• 제목/요약/키워드: nano-composite material

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Cobalt Vanadium Heterointerface Modulated Co2P/VP Heterostructure Electrocatalyst for Robust Water Splitting

  • Purna Prasad Dhakal;Ganesh Bhandari;Hoang Tuan Nguyen;Duy Thanh Tran;Nam Hoon Kim;Joong Hee Lee
    • Composites Research
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    • 제37권4호
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    • pp.296-300
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    • 2024
  • The rational synthesis of efficient transitional metal phosphides (TMPs) could revolutionize green hydrogen production via water splitting. Hydrogen, with the highest energy density among fuels, stands out as an excellent alternative to address environmental issues and ensure sustainable future energy generation. However, the limited availability of state-of-the-art electrocatalysts like Pt/C and RuO2, used for the hydrogen evolution reaction (HER) and oxygen evolution reaction (OER), respectively, necessitates the development of cost-effective and non-noble electrocatalysts for green hydrogen production. In this context, we present a novel heterointerface-modulated heterostructure design comprising ultrathin nanosheets of a 3D Co2P/VP heterostructure on a conductive nickel foam substrate. This heterostructure demonstrates remarkably low overpotentials of 96 mV for HER and 237 mV for OER at 10 mA cm-2. The material's robust electrochemical kinetics are further evidenced by low Tafel slopes of 68.28 mV dec-1 and 116.54 mV dec-1, respectively.

피치로 코팅된 Nano Silicon Sheets/Graphite 음극복합소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Performance of Pitch coated Nano Silicon Sheets / Graphite Composite as Anode Material)

  • 이태헌;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제59권4호
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    • pp.487-492
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    • 2021
  • 본 연구에서는 피치가 코팅된 실리콘 시트/흑연 음극복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. NaCl을 주형으로 하여 스토버 법 및 마그네슘 열 환원법을 통해 실리콘 시트를 제조하고, 양친성 물질인 SDBS로 흑연과 결합시켜 실리콘 시트/흑연을 합성하였다. THF를 용매로 석유계 피치가 코팅된 실리콘 시트/흑연 음극복합소재를 제조하였고, 음극복합소재의 물리적 특성은 XRD, SEM, EDS와 TGA를 통해 분석하였다. 전기화학적 특성은 LiPF6 (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%)의 전해액을 사용해 전지를 제조하여, 충·방전 사이클, 율속, 순환전압전류, 전기화학적 임피던스 테스트를 통해 조사하였다. 실리콘 조성이 증가함에 따라 방전 용량이 증가하였고, 장기 안정성은 감소하는 경향을 보였다. 30 wt% 실리콘 조성을 갖는 실리콘 시트/흑연 복합소재에 피치를 코팅한 음극복합소재는 1228.8 mAh/g의 높은 초기 방전 용량을 보였으며, 50사이클 이후 용량 유지율은 77%로 실리콘 시트/흑연 복합소재에 비해 안정성이 개선됨을 알 수 있었다.

고출력 전자 패키지 기판용 고열전도 h-BN/PVA 복합필름 (High Thermal Conductivity h-BN/PVA Composite Films for High Power Electronic Packaging Substrate)

  • 이성태;김치헌;김효태
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.95-99
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    • 2018
  • 최근 고집적 고출력 전자 패키지의 효율적인 열전달을 위한 기판 및 방열소재로서 절연성 고열전도 필름의 수요가 커지고 있어, 알루미나, 질화알루미늄, 질화보론, 탄소나노튜브 및 그래핀 등의 고열전도 필러소재를 사용한 고방열 복합소재에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서도 육방정 질화보론(h-BN) 나노시트가 절연성 고열전도 필러 소재로서 유력한 후보 물질로 선택되고 있다. 본 연구는 이 h-BN 나노시트와 PVA로 된 세라믹/폴리머 복합체 필름의 방열특성 향상에 관한 것이다. h-BN 나노시트는 h-BN 플레이크 원료 분말을 유기용매를 사용한 볼밀링과 초음파 처리에 의한 물리적 박리공정으로 만들었으며, 이를 사용한 h-BN/PVA 복합 필름을 제조한 결과 성형된 복합필름의 면방향과 두께방향 열전도도는 50 vol%의 필러함량에서 각각 $2.8W/m{\cdot}K$$10W/m{\cdot}K$의 높은 열전도도가 나타났다. 이 복합필름을 PVA의 유리전이온도 이상에서 일축 가압하여 h-BN 판상분말의 얼라인먼트를 향상시킴으로써 면방향 열전도도를 최대 $13.5W/m{\cdot}K$까지 증가시킬 수 있었다.

고분자-세라믹 나노 컴포지트의 제작과 전기적 특성 (The Fabrication of polymer-nanoclay composite and electric properties)

  • 노현지;이성갑;남성필;안병립;원우식;우형관;박상만
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2009년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.257-258
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    • 2009
  • Nanocomposites of a epoxy resin are synthesized and evaluated the present study investigated. The effect of nanoclay additives on the properties of diglycidyl ether or bisphenol A(DGEBA) epoxy resin. DGEBA was mixed with 3~7 wt% organically modified layered silicate, Cloisite 30B for three hours. The average grain size of the specimens decreased with adding Cloisite 30B. The dielectric constant showed between 3.2 ~ 3.5 and the dielectric loss showed between 3.2 ~ 5.7 % in all specimens.

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Vibration analysis of nonlocal strain gradient porous FG composite plates coupled by visco-elastic foundation based on DQM

  • Abdulrazzaq, Mohammed Abdulraoof;Muhammad, Ahmed K.;Kadhim, Zeyad D.;Faleh, Nadhim M.
    • Coupled systems mechanics
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    • 제9권3호
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    • pp.201-217
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    • 2020
  • This paper employs differential quadrature method (DQM) and nonlocal strain gradient theory (NSGT) for studying free vibrational characteristics of porous functionally graded (FG) nanoplates coupled by visco-elastic foundation. A secant function based refined plate theory is used for mathematical modeling of the nano-size plate. Two scale factors are included in the formulation for describing size influences based on NSGT. The material properties for FG plate are porosity-dependent and defined employing a modified power-law form. Visco-elastic foundation is presented based on three factors including a viscous layer and two elastic layers.The governing equations achieved by Hamilton's principle are solved implementing DQM. The nanoplate vibration is shown to be affected by porosity, temperature rise,scale factors and viscous damping.

FTIR 분자구조 해석을 통한 에폭시-실리카 나노복합소재의 열기계적 물성 연구 (Study on the Thermomechanical Properties of Epoxy-Silica Nanocomposites by FTIR Molecular Structure Analyses)

  • 장서현;한유수;황도순;정주원;김영국
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권2호
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    • pp.51-57
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    • 2021
  • 이 연구에서는 에폭시 수지에 포함된 나노 실리카 입자의 농도가 재료의 열/기계적 물성에 미치는 영향에 대해 알아보았다. 약 12 nm 크기의 나노 입자를 에폭시 수지에 다섯가지 무게비로 섞은 나노복합소재를 제작하였다. DMA와 TMA 방법을 이용하여 유리전이온도, 응력이완, 열팽창 거동을 측정하였다. 이를 통해 나노입자가 재료의 점탄성 거동에 어떠한 영향을 미치는지 보였다. 실리카 입자의 함량이 증가할수록 순수 에폭시 재료 대비 탄성 물성은 증가하였고, 유리전이온도는 감소하였다. FTIR 결과는 분자구조의 관점에서 충진제 함량에 따른 물성변화의 원인을 찾고 나노입자가 에폭시 분자 구조에 어떠한 영향을 미치는지를 규명하는데 중요한 역할을 하였다.

리튬 이차 전지를 위한 음극 활물질 표면의 코팅으로 인한 전기화학적 특성 및 안전성 (The Effect of Electrochemical Performance and Safety by Surface Modification of Anode Materials for Lithium Secondary Battery)

  • 허윤정;고성태
    • 전기화학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.239-244
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    • 2009
  • 리튬 이차 전지의 전기화학적 특성 및 안전성 향상을 위한 음극 활물질 표면 처리 재료로 $Al_2O_3$$nano-Li_4Ti_5O_{12}$등이 사용된다. 표면 처리된 음극 활물질의 형상과 특성을 관찰하기 위해 주사전자현미경(Scanning electron microscopy, SEM), 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 관찰하였으며, 전기화학적 특성 및 안전성 평가를 위해 충방전기 및 가속 율열량계(Accelerating Rate Calorimeter, ARC)를 사용하였다. 각각의 금속 산화물에 따른 초기 효율 및 초기 용량은 82.5%와 350mAh/g로 동일하지만, 충방전 율속에 따른 특성 및 수명, 그리고 열적 안전성은 $nano-Li_4Ti_5O_{12}$로 음극 활물질을 표면 처리 한 활물질이 더 우수하였다.

나노/마이크로 컴포지트를 이용한 엔지니어링 열가소성 플라스틱의 표면 절연 개선 (Improvement of surface insulation properties of engineering thermoplastics by using nano/micro composite)

  • 정의환;임기조;허준;정종훈;김평중;정수현
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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    • pp.29-29
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    • 2010
  • Engineering plastics have excellent electrical properties, mechanical strength and various characteristic which include chemical resistance, environmental resistance, weatherability at a wide temperature range. It has good characteristic(light weight, good productivity) as compare with epoxy or porcelain insulators. However, engineering plastics not suited to outdoor insulator because it isn't hydrophobic. Therefore, to over come these critical problems, we improve the surface insulation characteristics of engineering plastic by coating micro-, nano- size inorganic fillers added to RTV-SIR(Room temperature vulcanized-silicone rubber) at this plastic surface. The effect is analyzed through salt-fog test, tracking test. In conclusion, the engineering plastic coated RTV with micro-$Al_2O_3$20[phr], nano-Al(OH)3 1 ~ 3[phr] improved much better than the others.

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전도성 나노 카본 블랙을 함유한 고분자 재료의 유전특성 (Dielectric Characteristics of the Polymers Containing Nano-size Conductive Carbon Black Powders)

  • 진우석;이대길
    • Composites Research
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    • 제17권5호
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    • pp.68-77
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    • 2004
  • 레이더 혹은 전자-통신장비에서 방출되는 전자파의 흡수/차폐는 군사적인 목적뿐만 아니라 상업적 목적으로도 매우 중요하다. 효과적인 전자기파 흡수체를 설계하기 위해서는 흡수체에 사용되는 재료의 대상 주파수 대역에서의 전자기적 성질을 정확히 알아야 하며, 손실재의 함량에 따른 정확한 전자기물성 예측이 가능해야 한다 본 연구에서는 전도성 카본 블랙 나노 입자를 함유하는 폴리에스터 복합재료의 유전성질을 자유공간 기법을 이용하여 X-Band 주파수 대역에 걸쳐 측정하고 카본 블랙의 함량에 따라 정량적으로 분석하였으며, 임의의 카본 블랙 함량을 갖는 고분자 수지의 유전 물성을 주파수에 따라 예측할 수 있는 방법을 제시하고 검증하였다.

ZnS:Cu-PDMS 기반 기계 발광 유연 나노 복합체의 CNT 혼입에 따른 전기 및 광학적 특성 향상에 대한 연구 (Enhancing Electrical and Optical Properties in Mechanoluminescent Flexible Nanocomposite Based on ZnS:Cu-PDMS by Mixing CNTs)

  • 김태민;김현우;윤종혁;김미희;전다빈;최대철;이성남
    • 한국전기전자재료학회논문지
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    • 제36권5호
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    • pp.531-535
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    • 2023
  • Mechanoluminescence (ML) is a phenomenon where the application of mechanical force to ML materials generates an electric field and produces light, holding significant promise as an eco-friendly technology. However, challenges in commercializing ML technology has arisen due to its low brightness and short luminous lifetime. To address this, in this work, we enhance ML efficiency by mixing carbon nanotubes (CNTs) into a ZnS: Cu embedded in a polydimethylsiloxane composite ML device. The inclusion of CNTs boosts ML intensity by 98% compared to devices without CNTs, as the increasing CNT fraction elevates conductivity, thereby amplifying ML intensity. However, this increase in CNT fraction also leads to enhanced light absorption within the device. Consequently, we observe a trend where ML intensity rises initially but declines beyond a CNT fraction of 0.0015 wt%. Based on these findings, we anticipate that our research will make valuable contributions to the advancement of electrical powerless mechanoluminescent technology.