• Resources Recycling
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• v.32 no.6
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• pp.25-33
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• 2023

With the growth of the battery industry, a rapid increase in the production and usage of lithium-ion batteries is expected, and in line with this, much interest and effort is being paid to recycle waste batteries, including production scrap. Although much effort has been made to recycle cathode material, much attention has begun to recycle anode material to secure the supply chain of critical minerals and improve recycling rates. The proximate analysis that measures the content of coal can be used to analyze graphite in anode material, but it cannot accurately analyze due to the interaction between the components of the black mass. Therefore, in this study, thermogravimetric analysis of each component of black mass was measured as the temperature increased up to 950℃ in an oxygen atmosphere. As a result, in the case of cathode material, no change in mass was measured other than a mass reduction of about 5% due to oxidation of the binder and conductive material. In the case of anode material, except for a mass reduction of about 2% due to the binder, all mass reduction were due to the graphite(fixed carbon). In addition, metal conductors (Al, Cu) were oxidized and their mass increased as the temperature increased. Thermal analysis results of mixed samples of cathode/anode show similar results to the predictive values that can be calculated through each cathode and anode analysis results.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.17 no.2
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• pp.111-118
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• 2014

The electrochemical properties using the cells assembled with the synthesized $LiCoO_2$(LCO) were evaluated in this study. The LCO was synthesized from high-purity cobalt sulfate($CoSO_4$) which is recovered from the cathode scrap in the wastes lithium ion secondary battery(LIB). The leaching process for dissolving the metallic elements from the LCO scrap was controlled by the quantities of the sulfuric acid and hydrogen peroxide. The metal precipitation to remove the impurities was controlled by the pH value using the caustic soda. And also, D2EHPA and $CYANEX^{(R)}272$ were used in the solvent extraction process in order to remove the impurities again. The high-purity $CoSO_4$ solution was recovered by the processes mentioned above. We made the 6 wt.% $CoSO_4$ solution mixed with distilled water. And the 6 wt.% $CoSO_4$ solution was mixed with oxalic acid by the stirring method and dried in oven. $LiCoO_2$ as a cathode material for LIB was formed by the calcination after the drying and synthesis with the $Li_2CO_3$ powder. We assembled the cells using the $LiCoO_2$ powders and evaluated the electrochemical properties. And then, we confirmed possibility of the recyclability about the cathode materials for LIBs.

• The korean journal of orthodontics
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• v.40 no.2
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• pp.106-114
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• 2010

Objective: The aim of this experimental study was to evaluate the effects of direct electrical current stimulation (DECS) on bone regeneration in response to an expansion of the inter-premaxillary suture in the rat. Methods: Sixteen 50 - 60 days old Wistar male rats were separated into two equal groups (control and experimental). Both groups were subjected to expansion, and 30-gram of force was applied to the maxillary incisors with helical-spring. In the experimental group, two metallic-screws were placed at lateral parts of the maxillary segments. Electrodes were connected to the screws. The device was activated with current adjustment to measure $10{\mu}A$ continuously and the current was monitored daily during the expansion and early-retention phase. Bone regeneration in the sutural area was histomorphometrically evaluated including new-bone area (${\mu}m^2$), bone perimeter (${\mu}m$), feret's diameter (${\mu}m$) and newly formed bone (%) parameters. Kruskal-Wallis rank and Mann-Whitney U tests were used for statistical evaluation at p < 0.05 level. Results: Statistical analysis showed significant differences between groups for all investigated histomorphometric parameters. New bone area (p = 0.002), bone perimeter (p = 0.004), feret's diameter (p = 0.002) and newly formed bone percentage (p = 0.002) measurements were significantly higher in the experimental group than the control group. Bone histomorphometric measurements revealed that bone architecture in the DECS group was improved. Conclusions: The application of DECS to an orthopedically expanded inter-premaxillary suture area during the early retention phase stimulated the formation of new bone.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.165-165
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• 2017

지난 수 십 년 동안, 전 세계적으로 자원의 소비가 급격히 증가하게 되면서 최근 자원 고갈은 물론 환경오염이 커다란 이슈로 문제가 되고 있다. 이에 따라 재료 관련 분야에 있어서는 보다 효율적이고 친환경적인 방법으로 자원을 활용해야 된다는 필요성이 대두되었고 이와 같은 관점에서 목적하는 성분이 우수하고 환경 친화적인 표면처리 재료 개발연구가 활발하게 진행되고 있는 실정이다. 그 중 플라즈마 전해 산화(Plasma Electrolytic Oxidation, PEO)는 알루미늄, 마그네슘 등의 경금속의 경도를 향상시키고 높은 내마모성, 내식성을 갖게 하는 표면처리로써 그 관심이 증가하고 있다. 이 플라즈마 전해 산화는 일반적으로 공정비용 대비 효과적이고 환경 친화적이며 코팅 성능 면에서 우수하다고 알려져 있다. 이러한 고유한 특성으로 인해 플라즈마 전해 산화 코팅은 최근 몇 년 동안 기계, 자동차, 우주항공, 의학 및 전기 산업 등의 분야에서 그 적용이 점차 증가하고 있는 상황이다. 한편, 플라즈마 전해 산화 코팅을 하는 모재들의 경우 부동태 산화피막을 용이하게 형성할 수 있는 특성의 모재에 한정되고 있어서 그 응용확대에 한계가 있는 것이 사실이다. 따라서 본 연구에서는 플라즈마 전해 산화법을 사용하여 용융알루미늄도금 강판 상에 산화피막 형성을 시도하였다. 전원공급 장치의 양극은 전해질 속에 잠겨있는 작동전극에 연결하고 음극은 대전극 역할을 하는 스테인레스강 전해질 용기에 연결되었다. 전해질은 Sodium Aluminate 및 기타 첨가제를 함유한 것을 사용하였고 온도는 열교환기를 사용하여 $30^{\circ}C$ 이하로 유지되었다. 또한 여기서 전류밀도는 $5{\sim}10A/dm^2$, 실험 주파수는 700Hz, Duty cycle은 30 및 90%의 각 조건에서 공정처리 시간을 각각 30분 및 60분 동안 진행하였다. 이와 같은 조건에서 형성한 막들에 대해서는 주사형전자현미경(SEM)을 이용하여 코팅 막의 표면 및 단면의 모폴로지를 관찰하였음은 물론 EDS 및 XRD 측정을 통하여 원소조성분포 및 결정구조를 각각 분석하였다. 또한 이 코팅 막들에 대한 내식성은 5% 염수분무 환경 중 노출시험(Salt spray test), 3% NaCl 용액에서의 침지 시험 및 전기화학적 동전위 양극분극(Potentiodynamic Polarization) 시험을 진행하여 평가하였다. 이상의 실험결과에 의하면, 제작조건별 플라즈마 전해 산화 코팅 막의 모폴로지 및 결정구조가 상이하게 나타나는 것을 알 수 있었다. 코팅 막의 모폴로지 관찰 결과, 공정 시간에 비례하여 표면에 존재하는 원형 기공의 수는 감소하였으나 그 크기가 커지고 크레이터의 직경 또한 커진 것이 확인되었다. 이 기공은 마이크로 방전에 의해 형성된다고 알려져 있는데 공정 시간이 증가함에 따라 코팅 두께가 점차 증가하여 마이크로 방전의 빈도수가 줄어들고 그 강도는 증가하게 되어 기공 크기가 증가한 것으로 사료된다. 또한 공정시간이 긴 시편에서 표면에 크랙이 다수 존재하는 것으로 확인되었다. 이것은 방전에 의해 고온이 된 소재가 차가운 전해질과 만나게 되어 생긴 큰 온도구배로 인해 강한 열응력이 발생하여 균열을 초래한 것으로 보인다. 조성원소 분석 결과 원형 기공 주변의 크레이터 영역에는 알루미늄이 풍부하였으며 그 주변에 결절상을 갖는 구조에서는 전해질 성분의 원소가 포함되어 있는 것이 확인되었다. 이러한 코팅 막의 표면 특성은 내식성에 영향을 주게 된 원인으로 사료된다. 동전위 분극측정 결과에 의하면 플라즈마 전해 산화 공정 시간이 길어질수록 부식전류밀도가 증가하였다. 이것은 공정시간이 길어짐에 따라 강한 방전이 발생하여 기공의 크기가 증가하고 크랙이 발생하게 되면서 내식성이 저하된 것으로 판단된다. 종합적으로 재료특성 분석 및 내식성 평가를 분석한 결과, 플라즈마 전해 산화의 공정 시간이 너무 길게 되면 오히려 내식성은 저하되는 것이 확인되었다. 이상의 연구를 통하여 고내식 특성을 갖는 플라즈마 전해 산화 막의 유효성을 확인하였으며 용융알루미늄강판 상에 실시한 플라즈마 전해 산화 처리에 대한 기초적인 응용 지침을 제시할 수 있을 것으로 사료된다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.7 no.3
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• pp.554-564
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• 1996

Oxygen reduction in an alkaline fuel cell was studied by using perovskite of $La_{0.6}Sr_{0.4}Co_{1-x}Fe_xO_3$(x=0.00, 0.01, 0.10, 0.20, 0.35, and 0.50) as an oxygen electrode catalyst. The changes in the catalytic properties as a function of Fe content were investigated by XRD, TG, and TPR. XRD patterns gave different lattice parameters of the catalysts. TG study revealed that Fe was so stabilized in the perovskite structure as to be hardly reduced even up to $900^{\circ}C$, and the amount of oxygen which was eliminated at high temperature increased with the fraction of Fe because Fe induced the increase of Co-O binding energy. From TPR study, ${\alpha}$-(low temperature peak) and ${\beta}$-(high temperature peak)states were observed. The bond strength of the ${\beta}$-species which was associated strongly with Co of the perovskite increased proportionally with the fraction of Fe. The ${\alpha}$-species, reversible oxygen, was the active species in the oxygen reduction. The ${\alpha}$-peak temperature which reflected the binding energy between Co and ${\alpha}$-state oxygen moved to lower temperature with the increase of lattice parameter of the catalytst due to the increase of Fe content. The decrease in the binding energy increased the activity in the oxygen reduction, but the decrease of ${\alpha}$-species with the increase of Fe content decreased the activity. The increase in the surface area with Fe content had little effect on the activity.