 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제27권2호
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• pp.123-127
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• 2016

메탄올 연료전지는 수소의 제조, 저장 및 운반에 대한 기술적, 재정적 문제로 인해 개발이 촉발되어 에너지밀도가 높은 연료라는 장점으로 포름산 연료전지에 비해 활발히 연구가 진행되어 왔다. 하지만, 포름산 연료전지에 대해서도 전극촉매를 비롯한 핵심부품의 개발 및 연료의 물질전달 특성 등에 대한 연구가 지속적으로 수행되면서 액체 연료전지로써 보다 적합한 연료가 무엇인가에 대해서 실질적인 비교분석이 필요하게 되었다. 본 논문에서는 포름산과 메탄올 연료전지에 대하여 전극촉매, 연료 확산, 크로스오버, 물 관리, 효율, 시스템 구성 측면에서 연구개발 동향을 소개하며 향후 전망에 대해서 고찰하고자 한다.

• 광물과 암석
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• 제36권4호
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• pp.221-232
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• 2023

탄소중립을 위한 이산화탄소 저감 기술 및 대체 에너지에 대한 수요가 계속 증가하고 있다. 팔리고스카이트(palygorskite)는 리본 구조를 가지는 점토광물로 넓은 표면적의 나노크기의 공극을 가지고 있어, 지구온난화의 주범인 이산화탄소(CO₂)를 포집하고 친환경 대체 에너지인 수소(H₂)를 저장할 수 있는 물질로 제안된 바 있다. 이번 논문에서는 대정준 몬테 카를로(grand canonical Monte carlo) 시뮬레이션을 사용하여 팔리고스카이트 나노공극으로의 CO₂ 및 H₂ 분자의 흡착 등온선과 기작에 대한 기초연구의 예비 결과를 보고한다. 실온에서 기체의 분압 관련 변수인 화학 포텐셜(chemical potential)의 증가에 따라 나노공극에 흡착되는 CO₂ 및 H₂ 함량은 증가하였다. CO₂와 비교하여, H₂의 흡착은 더 높은 화학 포텐셜, 즉 높은 에너지가 필요하였다. 이론 계산으로 얻은 나노공극에서의 평균 제곱 변위(mean squared displacement)는 CO₂ 보다 H₂가 훨씬 높았으며 기존 실험 결과와 일치했다. CO₂는 나노공극에서 일렬로 배열된 반면, H₂는 매우 불규칙한 배열을 보였다. 이번 연구 방법은 CO₂ 및 H₂를 저장 가능한 지구물질 광물을 찾는 개발연구뿐만 아니라, 지중환경에서 유체와 광물의 반응을 근본적으로 이해하는 데 기여할 것으로 기대한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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• pp.91-91
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• 2013

Imagine a world where we could biomanufacture hybrid nanomaterials having atomic-scale resolution over functionality and architecture. Toward this vision, a fundamental challenge in materials science is how to design and synthesize protein-like material that can be fully self-assembled and exhibit information-specific process. In an ongoing effort to extend the fundamental understanding of protein structure to non-natural systems, we have designed a class of short peptides to fold like proteins and assemble into defined nanostructures. In this talk, I will talk about new strategies to drive the self-assembled structures designing sequence of peptide. I will also discuss about the specific interaction between proteins and inorganics that can be used for the development of new hybrid solar energy devices. Splitting water into hydrogen and oxygen is one of the promising pathways for solar to energy convertsion and storage system. The oxygen evolution reaction (OER) has been regarded as a major bottleneck in the overall water splitting process due to the slow transfer rate of four electrons and the high activation energy barrier for O-O bond formation. In nature, there is a water oxidation complex (WOC) in photosystem II (PSII) comprised of the earthabundant elements Mn and Ca. The WOC in photosystem II, in the form of a cubical CaMn4O5 cluster, efficiently catalyzes water oxidation under neutral conditions with extremely low overpotential (~160 mV) and a high TOF number. The cluster is stabilized by a surrounding redox-active peptide ligand, and undergo successive changes in oxidation state by PCET (proton-coupled electron transfer) reaction with the peptide ligand. It is fundamental challenge to achieve a level of structural complexity and functionality that rivals that seen in the cubane Mn4CaO5 cluster and surrounding peptide in nature. In this presentation, I will present a new strategy to mimic the natural photosystem. The approach is based on the atomically defined assembly based on the short redox-active peptide sequences. Additionally, I will show a newly identified manganese based compound that is very close to manganese clusters in photosystem II.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제13권1호
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• pp.148-158
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• 2022

The electrochemical CO₂ reduction (ECR) to produce value-added fuels and chemicals using clean energy sources (like solar and wind) is a promising technology to neutralize the carbon cycle and reproduce the fuels. Presently, the ECR has been the most attractive route to produce carbon-building blocks that have growing global production and high market demand. The electrochemical CO₂ reduction could be extensively implemented if it produces valuable products at those costs which are financially competitive with the present market prices. Herein, the electrochemical conversion of CO₂ obtained from flue gases of a power plant to produce diesel and formic acid using a consistent techno-economic approach is presented. The first scenario analyzed the production of diesel fuel which was formed through Fischer-Tropsch processing of CO (obtained through electroreduction of CO₂) and hydrogen, while in the second scenario, direct electrochemical CO₂ reduction to formic acid was considered. As per the base case assumptions extracted from the previous outstanding research studies, both processes weren't competitive with the existing fuel prices, indicating that high electrochemical (EC) cell capital cost was the main limiting component. The diesel fuel production was predicted as the best route for the cost-effective production of fuels under conceivable optimistic case assumptions, and the formic acid was found to be costly in terms of stored energy contents and has a facile production mechanism at those costs which are financially competitive with its bulk market price. In both processes, the liquid product cost was greatly affected by the parameters affecting the EC cell capital expenses, such as cost concerning the electrode area, faradaic efficiency, and current density.