A new method for preparation of thin nickel foam for Ni-MH battery was investigated. In this method, fine graphite powders of $1\mu\textrm{m}$~$2\mu\textrm{m}$ diameter were pasted into pores of thin polyurethane foam film in order to supply electric conducting seeds for nickel deposition by electroless plating reaction. After electroless plating, remaining polyurethane foam was removed chemically by organic solvent treatment and graphite particles also removed by ultrasonic cleaning. Porosity of formed nickel foam was about 85% During electroplating, porosity of the nickel foam decreased less than 5% up to $30\mu\textrm{m}$ coating thickness. And then it was electroplated and heat-treated to improve mechanical strength and ductility. Finally, thin nickel foam for Ni electrode of Ni-MH battery with 80% porosity and $350\mu\textrm{m}$~X$400\mu\textrm{m}$ thickness was obtained.
A nickel foam, one of metal foams was seleced as a catalyst support instead of conventional ceramic materials. $Al_2O_3$ was coated on the surface of nickel foam to increase the surface area. $Al_2O_3$ coating process was based on sol-gel process. SEM image was obtained and $Al_2O_3$ coverage was confirmed. Combustion experiments were carried out using SUS combustor and $H_2$/air mixture. Temperatures were measured with different equivalence ratios and $H_2$ flow rates. $H_2$ conversion rates were calculated by the analysis of product gas using gas chromatography. Catalytic combustion of $H_2$ was complete and stable with Pt/$Al_2O_3$ coated nickel foam and influences of water vapor were confirmed during the beginning of combustion.
Cho, Hyeon Woo;Nam, Ji Hyun;Park, Jeong Ho;Kim, Kwang Man;Ko, Jang Myoun
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제33권12호
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pp.3993-3997
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2012
Three-dimensional porous nickel foam was used as a current collector to prepare a Co-Ni oxide/Ni foam electrode for a supercapacitor. The synthesized Co-Ni oxide was proven to consist of mixed oxide phases of $Co_3O_4$ and NiO. The Co-Ni oxide/Ni foam electrode prepared was characterized by morphological observation, crystalline property analysis, cyclic voltammetry, and impedance spectroscopy. Cyclic voltammetry for the electrode showed high specific capacitances, such as 936 F $g^{-1}$ at 5 mV $s^{-1}$ and 566 F $g^{-1}$ at 200 mV $s^{-1}$, and a comparatively good cycle performance. These improved results were mainly due to the dimensional stability of the nickel foam and its high electrical contact between the electrode material and the current collector substrate.
A premixed combustion has many advantages including low NOx and CO emission, high thermal efficiency and a small volume of combustor. This study focused on combustion characteristics in a premixed combustion burner using the nickel based metal foam. The results show that the blue flame is found to be very stable at heating load 6,300-25,200 kcal/h by implementing the proper nickel based metal foam and baffle plate. The premixed flame mode is changed into green flame, red flame, blue flame and lift off flame with decreasing equivalence ratio. NOx emission was measured 80 ppm(0% oxygen base) from 0.710 to 0.810 of equivalence ratio and CO emission is 90 ppm(0% oxygen base) under the same equivalence ratio. It is also found that the stable blue flame region in flame stability curve becomes wider with increasing the heat load.
In this study, the nickel hydroxide (Ni(OH)2) electrode for supercapacitor was prepared via hydrothermal method. Based on the nickel (Ni) foam, the electrode does not require any additional binder material or post-processing. Nickel nitrate (Ni(NO3)2) and hexamethylenetetramine (C6H12N4) were used for synthesis, and the synthesis condition was 12 hours at 80 ℃. X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to analyze the structural characteristics of the electrode, and it shown that the nickel hydroxide was successfully prepared after only the one-step hydrothermal synthesis. The electrochemical properties were analyzed through the half-cell test. The prepared electrode shown a pair of oxidation/reduction peaks, indicating that the driving method included the redox reaction on the electrode surface. After the charge/discharge test, the specific capacitance was calculated as the value of 438 F/g at 3 A/g.
An electrode for supercapacitor using 3-dimensional porous nickel foam as a current collector and cobalt oxide as an active material was prepared and characterized in terms of morphology observation, crystalline property analysis, and the investigation of electrochemical property. The electrode surface showed that the cobalt oxide was homogeneously coated as the crystalline phase of $Co_3O_4$. Cyclic voltammetry for the $Co_3O_4$/nickel foam electrode exhibited higher specific capacitance values (445 F/g at 10 mV/s and 350 F/g at 200 mV/s) and excellent capacitance retention ratio (99% after $10^4$ cycles). It was proved that the nickel foam substrate played the roles in reducing the interfacial resistance with cobalt oxide and in improving the electrode density by embedding greater amount of cobalt oxide within it.
Nickel-based and iron-based alloys have been developed and commercialized for a wide range of high performance applications at severely corrosive and high temperature environment. This alloy foam has an outstanding performance which is predestinated for diesel particulate filters, heat exchangers, and catalyst support, noise absorbers, battery, fuel cell, and flame distributers in burners in chemical and automotive industry. Production of alloy foam starts from high-tech coating technology and heat treatment of transient liquid-phase sintering in the high temperature. These technology allow for preparation of a wide variety of foam compositions such as Ni, Cr, Al, Fe on various pore size of pure nickel foam or iron foam in order for tailoring material properties to a specific application.
Recently, due to high theoretical capacitance and excellent ion diffusion rate caused by the 2D layered crystal structure, transition metal hydroxides (TMHs) have generated considerable attention as active materials in supercapacitors (or electrochemical capacitors). However, TMHs should be designed using morphological or structural modification if they are to be used as active materials in supercapacitors, because they have insulation properties that induce low charge transfer rate. This study aims to modify the morphological structure for high cycling stability and fast charge storage kinetics of TMHs through the use of nickel cobalt hydroxide [NiCo(OH)2] decorated on nickel foam. Among the samples used, needle-like NiCo(OH)2 decorated on nickel foam offers a high specific capacitance (1110.9 F/g at current density of 0.5 A/g) with good rate capability (1110.9 - 746.7 F/g at current densities of 0.5 - 10.0 A/g). Moreover, at a high current density (10.0 A/g), a remarkable capacitance (713.8 F/g) and capacitance retention of 95.6% after 5000 cycles are noted. These results are attributed to high charge storage sites of needle-like NiCo(OH)2 and uniformly grown NiCo(OH)2 on nickel foam surface.
기공 경사화된 마이크론 단위의 구조 틀 및 나노 수지상 구조 벽을 가지는 니켈-구리 거품 전극을 전기화학적인 방법으로 합성하였다. 전해 도금 시 순수한 니켈은 치밀한 층으로 성장하는 양상을 보였으나, 구리와 함께 도금시키는 경우 그 성장 양상이 순수한 니켈과는 매우 다르게 관찰되었다. 특히, 첨가제로써 염소 이온의 농도가 증가함에 따라 니켈-구리 도금 층의 수지상 성장이 뚜렷해지는 모습을 보였다. 또한, 기재와 먼 부분일수록 도금 층 내 구리 대비 니켈의 상대적인 양이 감소하였으며, 염소 이온 농도가 높아짐에 따라 전 도금 층에 걸쳐 니켈의 양이 증가하였다. 수지상 구조 벽의 가지 내부 조성을 분석한 결과, 중심부로 갈수록 구리 함량이 점차 높아지는 조성 구배를 확인하였으며, 적절한 열처리를 통해 상호 확산을 유도하여 균일한 조성의 니켈-구리 합금을 얻어낼 수 있었다. 본 연구를 통해 제작된 재료는 기능성 전기 화학 장치용 고성능 전극에 활용될 수 있을 것으로 기대된다.
In this work, nano-flake shaped nickel oxide (NiO) films were synthesized by chemical bath deposition technique for electrochemical capacitors. The deposition was carried out for 1 and 2 h at room temperature using nickel foam as the substrate and the current collector. The structure and morphology of prepared NiO film were characterized by X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). And, electrochemical properties were characterized by cyclic voltammetry, galvanostatic charge-discharge, and AC impedence measurement. It was found that the NiO film was constructed by many interconnected NiO nano-flakes which arranged vertically to the substrate, forming a net-like structure with large pores. The open macropores may facilitate the electrolyte penetration and ion migration, resulted in the utilization of nickel oxide due to the increased surface area for electrochemical reactions. Furthermore, it was found that the deposition onto nickel foam as substrate and curent collector led to decrease of the ion transfer resistance so that its specific capacitance of a NiO film had high value than NiO nano flake powder.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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