• 제목/요약/키워드: 마그네슘 환원

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CNT를 첨가한 Silicon/Carbon 음극소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Composites with CNT for Anode Material)

  • 정민지;박지용;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권1호
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    • pp.16-21
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    • 2016
  • 실리콘의 부피팽창과 낮은 전기전도도를 개선하기 위하여 Silicon/Carbon/CNT 복합체를 제조하였다. Silicon/Carbon/CNT 합성물은 SBA-15를 합성한 후, 마그네슘 열 환원 반응으로 Silicon/MgO를 제조하여 Phenolic resin과 CNT를 첨가하여 탄화하는 과정을 통해 합성하였다. 제조된 Silicon/Carbon/CNT 합성물은 XRD, SEM, BET, EDS를 통해 특성을 분석하였다. 본 연구에서는 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 CNT 첨가량에 따른 전기화학적 효과를 조사하였다. $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1 :1 :1 vol%) 전해액에서 Silicon/Carbon/CNT 음극활물질을 사용하여 제조한 코인셀은 CNT 함량이 7 wt% 일 때 1,718 mAh/g으로 높은 용량을 나타내었다. 코인셀의 사이클 성능은 CNT 첨가량이 증가할수록 개선되었다. 11 wt%의 CNT를 첨가한 Silicon/Carbon/CNT 음극은 두 번째 사이클 이후 83%의 높은 용량 보존율을 나타냄을 알 수 있었다.

석유계 피치를 사용한 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Anode Materials using Petroleum Pitch)

  • 이수현;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권4호
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    • pp.561-567
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    • 2018
  • 본 연구에서는 리튬이온전지 실리콘 음극소재의 사이클 안정성 향상을 위해 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) 로부터 스토버법 및 마그네슘 열 환원법을 통하여 다공성 실리콘을 제조하고, 제조된 다공성 실리콘과 피치의 질량비에 따라 실리콘/탄소 음극소재를 제조하였다. 실리콘/탄소 음극소재의 물리적 특성은 XRD와 TGA를 통해 분석하였다. 1.0 M $LiPF_6$ (EC : DEC = 1 : 1 vol%) 전해액에서 실리콘/탄소 음극소재의 충 방전 사이클, 율속, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 제조된 실리콘/탄소 음극소재 실리콘 : 탄소 = 5 : 95 일때 453 mAh/g의 향상된 용량을 나타내었으며, 사이클 성능 또한 두 번째 사이클 이후 30 사이클까지 매우 우수한 사이클 안정성을 나타냄을 확인하였다.

Solid SCR용 암모니아 저장물질인 Magnesium Ammine Chloride의 합성방법 및 물질특성 연구 (A Study on Synthetic Method and Material Characteristics of Magnesium Ammine Chloride as Ammonia Transport Materials for Solid SCR)

  • 신종국;윤천석;김홍석
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제39권11호
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    • pp.843-851
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    • 2015
  • 질소산화물 저감에 사용하는 solid SCR용 고체상 암모늄 저장물질의 하나인 magnesium ammine chloride에 대한 실험실 규모에서의 제조방법과 제조한 물질의 분석연구를 수행하였다. 기저물질인 염화마그네슘에 암모니아 가스를 흡착하기 위한 실험조건의 도출을 위하여, Van't Hoff Plot으로 평형압 선도를 계산하였고, 간이반응기를 제작한 후, magnesium ammine chloride를 제조하였다. DA, IC, FT-IR, XRD, SDT 등으로 제조한 시료의 성분을 분석하였고, 제조한 시료에 수분이 존재한다는 것을 알 수 있었다. 암모니아 가스 흡착률을 증대하기 위하여 수분 제거에 적절한 새로운 실험방법을 제안하였고, 제안한 방법을 적용한 결과, 암모니아 가스의 흡착률이 대략 100%에 도달하였다.

제주의 화산회토양 및 비화산회토양에서 재배한 난지형 마늘의 주요성분과 토양의 화학적 특성 비교 (Comparison of the Chemical Properties of Soil and the Main Components of the Southern Ecotype Garlic Cultivar Cultivated in the Volcanic or Nonvolcanic Ash Soil of Jeju Island)

  • 김주성;라종환
    • 원예과학기술지
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    • 제34권4호
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    • pp.549-556
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    • 2016
  • 본 연구에서 제주의 화산회토와 비화산회토에서 난지형 마늘인 남도 마늘과 대서 마늘을 재배하여 토양 및 마늘의 성분을 비교 분석하였다. 남도 마늘을 재배한 화산회토양에서는 전기전도도 및 가용성 황 함량이 높았으며 대서 마늘을 재배한 화산 회토양에서는 유기물함량 및 총 질소함량이 높게 나타났다. 남도 마늘을 재배한 비화산회토의 경우 가용성 인 함량이 높게 나타났다. 화산회토에서 재배한 남도 마늘의 경우 가용성고형물 및 알리신 함량이 높았으며, 화산회토에서 재배한 대서 마늘의 경우 환원당 함량이 높게 나타났다. 또한 제주에서 재배된 마늘의 대량원소 함량은 칼륨이 가장 높았으며 다음으로 황, 마그네슘, 칼슘 및 나트륨 순이었으며 미량원소의 경우 철, 아연, 망간, 구리 순이었다. 이러한 결과는 고품질 마늘 생산을 목표로 하는 재배농가들에게 유용한 정보를 제공하게 될 것이다.

리튬이온배터리 음극활물질 Silicon/Carbon 복합소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Composites for Anode Materials of Lithium Ion Batteries)

  • 박지용;정민지;이종대
    • 공업화학
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    • 제26권1호
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    • pp.80-85
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    • 2015
  • 본 연구에서는 리튬이차전지의 음극활물질인 실리콘/탄소 복합소재를 제조하여 전기화학적 특성을 확인하였다. 실리콘/탄소 합성물은 마그네슘의 열 환원 반응을 통해 SBA-15 (Santa Barbara Amorphous material No. 15)를 제조한 후 페놀 수지의 탄화 과정을 통해 합성하였다. 실리콘/탄소를 음극으로 제조하여 충방전, 사이클, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 분석하였다. 실리콘에 코팅된 탄소는 전기 전도도를 향상시켜 Rct값을 235 ohm (silicon)에서 30 ohm (실리콘/탄소)으로 낮추었고 리튬의 탈 삽입 시에 발생하는 실리콘의 팽창을 억제하여 전극을 안정화시키는 효과를 보여주었다. 실리콘/탄소 전극을 사용한 리튬이차전지는 1,348 mAh/g의 용량을 나타내었고 50사이클 동안 76%의 안정성을 보여주었다.

한국산 겨자중 Myrosinase의 정제 및 효소학적 특성 (Purification and Enzymatic Properties of Myrosinase in Korean Mustard Seed(Brassica juncea))

  • 신창식;서권일;강갑석;안철우;김용관;심기환
    • 한국식품영양과학회지
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    • 제25권4호
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    • pp.687-694
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    • 1996
  • 한국산 겨자에서 myrosinase를 분리 및 정제하고, 이들의 효소학적 특성을 조사한 결과는 다음과 같다. 겨자 myrosinase를 DEAE-cellulose, Concanavalin A-Sepharose 및 FPLC Soporose 6 칼럼을 이용하여 분리 및 정제하였을 때 적어도 3개의 이성효소가 존재하는 것으로 나타났으며, Myrosinase II-2의 최종 비활성도는 57.lunits/mg, 정제도는 약 248배였다. SDS-PAGE상에서 myrosinase(II-2)의 단일밴드를 확인한 결과, 그 분자량은 약 67KD로 추정 되었다. 최적 pH는 phosphate 및 Tris-HCI 완충액에서 7.0이 가장 활성이 높았고, 그 효소는 pH 7.0에서 안정하였으며, 최적 활성을 나타내는 온도는 $37^{\circ}C$ 부근이었고, $40^{\circ}C$ 이상에서는 비교적 불안정하게 나타났다. Ascorbic acid의 영향은 1mM에서 가장 안정하였으며, 그 이상의 농도에서는 변화가 없었다. 망간과 마그네슘 및 나트륨은 효소활성을 촉진시키는 것으로 나타났으며 구리, 수은 및 철 이온은 약간 저해하였다. Ascorbic acid analogue 중 dehydroascorbic acid는 효소 활성을 저해하였으며, 나머지 것들은 거의 영향을 미치지 않았다. 2-Mer-captoethanol과 dithiothreitol과 같은 환원제는 효소활성을 억제하였으나 이들과 ascorbic acid를 함께 첨가 하였을 때는 활성이 다소 증가하였다.

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Silicon/Carbon 음극소재 제조 및 바인더와 첨가제에 따른 전기화학적 특성 (Synthesis and Electrochemical Characteristics of Silicon/Carbon Anode Composite with Binders and Additives)

  • 박지용;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권3호
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    • pp.303-308
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    • 2018
  • 본 연구에서는 리튬이차전지 음극활물질인 Silicon/Carbon (Si/C) 복합소재를 제조하여 바인더 및 첨가제가 전지성능에 미치는 영향을 조사하였다. Si/C 합성물은 마그네슘의 열 환원 반응을 통해 SBA-15 (Santa Barbara Amorphous material No. 15)를 제조한 후 페놀 수지의 탄화 과정을 통해 합성하였다. Si/C 음극소재는 충 방전, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 성능을 분석하였다. PAA 바인더를 이용한 Si/C 전지의 용량은 1,899 mAh/g으로 다른 바인더를 사용한 합성물보다 우수하였으며, 40 사이클 동안 92%에 달하는 높은 용량 보존율을 나타내었다. 또한, VC 첨가제를 사용한 전지의 경우 3,049 mAh/g의 높은 초기용량을 나타내며, 실리콘 표면에 보호막을 형성해 초기 비가역용량을 감소시켜줌을 알 수 있었다.

구형 나노 실리카를 사용한 다공성 실리콘/탄소 음극소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Porous Silicon/Carbon Composite Anode Using Spherical Nano Silica)

  • 이호용;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권4호
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    • pp.459-464
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    • 2016
  • 본 연구에서는 리튬이온 전지용 실리콘 음극소재의 사이클 안정성 및 율속 특성 향상을 위해 다공성 실리콘/탄소 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 나노 실리카 제조는 스토버 방법을 사용하고 교반 속도, 교반 온도 및 $NH_3$/TEOS 비율을 조절 하여 100~500 nm 크기의 구형 실리카를 합성하였다. 구형 나노 실리카의 마그네슘 열환원과 산처리 과정을 통해 다공성 실리콘을 얻고, 제조된 다공성 실리콘에 Phenolic resin을 탄소전구체로 사용하여 최종적으로 다공성 실리콘/탄소 활물질을 합성하였다. 또한 $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%) 전해액에서 다공성 실리콘/탄소 음극소재의 충 방전, 순환전압 전류, 임피던스 테스트 등의 전기화학적 특성을 조사 하였다. 다공성 실리콘/탄소 복합소재의 음극활물질로서 코인 전지의 성능을 조사한 결과 초기용량 및 40사이클 용량 보존율은 각각 2,006 mAh/g, 55.4%를 나타내었다.

마그네슘환원에 의한 C/N 조성제어 초미립 TiCxNy 분말 합성 (Preparation of Ultrafine C/N Controled TiCxNy Powders by Magnesium Reduction)

  • 이동원;김병기;윤중열;유지훈;김용진
    • 한국분말재료학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.142-147
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    • 2010
  • The ultrafine titanium carbonitride ($TiC_xN_y$) particles below 100 nm in mean size, including various carbon and nitrogen contents (x=0.55~0.9, y=0.1~0.5), were successfully synthesized by new Mg-thermal reduction process. Nanostructured sub-stoichiometric titanium carbide ($TiC_x$) particles were initially produced by the magnesium reduction of gaseous $TiCl_4+x/2C_2Cl_4$ at $890^{\circ}C$ and post heat treatments in vacuum were performed for 2 hrs to remove residual magnesium and magnesium chloride mixed with $TiC_x$. Finally, well C/N-controled $TiC_xN_y$ phases were successfully produced by nitrification heat treatment under normal $N_2$ gas atmosphere at $1150^{\circ}C$ for 2 hrs. The values of purity, mean particle size and oxygen content of produced particles were about 99.3%, 100 nm and 0.2 wt.%, respectively.

마그네슘열환원법을 이용한 실리콘-탄소 복합재 제조 및 리튬이차전지 음극재로의 이용 (Preparation of Silicon-Carbon Composite via Magnesiothermic Reduction Method and Its Application to the Anode Material for Lithium Ion Battery)

  • 김으뜸;권순형;김명수;정지철
    • 한국재료학회지
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    • 제24권5호
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    • pp.243-248
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    • 2014
  • Silicon-carbon composite was prepared by the magnesiothermic reduction of mesoporous silica and subsequent impregnation with a carbon precursor. This was applied for use as an anode material for high-performance lithium-ion batteries. Well-ordered mesoporous silica(SBA-15) was employed as a starting material for the mesoporous silicon, and sucrose was used as a carbon source. It was found that complete removal of by-products ($Mg_2Si$ and $Mg_2SiO_4$) formed by side reactions of silica and magnesium during the magnesiothermic reduction, was a crucial factor for successful formation of mesoporous silicon. Successful formation of the silicon-carbon composite was well confirmed by appropriate characterization tools (e.g., $N_2$ adsorption-desorption, small-angle X-ray scattering, X-ray diffraction, and thermogravimetric analyses). A lithium-ion battery was fabricated using the prepared silicon-carbon composite as the anode, and lithium foil as the counter-electrode. Electrochemical analysis revealed that the silicon-carbon composite showed better cycling stability than graphite, when used as the anode in the lithium-ion battery. This improvement could be due to the fact that carbon efficiently suppressed the change in volume of the silicon material caused by the charge-discharge cycle. This indicates that silicon-carbon composite, prepared via the magnesiothermic reduction and impregnation methods, could be an efficient anode material for lithium ion batteries.