• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.497-497
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• 2007

활성탄소를 양쪽 전극에 사용하는 전기이중층 커패시터는 고출력 특성과 반영구적인 cycle 수명인 장점을 가지고 있는 반면, 단위 중랑 또는 부피 당 용량이 작아 메모리 백업용 보조전원으로서의 활용에 그치고 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 앙쪽의 전극에 충방전 메카니즘을 달리하는 비대칭 전극 설계기술을 기반으로 하는 하이브리드 커패시터가 개발되었고, 에너지밀도로서는 유기계 전해액에서 약 15-20 Wh/kg를 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구메서는 양극의 활성탄소에 비용량이 상대적으로 큰 LiCo02 분말을 혼합한 하이브리드 전극의 제조 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 이때 $LiCoO_2$ 분말의 혼합 종량비의 영향에 의한 전극 부피 당 용량(mAh/cc)의 변화와 $LiCoO_2$ 분말의 입자 크기에 의한 하이브리드 전극의 출력 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$ 분말은 불밀을 이용하여 입자크기를 조절하였고, 각각의 입자크기를 가지는 LiCoO2 분말을 활성탄소와 함께 혼합하여 혼합 활물질 : Carbon black : PTFE의 중량비가 90 : 5 : 5가 되도록 sheet 전극을 제조하였다. 제조한 전극을 양극에, Li foil을 음극에, 전해액을 LiPF6 in EC DMC를 사용하여 코인셀을 제조하고 전기화학적 특성은 MACCOR 충방전기를, AC 저항은 AC impedance를 각각 사용하여 평가하였다. 활성탄소에 $LiCoO_2$ 분말의 첨가 중량비가 증가할수록 전극 부피 당 용량은 증가하였으나, 원료 상태의 $LiCoO_2$ 분말의 첨가에서는 코인셀의 전극 저항은 첨가 중량에 따라 단순 증가하였다. 그러나 미세 $LiCoO_2$ 분말을 첨가할 경우, 20%의 첨가에서 전극 저항은 활성탄소 만을 사용한 전극과 동등한 전극저항을 나타내고 충방전 cycle 특성도 개선되는 것을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.116.2-116.2
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• 2017

DLC (Diamond like carbon) 박막을 전극 재료로 활용하기 위해서는 높은 전기 저항과 금속성 기판에 대한 낮은 접착력을 극복해야 한다. 본 연구에서는 PECVD에 의해 합성 된 DLC/Ti 전극의 아크 중간층, 질소 도핑, 증착 및 열처리 온도가 접착 강도와 전기적 및 전기 화학적 특성에 주는 영향을 체계적으로 조사 하였다. 그 결과, arc ion plating (AIP) 법에 의해 증착 된 Ti/TiC 중간층의 도입은 스크래치 테스트와 전기화학적 싸이클 테스트에서 향상된 접착 강도 및 수명을 가져온다는 것을 확인 하였다. 그리고 arc 중간층에서의 arc droplet은 DLC 박막의 표면적을 넓혀 전기 화학적 활성도를 높이는 긍정적인 역할을 하였다. 소량의 질소 도핑은 DLC 막의 비저항을 크게 낮춰주었고, 전기화학적 활성도를 증가시켰다. 증착 온도가 높을수록 DLC 막의 sp2/sp3 비율이 증가하였고, 이에 따라 비저항은 감소하였으며 전기 화학적 활성도는 증가하였다. 반면, 가장 높은 전기화학적 전위창은 $300^{\circ}C$ 에서 얻어졌으며 더 높은 온도에서 감소하였다. 열처리 온도를 높일수록 비저항의 감소 및 전기 화학적 활성도가 증가한 반면, 전기화학적 전위창은 지속적으로 감소하였고, 높은 열처리 온도에서는 DLC 전극의 수명이 줄어드는 것을 확인 하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.22 no.4
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• pp.405-410
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• 2011

High-performance of an electric double layer capacitance (EDLC) electrode was prepared by the amino-fluorination of activated carbon by using $NF_3$ gas. The pore structure and surface chemistry were investigated based on the specific capacitance of EDLC. The amino-fluorination of activated carbon introduced functional groups of nitrogen and fluorine which are beneficial for the specific capacitance of EDLC without the change of pore structures. The E-NF100AC electrode, which has nitrogen and fluorine functional groups less than 1 at%, showed the highly improved specific capacitance of 528 (${\pm}9$) F/g at 2 mV/s showing 122% improved value when comparing with that of non-functionalized E-RAC electrodes. Whereas, the E-NF200AC electrode, which has nitrogen and fluorine functional groups over 1 at%, showed the decreased specific capacitance because of perfluorinated introduction. So, it is concluded that the proper contents of nitrogen and fluorine groups improved the specific capacitance of EDLC.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.11a
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• pp.326-326
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• 2008

갈륨 질화물 (GaN) 기반의 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 최근 디스플레이, 교동신호등, 휴대폰용 키패드의 광원 등에 널리 사용되는 전자소자로, 차세대 조명용 광원으로도 각광받고 있다. 일반적인 수평 구조의 LED에 비해 수직형 구조 LED 는 발광면이 n-GaN 표면 전체이며, 전류 확산 특성이 매우 뛰어남으로 인해 차세대 구조라고 표현되어 진다. 이런 구조에서 활성층 영역에서의 균일한 전류 분포는 전류밀집 현상을 억제하여 결과적으로 광학적 특성을 향상시킨다. 따라서 현재까지도 전류확산에 따른 발광다이오드의 성능향상에 대한 연구가 다각도로 이루어지고 있다. 본 연구에서는 수직형 GaN LED 의 전극 패턴에 따른 활성층 영역에서의 전류밀도 분포에 대해 조사하였다. 전극 패턴의 크기 및 구조 변화에 따른 활성층 영역에서의 전류분포도를 삼차원 회로 모델을 이용하여 분석하였다. 또한 활성층 영역으로 주입되는 전류 밀도의 크기가 내부양자효율에 미치는 영향에 대하여 알아보았다. 활성층 영역에서의 균일한 전류밀도 분포를 갖는 전극구조를 설계하였으며, 각각의 전극구조를 적용한 수직형 GaN LED의 전기/광학적 특성에 대해 전산모사 하였다. 최종적으로, n-GaN 위 전극의 크기 및 구조 변화에 대한 시뮬레이션 결과를 토대로, 균일한 전류분포 및 내부 양자효율 향상을 위한 전극패턴 설계 방침을 제안한다.

• Polymer(Korea)
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• v.27 no.1
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• pp.46-51
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• 2003

In this work, the electrode far fuel cell was fabricated by mixing carbon blacks with activated carbon fibers (ACFs) in order to form the proper three phase distribution, and then the change of electrode in three phase distribution was investigated. Pt loading yield with ACF content and Pt particle size were determined by AAS and XRD measurements, respectively. And the pore structures, including specific surface area ($S_{BET}$), microporosity, and pore size distribution (PSD) for each electrode were systematically investigated by BET volumetric measurement. The morphology of electrode in three phase distribution was determined by SEM. As an experimental result, it was observed that Pt loading yield was not influenced on the content of ACF. While, the electrode in three phase distribution was largely improved in the case of 30% ACF addition on carbon blacks. These results were probably explained by the increase of the portion of micropores, resulting in increasing the active sites of catalyst.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2005.11a
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• pp.246-247
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• 2005

본 연구에서는 활성탄소의 표면 작용기와 전해액, 결합제의 분해반응을 줄여서 내구성을 향상시키기 위해 $H_2$ 기체의 Spill-Over 현상을 이용하여 활성탄소 표면의 작용기를 치환시킨 시료를 사용하여 전극을 구성하였다. $H_2$기체로 활성탄소를 700$^{\circ}C$에서 열처리한 결과, 원소 분석기 (Elemental Analyzer)를 이용한 원소 분석 시에 산소의 비율이 1.4%로 활성탄소의 2.44%에 비해 감소함을 알 수 있었고, Carbon의 비율이 700$^{\circ}C$에서 94.3%로 증가함을 알 수 있었다. 또한, 활성탄소를 사용한 전극을 1.2M TEABF$_4$/Acetonitrile 전해액을 사용하여 커패시터를 구성 했을 때, 1kHz의 AC저항은 700$^{\circ}C$에서 열처리한 활성탄소가 0.58\Omega$로 활성탄소의 1.300에 비해 양호한 전기화학 특성을 나타내었다.

• Proceedings of the Materials Research Society of Korea Conference
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• 2012.05a
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• pp.88.2-88.2
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• 2012

활성 물질의 원활한 확산을 위한 경사형 마이크로 기공과 넓은 반응 면적을 제공하는 나노 기공을 동시에 가지는 하이브리드 다공성 구리의 전기화학적 합성법이 보고된 이후, 이를 기능성 전기화학 장치에 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 구리는 일반적으로 전기화학적 비활성 물질이기 때문에 전극 활물질로서 직접 활용되는 것은 극히 제한적이다. 또한, 전해 도금에 의하여 합성되므로 비전도성 기재 위에 형성이 불가능하여, 비전도성 기재가 기본이 되는 장치에 적용하는 것 역시 어렵다. 본 연구에서는 전해 도금법을 기본으로 하여 마이크로-나노 하이브리드 다공성 구조를 가지는 니켈을 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성하였다. 전도성 기재 위에 제조된 니켈의 구조는 전반적으로 기존의 다공성 구리와 거의 유사하였으나 마이크로 기공의 밀도와 수지상의 형태에 있어 차이점을 보였다. 비전도성 기재 위에 형성된 니켈의 경우에는 중간 열처리 과정으로 인해 나노 수지상 구조의 다소간의 뭉침이 발견될 뿐 전도성 기재 위에 형성된 니켈과 구조가 동일하였다. 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성된 니켈 다공성 구조를 기본을 하여 각각 전기화학적 캐패시터용 전극과 연료전지용 전극을 제작하였고, 기본적인 전기화학 특성을 파악하여 니켈 다공성 구조의 응용 가능성을 타진하였다.

• Proceedings of the Korean Fiber Society Conference
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• 2003.04a
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• pp.91-94
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• 2003

탄소재료는 높은 전기전도도 및 기계적 강도, 화학적 안정성, 큰 비표면적(1000~3000 $m^2$/g) 등의 특성 때문에 연료전지, 리튬이온 이차전지, 전기이중층 캐패시터(electric double layer capacitor, EDLC)의 전극활물질로 주목받고 있다[1]. 일반적으로 활성탄소섬유는 1000~3000 $m^2$/g의 비표면적을 갖기 때문에 종래의 필름 콘덴서와 세라믹 콘덴서에 비해 비약적인 고용량(체적당 수천 배, Farad급)을 얻을 수 있다. 전기이중층 캐패시터는 수명이 반영구적이며 사용온도의 범위가 넓고 안전하다는 장점을 지니고 있으며 이러한 캐패시터의 성능은 전극으로 사용되는 활성탄소 섬유의 비표면적, 세공의 크기, 구조 및 형태, 표면의 관능기 및 전기 전도도 등의 특성에 크게 좌우된다[1-3]. (중략)

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 2005.04a
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• pp.53-53
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• 2005

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.43 no.3
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• pp.425-431
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• 2005

New type of supercapacitor using high surface area activated carbons mixed with high conductivity polypyrrole (Ppy) has been prepared in order to achieve low impedance and high energy density. Mixed carbons of BP-20 and MSP-20 were used as the active electrode material, and polypyrrole doped with 2-naphthalenesulfonic acid (2-NSA) and carbon black (Super P) as conducting agents were added to activated carbons in order to enhance good electric conductivity. Electrodes prepared with the activated electrode materials and the conducting agents were added to a solution of organic binder [P(VdF-co-HFP) / NMP]. The ratio of optimum electrode composition was 78 : 17 : 5 wt.％ of (MSP20 : BP-20=1 : 1), (Super P : Ppy=10 : 7) and P(VdF-co-HFP) respectively. The performance of unit cell with addition of 7 wt％ Ppy have shown specific capacitance of 28.02 F/g, DC-ESR of $1.34{\Omega}$, AC-ESR of $0.36{\Omega}$, specific energy of 19.87 Wh/kg and specific power of 9.77 kW/kg. With addition of Ppy, quick charge-discharge of unit cell was possible because of low ESR, low charge transfer resistance and quick reaction rate. And good stability up to 500 chargedischarge cycles were retained about 80％ of their original capacity. It was concluded that the specific capacitance originated highly from compound phenomena of the pseudocapacitance by oxidation-reduction of polypyrrole and the nonfaradaic capacitance by adsorption-desorption of activated carbons.