• 공업화학
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• 제23권6호
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• pp.534-538
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• 2012

$ Na^+$-beta-alumina 고체전해질을 고상반응법을 통해 합성하였으며, 두 종류의 안정화제 $Li_2O$와 MgO가 상 형성 및 소결밀도에 미치는 영향을 비교 분석하였다. 합성온도에 따른 ${\beta}/{\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina 상 분율 분석을 위해, [$Na_2O$] : [$Al_2O_3$] = 1 : 5의 고정된 몰 비에서 하소온도를 $1200{\sim}1500^{\circ}C$로 변화하여, 각각 2 h동안 하소하였다. $Li_2O$를 안정화제로 사용한 경우에는 $1500^{\circ}C$에서 2차 상 전이가 발생해 ${\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina 상 분율의 증가가 나타났지만, MgO를 첨가했을 때는 하소온도에 관계없이 상 분율이 유지되었다. 또한 disc 형태의 $Na^+$-beta-alumina 샘플을 $1550{\sim}1650^{\circ}C$의 온도에서 각각 30 min 소결한 후 상대 소결밀도, 상 변화 및 미세구조를 분석하였다. $Li_2O$를 안정화제로 사용하였을 때, 소결온도 $1600^{\circ}C$에서 ${\beta}^{{\prime}{\prime}}$-상 분율과 상대밀도가 각각 94.7%와 98%로 가장 높은 값을 나타냈으며, MgO를 안정화제로 사용하였을 경우, 소결온도의 증가에 따라 상대밀도가 크게 증가하는 결과를 보였다.

• 센서학회지
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• 제23권3호
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• pp.170-172
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• 2014

$CO_2$ sensor was used only one solid electrolyte in many cases. To improve the sensing characteristics of $CO_2$ sensors, solid electrolyte $CO_2$ sensor has been developed by bi-electrolyte type sensor using Na-Beta-alumina and YSZ. However, in many further studies, bi-electrolyte type sensor was made by pellet pressed by press machine and additional treatment for formation of interface. In the aspect of mass production, using thick film and additional treatment is not suitable. In this study, $CO_2$ sensor was fabricated by bi-electrolyte structure which was made by an NBA paste layer deposited on YSZ pellet and fired at $1650^{\circ}C$ for 2 hour. The formation of stable interface between YSZ and NBA were confirmed by SEM image. When the type IV electrochemical cell arrangement represented by $CO_2,O_2,Pt{\mid}Li_2CO_3-CaCO_3{\parallel}NBA{\parallel}YSZ{\mid}O_2,Pt$ is used to measure the $CO_2$ concentration in air. This sensor EMF should depend only on the concentration of $CO_2$ by logarithmic. Also, sensor shows $P_{CO_2}$ and EMF relationship like nerstian reaction at a temperature of $450^{\circ}C$.

• 한국세라믹학회지
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• 제36권11호
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• pp.1217-1227
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• 1999

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제33권5호
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• pp.411-417
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• 2020

In this study, we introduce a Na β"-alumina composite thick film as a solid electrolyte, to reduce the resistance of electrolyte for a Na/S battery. An alumina/zirconia composite material was used to enhance the mechanical properties of the electrolyte. A solid electrolyte of about 40 ㎛ thick was successfully fabricated through the conversion and tape-casting methods. In order to investigate the effect of the surface treatment process of the solid electrolyte on the battery performance, the electrolyte was polished by dry and wet processes, respectively, and then the Na/S batteries were prepared for analyzing the battery characteristics. The battery with the dry process performed much better than the battery made with the wet process. As a result, the battery manufactured by the dry process showed excellent performance. Therefore, it is confirmed that the surface treatment process of the solid electrolyte has an important effect on the battery capacity and coulombic efficiency, as well as the interface reaction.

• 한국결정성장학회지
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• 제24권4호
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• pp.164-168
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• 2014

나트륨 유황 전지는 $350^{\circ}C$ 이상의 고온에서 작동하는 대용량 전지로 에너지 저장 시스템에 주로 사용된다. 전지는 음극 액체 나트륨과 양극 액체 유황 그리고 고체 전해질 베타 알루미나(${\beta}^{{\prime}{\prime}}$-alumina)로 구성되어 있다. 이 전지는 초기충방전 사이클에서 상당한 전압변화를 보이기 때문에 전지의 안정화를 위해 컨디셔닝 과정이 필요하다. 실험 결과 전지 전압 변화의 주요한 원인 중의 하나가 액체 나트륨과 고체 전해질과의 접촉 면적이 변하기 때문인 것을 알았다.

• 대한기계학회:학술대회논문집
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• 대한기계학회 2000년도 춘계학술대회논문집B
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• pp.956-961
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• 2000

This paper describes the design of a small size Alkali Metal Thermal to Electric Converter (AMTEC) which employs a capillary structure for recirculating sodium working fluid. The cycle is based on the simple and small capillary type ${\beta}"$ -alumina and wick tube element. The proposed cell consists of the 37 conversion elements with capillary tube of $50{\mu}m$ in diameter and the sealed cylindrical vessel of 22mm in outer diameter. Results on the cycle analysis of sodium flow and heat transfer in the cell showed that the expected power output was 4.65W and the conversion efficiency was 19% for the source temperature of 900K.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권3호
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• pp.576-583
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• 2018

탄화규소는 실리콘과 비교시 큰 에너지 밴드 갭을 갖고, 불순물 도핑에 의해 p형 및 n형 전도의 제어가 용이해서 고온용 전자부품 소재로 활용이 가능한 재료이다. 특히 ${\beta}$-SiC 분말로부터 제조한 다공질 n형 SiC 세라믹스의 경우, $800{\sim}1000^{\circ}C$에서 높은 열전 변환 효율을 나타내었다. SiC 열전 변환 반도체를 응용하기 위해서는 변환 성능지수도 중요하지만 $800^{\circ}C$ 이상에서 사용할 수 있는 고온용 금속전극 또한 필수적이다. 일반적으로 세라믹스는 대부분의 보편적인 용접용 금속과는 우수한 젖음을 갖지 못 하지만, 활성 첨가물을 고용시킨 합금의 경우, 계면 화학종들의 변화가 가능해서 젖음과 결합의 정도를 증진시킬 수 있다. 액체가 고체 표면을 적시면 액체-고체간 접합면의 에너지는 고체의 표면에너지 보다 작아지고 그 결과 액체가 고체 표면에서 넓게 퍼지면서 모세 틈새로 침투할 수 있는 구동력을 갖게 된다. 따라서 본 연구에서는 비교적 낮은 융점을 갖는 Ag를 이용해서 다공질 SiC 반도체 / Ag 및 Ag 합금 / SiC 및 알루미나 기판간의 접합에 대해 연구하였고, Ag-20Ti-20Cu 필러 메탈의 경우 SiC 반도체의 고온용 전극으로 적용 가능할 것으로 나타났다.

• 공업화학
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• 제18권4호
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• pp.337-343
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• 2007

천연가스의 누출을 감지하기 위해서 첨가되는 유기 황 화합물질인 부취제에 의해 연료전지 내의 스택 전극과 개질기 촉매들이 피독되어 시스템 성능저하의 큰 원인이 되고 있다. 본 연구에서는 실리카, 알루미나, 활성탄, HZSM-5, Ultra-stable Y 제올라이트(USY) 및 베타 제올라이트와 같은 흡착제들을 부취제 제거용 흡착제로 사용하여, tetra-hydrothiophene (THT)와 tert-butylmercaptan (TBM)에 대한 흡착 성능을 연속식 흡착시스템에서 얻은 흡착파과곡선을 비교하여 평가하였다. 제올 라이트의 Si/Al 비, 흡착온도 및 Balance Gas (메탄, 헬륨) 종류의 변화가 흡착성능에 미치는 영향을 조사하고, THT와 TBM의 경쟁적인 흡착특성을 비교하였다. 여러 흡착제 중에서 H형, beta-zeolite (BEA)가 부취제인 TBM과 THT에 대해서 가장 우수한 흡착능력을 나타내었으며, 동일한 흡착제 상에서는 THT가 TBM보다 많은 양으로 흡착제거되었다. Temperature Programmed Desorption (TPD) 및 Infrared 스팩트럼(IR) 분석결과 부취제 황화합물은 제올라이트 표면에서 물리흡착과 더불어 산점에 의한 화학흡착을 이루는 것을 확인하였다.