• 공업화학
• /
• 제27권4호
• /
• pp.444-448
• /
• 2016

이차전지 음극소재인 실리콘의 부피팽창을 개선하기 위하여 hollow silicon/carbon (H-Si/C) 복합체의 특성을 조사하였다. $St{\ddot{o}}ber$법을 통해 합성한 $SiO_2$에 $NaBH_4$를 첨가해 hollow 형태의 $SiO_2\;(H-SiO_2)$를 제조한 후, 마그네슘 열 환원 반응과 phenolic 수지(resin)를 첨가한 후 탄화과정을 거쳐서 H-Si/C 복합체를 합성하였다. 제조된 H-Si/C 합성물은 XRD, SEM, BET, EDX, TGA를 통해 특성을 분석하였다. 음극소재의 용량과 사이클 안정성을 향상시키기 위해서, $NaBH_4$ 첨가량에 따라 합성된 H-Si/C 복합체의 전기화학적 특성을 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 조사하였다. H-Si/C 음극활물질과 $LiPF_6$ (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해액을 사용하여 제조한 코인셀은 $SiO_2:NaBH_4=1:1$일 때 1459 mAh/g의 향상된 용량을 나타내었으며, 사이클 성능 또한 두 번째 사이클 이후 40번째 사이클까지 매우 우수한 안정성을 나타냄을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제26권5호
• /
• pp.543-548
• /
• 2015

리튬이온 전지용 음극소재의 용량 및 사이클 성능을 향상시키기 위해서 Si/C/CNF 합성물의 특성이 조사되었다. 제조과정으로는 SBA-15를 합성하고 볼밀링을 이용한 마그네슘환원을 통해 Si/MgO를 얻은 다음, Phenolic resin과 CNF를 이용해 탄화과정을 거쳐 최종적으로 산처리하여 Si/C/CNF 활물질을 합성하였다. 합성된 Si/C/CNF는 BET, XRD, FE-SEM 그리고 TGA를 이용하여 분석하였다. $50^{\circ}C{\sim}70^{\circ}C$까지 온도에 따라 SBA-15를 합성한 결과 $60^{\circ}C$에서 가장 큰 비표면적을 갖는 결과를 얻었다. 또한 LiPF6 (EC : DMC : EMC = 1 : 1 : 1 vol%) 전해질을 사용하여, 충방전, 사이클, CV와 임피던스 등과 같은 전기화학적 테스트를 수행하여 Si/C/CNF 전극의 이차전지 음극활물질로서 성능을 조사하였다. Si/C/CNF (Si : CNF = 97 : 3 중량비)를 이용한 전지의 용량은 1,947 mAh/g으로 다른 합성물보다 우수한 결과를 보였다. CNF 첨가량이 3 wt%에서 11 wt%로 증가함에 따라 용량 보존율이 84~77%로 안정성이 감소되었다. Si/C/CNF 합성소재 전극이 이차전지의 사이클 성능과 전기전도도를 개선할 수 있다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제10권12호
• /
• pp.3731-3739
• /
• 2009

철, 황동, 아연, 구리 등 금속과 탄소섬유를 양전극으로 한 해양 퇴적물 전지를 구성하여 전기적 특성을 알아보았다. 금속 전극으로는 철, 황동, 아연, 구리판과 탄소전극으로는 graphite felt가 사용되고 환원부 전극은 graphite felt로 하였다. 해안 퇴적토에 서식하는 미생물군에 의해, 또는 빠른 금속 부식반응에 기초한 산화작용에 의해 전자가 방출되고 아연/철 전극에서 최대전류가 $7.7\;A/m^2$, 철 전극에서 최대 $6.9\;W/m^2$의 전력밀도가 형성되었다. 탄소 천을 감싼 복합금속전극 시험결과 금속전극만 사용한 경우보다 전기특성이 60%정도 향상되었고 이는 미생물 증식과 부식에 의한 산화피막 형성이 지연된 결과로 여겨진다. 산화전극부의 ORP는 실험시간 내내 일정하였으며 구리전극 사용시 유기산 형성으로 추정되는 약한 pH 강하가 일어났다. 전극부와 전해질 부분의 전기저항을 계산한 결과 전기 생산의 주 영향인자는 부식반응 조절과 미생물의 전자 이전활성에 있음을 알 수 있었다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제4권2호
• /
• pp.95-102
• /
• 2006

알파분광법에 의한 $^{237}Np$ 의 정량방법을 검토하였다. 황산염 매질에서 전류세기, 전착시간 및 유기물 첨가제 둥의 변화에 따른 $^{237}Np$ 의 전착조건을 찾은 결과 $1.2{\sim}1.5$ A에서 유기첨가제 없이 $1{\sim}1.5$ 시간 동안 전착하는 것이 효율적이었다. $^{237}Np$ 을 4.16 Bq에서 0.0264 Bq(1ng) 까지 전착한 결과 농도가 낮을수록 전착율 및 재현성이 낮아졌으며 1 ng 까지 측정이 가능하였다. 사용후 핵연료 합성용액에서 $^{237}Np$을 분리한 후 알파분광법으로 측정하여 정량한 결과 $98.8{\pm}5.1%$(n=4)의 회수율을 나타내었다. 사용후 핵연료 시료용액 중 $^{237}Np$ 을 정량하였으며 계산 값과 비교한 결과 10% 이내에서 서로 일치하였다.

• 한국작물학회지
• /
• 제40권4호
• /
• pp.533-541
• /
• 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.

• 공업화학
• /
• 제28권5호
• /
• pp.534-538
• /
• 2017

본 연구에서는 PFO (pyrolyzed fuel oil)의 개질을 통해 탄소전구체(피치)를 제조한 후, 유기용매를 통한 분자량 조절을 하고 탄화하여 음극소재를 제조하였다. 리튬이차전지 음극소재의 전기화학적 특성은 석유계 피치를 사용하여 조사되었다. 사용된 세 종류의 피치는 3903, 4001, 4002이며, 각 PFO를 $390^{\circ}C$ 3 h, $400^{\circ}C$ 1 h, $400^{\circ}C$ 2 h 열처리 하여 제조하였다. 제조된 헥산 불용성 피치의 물리적 특성은 XRD, TGA, GPC, SEM으로 분석되었다. 음극소재로서의 피치의 전기화학적 특성은 충 방전, 순환전압전류, 임피던스, 속도 테스트를 통해 조사되었다. 4001 피치를 통하여 제조된 음극소재와 $LiPF_6$ (EC : DMC = 1 : 1 vol%, VC 3 wt%)를 사용하여 제조한 반쪽 전지는 향상된 초기용량(310 mAh/g)을 보였으며, 초기 효율(82%), 2 C/0.1 C 속도특성(90%), 용량 유지율 85%의 특성을 보였다. 본 연구에서 제조된 피치는 사이클 특성과 속도특성이 향상됨을 알 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제22권1호
• /
• pp.1-12
• /
• 2011

To improve the mechanical properties, such as durabilities and antioxidative characteristics, the covalently cross-linked (CL-) SPEEK (sulfonated polyether ether ketone)/Cs-substituted HPA (heteropoly acid) organic-inorganic composite membranes (CL-SPEEK/Cs-HPAs), have been intensively investigated. The composite membrane were prepared by blending cesium-substituted HPAs (Cs-HPAs), including tungstophosphoric acid (TPA), molybdophosphoric acid (MoPA), and tungstosilicic acid (TSiA) with cross-linking agent content of 0.01 mL. And composite electrolytes composed of Cs-HPAs, prepared by immersion (imm.) and titration (titr.) methods to increase the stability of HPAs in water, were applied to polymer electrolyte membrane electrolysis (PEME). As a result, the proton conductivity of Cs-substituted composite membranes increased rapidly over $60^{\circ}C$ but mechanical properties, such as tensile strength, decreased in accordance with added Cs content. The bleeding-out of Cs-TPA membranes by titration method (50 vol.% Cs) decreased steadily to 2.15%. In the oxidative stability test by Fenton solution, the durability of membranes with Cs-HPA significantly increased. In case of CL-SPEEK/ Cs-TPA membrane, duration time increased more than 1200 hours. It is expected that even though CL-SPEEK/Cs-MoPA membrane shows the high proton conductivity, electrocatalytic activity and cell voltage of 1.80 V for water electrolysis, the CL-SPEEK/Cs-TPA (imm.) is more suitable as an alternative membrane in real system with the satisfactory proton conductivity, mechanical properties, anti-oxidative stability and cell voltage of 1.89 V.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제38권9호
• /
• pp.853-859
• /
• 2001

나노 $Y_2O_3-CeO_2$ 시스템의 분산안정성을 콜로이드 계면화학을 이용하여 조사하였다. 수계 슬립캐스팅으로 $Y_2O_3$가 첨가된 $CeO_2$의 성형체를 제조하였다. 분말과 유기첨가물 사이의 서스펜션의 분산안정성은 ESA를 이용한 서스펜션의 전기영동학적인 거동을 통하여 구하였다. 입자들의 이동도는 음이온계 분산제 1wt% 첨가 시 가장 크게 향상되었다. 산성영역에서의 $Y^{3+}$ 이온의 해리로 인해 슬러리의 수소이온 농도는 pH 7.0 이하로 내려가지 않았다. $Y_2O_3-CeO_2$ 시스템에서 서스펜션의 최적 조건은 음이온계 분산제를 1wt% 첨가하고 pH를 11.0으로 고정하는 것이고, 슬립캐스팅하여 1400$^{\circ}$C에서 2시간 소결하였다. 소결체는 98% 이상의 상대밀도를 나타내었으며, 표면 미세구조에서뿐만 아니라 단면의 깊이 방향에서도 Y원소의 분포가 균일하였다.

• 청정기술
• /
• 제20권4호
• /
• pp.433-438
• /
• 2014

전기자동차와 하이브리드 전기자동차에 요구되는 높은 충 방전 속도, 안전성, 대형화에 적합한 충 방전 전지의 개발은 많은 관심을 받고 있다. 스피넬 구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$는 리튬이온이차전지의 음극활물질로 충 방전 시 부피변화가 거의 없기 때문에 수명특성이 뛰어나고, 전해액이 분해되는 전위보다 높은 작동 전압을 갖기 때문에 안정한 장점이 있다. 본 실험에서는 $Li_4Ti_5O_{12}$의 단점인 전기전도성을 향상시키고자 소량의 Ru를 첨가하여 $Li_4Ti_5O_{12}$를 고상법으로 제조하여 테스트하였다. TGA-DTA, XRD, SEM, 충 방전 테스트를 통해 분석을 실시하였다. Ru를 첨가하였을 때 용량은 약간 감소하였지만, 분극현상이 감소하는 것을 확인하였다. 그리고 Ru를 3%와 4% 첨가하였을 때 높은 전류밀도인 10 C-rate 충 방전에서 용량감소율이 줄었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권1호
• /
• pp.118-123
• /
• 2019

본 연구에서는 리튬이온전지 음극소재인 흑연의 낮은 이론 용량을 개선하기 위해 흑연/실리콘/피치 음극 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 흑연의 표면에 양친성 물질인 Polyvinylpyrrolidone (PVP)을 코팅한 후 (3-Aminopropyl)triethoxysilane(APTES)로 표면 처리된 실리카를 결합시켜 흑연/실리카를 합성하였으며, 실리카의 질량비에 따라 피치 소재로 코팅한 후 마그네슘 열 환원법을 통하여 실리카를 실리콘으로 환원시켜 흑연/실리콘/피치 복합소재를 제조하였다. 흑연/실리콘/피치 음극소재는 XRD, SEM과 TGA를 통해 물리적 특성을 분석하였으며, 전기화학적 특성은 1.0 M $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%)의 전해액을 사용하여 충 방전 사이클, 율속, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 조사하였다. 제조된 흑연/실리콘/피치 복합소재의 실리카 비율이 28.5 wt% 일때 537 mAh/g의 높은 초기 방전 용량을 나타내었으며, 30 사이클까지의 사이클 성능은 95%로 매우 우수한 사이클 안정성과 율속 테스트에서 0.1 C/0.2 C 일 때 98% 회복을 나타냄을 확인하였다.