• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.413-413
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• 2011

최근 전기, 전자, 반도체 산업의 발전으로 전 고상 박막리튬전지는 초소형, 초경량의 마이크로 소자의 구현을 위한 고밀도 에너지원으로 각광받고 있다. 현재 양극박막은 대부분LCO(LiCoO2)계열이 이용되고 있으나, 코발트는 높은 가격과 인체 유해성 뿐만 아니라 상대적으로 낮은 용량(~140 mAh/g)등의 단점을 갖고 있어 향후 보다 고용량의 양극박막이 요구된다. 3원계 양극활물질 LiMO2(M=Co,Ni,Mn,etc.)은 우수한 충방전 효율 과 열적 안정성 뿐 아니라 277mAh/g의 높은 이론용량을 갖고 있어 고용량 양극박막으로의 적용시 고용량 박막이차전지 제작이 가능하다. 본 연구에서는 전 고상 박막 전지의 구현을 위하여 RF 스퍼터링법을 사용하여 Li[Li0.2Mn0.54Co0.13Ni0.13]O2 박막을 증착하였다. Li/MnCoNi의 몰 비율을 변화시켜 높은 전기화학적 특성을 갖는 분말을 합성하여 제조한 타겟으로 Pt/TiO2/SiO2/Si 기판위에 RF 스퍼터법을 이용하여 박막을 성장시켰다. 박막 증착 시 가스의 비율은 Ar:O2=3:1로 하고 증착 압력의 조절(0.005~0.02 torr)을 통하여 박막의 두께와 표면 특성을 조절하며 성장시켰다. 또한 박막을 다양한 온도에서($400{\sim}550^{\circ}C$) 열처리하여 결정화도와 전기화학적 특성을 측정하였다. 증착 된 박막의 구조적 특성은 X-ray diffraction(XRD) 과 scanning electron microscopy(SEM)로 관찰되었다. 박막의 전기화학적 특성 평가를 위하여 Cyclic voltammatry를 측정하여 가역성의 정도를 확인하고 WBC3000 battery cycler를 이용한 half-cell 테스트를 통하여 박막의 용량을 평가하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2011.05a
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• pp.133-134
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• 2011

전기도금을 이용하여 $TiO_2$ 입자들을 니켈 도금층에 넣은 Ni-$TiO_2$ 복합체를 만들때 pH, 전류형태에 따른 열적안정성에 대한 영향을 평가하였다. pH 범위는 1, 2, 3.4 였으며, 전류형태는 직류, duty cycle 50%의 펄스를 사용하였다. pH가 낮으면 도금속도는 낮아졌으나 $TiO_2$의 부피분율은 증가하였고, 펄스를 이용하면 도금속도는 증가하였으나 $TiO_2$ 부피분율은 감소하였다. 경도는 pH가 낮으면 상온에서는 낮았으나 고온에서는 상대적으로 경도값이 높았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.06a
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• pp.133.2-133.2
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• 2010

현재 융융탄산염 연료전지의 공기극으로 다공성의 lithiated NiO를 사용하고 있는데 이 재료의 경우 크게 두 가지의 문제점을 안고 있다. 첫 번째는 Ni이 전해질 내로 용해하는 것이고, 두 번째는 낮은 활성으로 인한 높은 공기극의 분극이다. Ni이 전해질로 용해되는 문제는 Co나 Fe를 코팅하여 공기극 표면에 $Li_x(Ni_yCo_{1-y})1-xO_2$나 $Li_x(Ni_yFe_{1-y})_{1-x}O_2$를 형성시켜 NiO의 전해질 내로 용해되는 것을 억제하는 방법이나 ZnO, MgO, $La_2O_3$ 등의 산화물을 NiO 표면에 코팅하여 전해질과 접촉을 막는 방식으로 해결하는 등 많은 연구가 이루어져 왔다. 하지만 연료극의 비해 상당히 높은 공기극의 분극으로 인해 큰 전압손실이 일어나 용융탄산염 연료전지 성능이 낮아지는 문제의 경우 이를 해결하고자 하는 연구는 상대적으로 많이 진행되지 못한 상태이다. 특히 현재 용융탄산염 연료전지의 장기수명화를 위해 기존의 작동온도인 $650^{\circ}C$ 보다 다소 낮은 온도인 $600{\sim}620^{\circ}C$에서 작동하려는 움직임이 있다. 작동 온도가 내려가면 전해질이 휘발되는 속도가 낮아져 전해질 부족에 따른 운전시간이 줄어드는 문제를 해결할 수 있어 장기 수명화를 위해서는 작동온도를 낮추는 것이 매우 유리하다. 하지만 작동 온도가 내려가면서 양 전극에서 일어나는 전기화학 반응 속도가 느려지기 때문에 각 전극에서의 활성화 분극으로 인한 전압손실은 더욱 커질 수밖에 없다. 특히 연료극의 수소산화반응 속도는 공기극의 산소환원반응에 비해 매우 빠르기 때문에 작동 온도가 내려감에 따라 연료극의 분극이 커지는 것에 비해 공기극의 분극이 급격히 커지게 된다. 따라서 운전온도가 낮아지는 상황에서는 낮은 작동온도에서도 성능감소가 적게 일어나 0.8V 이상 운전(150mA/$cm^2$, 단위전지 기준)이 가능한 공기극의 개발이 매우 필요한 실정이다. 이를 해결하고자 본 연구에서는 고체 산화물 연료전지의 공기극의 재료로 많이 연구되고 있는 혼합전도성 물질의 페로브스카이트 구조의 물질을 기존 NiO 전극에 코팅하여 새로운 공기극을 개발하였다. 페로브스카이트 구조의 물질로 대표적인 LSCF 물질을 사용하였으며 LSCF를 코팅한 공기극을 이용한 단위전지에서 150mA/$cm^2$의 전류를 흘려주었을 때 0.84V의 성능을 1000hr 유지하였다. 이는 기존의 NiO 전극을 사용했을 때보다 15~20mV 높은 값이다. 낮은 작동온도에서도 좋은 성능을 보였는데, 기존의 NiO 전극의 경우 $630^{\circ}C$에서 0.79V의 성능을 보인 반면 LSCF가 코팅된 공기극의 경우 $620^{\circ}C$에서 0.811V의 매우 좋은 성능을 보였다. 이는 LSCF의 산소이온전도성 및 전기전도성이 공기극에서의 분극을 낮추어 성능을 증가시키는 것으로 보인다.

• Journal of Magnetics
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• v.15 no.4
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• pp.159-164
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• 2010

The Zn, Co and Ni substituted manganese ferrite powders, $Mn_{1-x}$(Zn, Co, Ni)$_xFe_2O_4$, were fabricated by the solgel method, and their crystallographic and magnetic properties were studied. The Zn substituted manganese ferrite, $Zn_{0.2}Mn_{0.8}Fe_2O_4$, had a single spinel structure above $400^{\circ}C$, and the size of the particles of the ferrite powder increased when the annealing temperature was increased. Above $500^{\circ}C$, all the $Mn_{1-x}$(Zn, Co, Ni)$_xFe_2O_4$ ferrite had a single spinel structure and the lattice constants decreased with an increasing substitution of Zn, Co, and Ni in $Mn_{1-x}$(Zn, Co, Ni)$_xFe_2O_4$. The Mossbauer spectra of $Mn_{1-x}Zn_xFe_2O_4$ (0.0$\leq$x$\leq$0.4) could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. For x = 0.6 and 0.8 they showed two Zeeman sextets and a single quadrupole doublet, which indicated they were ferrimagnetic and paramagnetic. And for x = 1.0 spectrum showed a doublet due to a paramagnetic phase. For the Co and Ni substituted manganese ferrite powders, all the Mossbauer spectra could be fitted as the superposition of two Zeeman sextets due to the tetrahedral and octahedral sites of the $Fe^{3+}$ ions. The variation of the Mossbauer parameters are also discussed with substituted Zn, Co and Ni ions. The increment of the saturation magnetization up to x = 0.6 in $Mn_{1-x}Co_xFe_2O_4$ could be qualitatively explained using the site distribution and the spin magnetic moment of substituted ions. The saturation magnetization and coercivity of the $Mn_{1-x}$(Zn, Co, Ni)$_xFe_2O_4$ (x = 0.4) ferrite powders were also compared with pure $MnFe_2O_4$.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.29 no.5
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• pp.328-335
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• 2019

Nb-doped $TiO_2$(NTO) coated NiCrAl alloy foam for hydrogen production is prepared using ultrasonic spray pyrolysis deposition(USPD) method. To optimize the size and distribution of NTO particles based on good physical and chemical stability, we synthesize particles by adjusting the weight ratio of the Nb precursor solution(5 wt%, 10 wt% and 15 wt%). The morphological, chemical bonding, and structural properties of the NTO coated NiCrAl alloy foam are investigated by X-ray diffraction(XRD), X-ray photo-electron spectroscopy(XPS), and Field-Emission Scanning Electron Microscopy(FESEM). As a result, the samples of controlled Nb weight ratio exhibit a common diffraction pattern at ${\sim}25.3^{\circ}$, corresponding to the(101) plane, and have chemical bonding(O-Nb=O) at 534 eV. The NTO particles with the optimum weight ratio of N (10 wt%) show a uniform distribution with a size of ~18.2-21.0 nm. In addition, they exhibit the highest corrosion resistance even in the electrochemical stability estimation. As a result, the introduction of NTO coated NiCrAl alloy foam by USPD improves the chemical stability of the NiCrAl alloy foam by protecting the direct electrochemical reaction between the foam and the electrolyte. Thus, the optimized NTO coating can be proposed for excellent protection of NiCrAl alloy foam for hydrocarbon-based steam methane reforming(SMR).

• Journal of Korean Ophthalmic Optics Society
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• v.8 no.2
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• pp.25-29
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• 2003

Nickel-ferrite $Ni_xFe_{3-x}O_4$ thin films with several composition for Ni on glass substrate was prepared by ferrite plating method in order to make sunglass which cut off ultraviolet and shield electromagnetic field. It has single phase of polycrystalline spinel structure and has gloss as mirror and has high hardness which is no scratch while scraping by using nail. The transmittance of nickel-ferrite thin film is lowered to zero below 400 nm manifestly. And it shows that the nickel-ferrite thin film in nickel composition rate x = 0.09 was most cut oil ultraviolet when compared with goods of other company in the cut off effect of ultraviolet. Therefore, sunglasses coated with $Ni_xFe_{3-x}O_4$ thin film can be used in removing ultraviolet and electromagnetic field.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• v.30 no.7
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• pp.1598-1602
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• 2009

The particle size of Li[$Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ cathode powder was controlled effectively by dispersion using lauric acid as a surfactant. The samples treated by lauric acid showed smaller particles of approximately half the original size compared to the particles of a pristine sample. A structural change due to the dispersion of Li[$Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ powder was not detected. The rate performance of the Li[$Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ cathode was improved by dispersion using lauric acid, which was likely due to the decrease of the particle size. In particular, a sample dispersed pristine powder using lauric acid (L2) presented a greatly enhanced discharge capacity and capacity retention at a high C rate. The discharge capacity of a pristine sample was only 133 m$Ahg^{-1}$ (3C rate) and 96 m$Ahg^{-1}$ (12C rate) at the tenth cycle. In contrast, the L2 electrode delivered higher discharge capacities of 160 m$Ahg^{-1}$ (3C rate) and 129 m$Ahg^{-1}$ (12C rate) at the tenth cycle. The capacity retention at a rate of 12C/2C was also enhanced from ~ 45% (pristine sample) to 57% (L2) by treatment with lauric acid.

• The Journal of the Petrological Society of Korea
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• v.27 no.1
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• pp.37-47
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• 2018

Volcanic ash samples of historical eruptions from Mt. Baekdu were analyzed for major oxides, trace and rare earth elements by a variety of analytical techniques. The results indicate that the ashes consist of approximately 58.8~71.1 wt.% $SiO_2$, 9.6~16.8 wt.% $Al_2O_3$, 4.5~6.9 wt.% $Fe_2O_{3t}$, 0.1~1.7 wt.% MgO, 0.3~1.6 wt.% CaO, 5.2~6.3 wt.% $Na_2O$, 4.3~5.9 wt.% $K_2O$ and less than 1.2 wt.% $TiO_2$. Thirty two trace metals including Ba, Cu, Cr. Co, Ni, Sr, V, Zn, and Zr were analyzed. The ashes can be divided two groups: group A(1 ka Millennium pumice, 1668 and $190{\underline{3}}$ pumice) and group B(1702 pumice) according to the relative enrichment of HREEs. The abundances of heavy metals such as Cu, Co, Mn, and Zn were relatively low. As compared to the Sakurajima volcanic ash, Baekdusan volcanic ash has low concentrations of Y, Nb, Pb, U, Sc, V, Ni and Cu and high concentrations of Zr, Ba, Hf, Cr, Co, Zn and rare-earth (except Eu).

• Transactions on Electrical and Electronic Materials
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• v.10 no.3
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• pp.102-105
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• 2009

$Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ cathode materials have been synthesized by a microwave-assisted sol-gel method. The structure and electrochemical properties of $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ were studied by X-ray difftactometry (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and charge-discharge cycler. The powder prepared by microwave assisted sol-gel method showed good crystallinity and well-defined facet shapes. The $Li[Ni_{0.2}Li_{0.2}Mn_{0.6}]O_2$ electrode delivered a high discharge capacity of 230 $mAhg^{-1}$ at the specific current of 40 $mAg^{-1}$ (0.2 C rate) in the voltage range of 2.0${\sim}$4.8 V. About 60 % of the discharge capacity measured at 0.2 Crate (140 $mAhg^{-1}$) was maintained at a 6 C (1200 $mAg^{-1}$)rate. The cyclic property was also stable and it did not deteriorated at a high Crate.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 1997.05a
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• pp.62-62
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• 1997