• 한국안광학회지
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• 제7권2호
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• pp.163-167
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• 2002

$Ni(OH)_2/Ni$ Glass 박막에서 전기변색 속도 개선에 대한 연구를 수행하였다. 이는 선글라스의 변색속도가 수분 이상 소요되는 단점을 해결하고자 e-beam evaporator를 이용하여 니켈 금속 박막을 증착시킨 후, 전기화학적 산화-환원 반응으로 $Ni(OH)_2$에 대한 전기변색 특성을 연구하였다. 전기전도성을 갖는 ITO 에서보다 Glass 위에서의 $Ni(OH)_2$의 변색 속도가 오히려 빠르다. 이는 전위와 투과율을 측정함으로서 알 수 있다. XPS를 이용하여 Glass와 $Ni(OH)_2$ 사이의 초박막(${\sim}10{\AA}$) Ni 금속의 존재를 확인하였고, 이 나노 박막은 전기변색 장치의 응답 속도에 영향을 마쳤다. 기존의 선글라스가 5분 정도 소요되는 반면 니켈 나노 박막을 이용한 변색소자에서는 1~2초 정도 소요된다. 이론적으로는 수 ms 이내이지만 전기적 저항으로 인해 초 단위의 응답속도를 보이고 있다.

• 한국표면공학회:학술대회논문집
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• 한국표면공학회 2014년도 추계학술대회 논문집
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• pp.216-218
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• 2014

자동차용 고광택 크롬 도금 박리액에는 질산과 유가금속인 구리 및 니켈이 다량 함유되어 있는 것으로 알려져 있다. 질산($HNO_3$) 및 유가금속은 고가이며 유독하므로 경제적 및 친환경적으로 반드시 회수하여 재활용하여야 한다. 본 연구에서는 도금박리액으로부터 질산과 구리, 니켈을 용매 추출법을 이용하여 분리하였다. 수상에 존재하는 질산의 농도는 0.01 ~ 1N NaOH를 이용하여 적정하여 분석하고, 금속의 농도는 ICP-MS 및 ICP-AES 등을 이용하여 분석하였다. 도금 박리액을 분석한 결과 Cu(76850mg/L), Ni(51990 mg/L)이 함유되어 있음을 알 수 있었다. 용액 내 질산의 양을 NaOH 용액을 이용하여 적정법으로 측정하였을 때, 질산의 양은 대략 1.02 M 임을 알 수 있었다. 50 % Tributylphosphate (TBP)를 이용하여 3단 추출한 유기층의 용액을 증류수를 이용하여 3회의 역추출을 하였을 때, 원액으로부터 48.1 %의 질산을 회수할 수 있음을 알 수 있었으며, 순도는 99.5% 이상이었다. 질산 회수 후 용액 내에 남은 구리와 니켈은 ISE-106로 구리를 추출하여 니켈을 분리한 후 황산을 이용해 역추출 하였다. 회수된 구리는 NaOH를 이용하여 pH를 조절하고 수산화구리 형태로 침전시킨 후 $N_2H_4$를 이용하여 환원시켰고, 온도와 pH 및 환원제를 이용하여 다양한 조건 하에 구리 분말을 제조하였다. 구리를 추출하여 라피네이트 용액으로 분리된 니켈은 $NaBH_4$를 이용하여 환원시켰고, 다양한 조건 하에서 니켈 분말을 제조하였다. 환원 된 분말은 분석결과 99%의 순수한 분말임을 알 수 있었다.

• 에너지공학
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• 제20권2호
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• pp.77-83
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• 2011

니켈 아연전지(Ni-Zn)를 산업용 전지로 이용하려면, 음극성능 향상이 필요하다. 기존의 니켈 아연전지(Ni-Zn)는 짧은 수명, 심한 가스발생 및 빠른 전해액 증발이 산업용 전지 상용화의 최대 문제점이었다. 본 연구에서 도전 촉진제, 첨가제 및 바인더를 변경하여, 8셀의 거동을 고찰하였다. 바인더 및 흡착 촉진제($Ca(OH)_2$, $Bi_2O_3$)의 종류를 변경한 결과, 기존보다 가스발생은 감소하면서, 균일하고 단단한 전극을 제조할 수 있었다. 또한 전해액에 EG-EP#12(비중 1.26) 보충함으로써 전지 내 전해액의 비중이 일정하게 유지되어, 전지의 수명이 기존보다 200~300%의 획기적인 성능 향상을 보였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제31권2호
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• pp.89-95
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• 2021

현재 리튬이온 배터리에 사용되는 고니켈계 양극재의 수요 증대에 따라 수산화리튬(LiOH) 제조 연구가 활발히 진행되고 있다. 본 논문에서는 탄산리튬(Li2CO3)으로부터 수산화리튬의 제조를 위하여, 탄산리튬의 열분해를 통한 산화리튬(Li2O)의 전환 공정에 대해 연구하였다. 열처리 시 탄산리튬과 알루미나, 석영 그리고 흑연 도가니 사용에 따른 반응 메커니즘을 확인하였으며, 흑연 도가니를 사용했을 경우 온전한 산화리튬 분말을 얻었다. TG 분석 결과를 바탕으로 열처리 온도를 700℃, 900℃ 그리고 1100℃로 설정하였으며 유지시간 및 분위기를 제어하여 시약급 탄산리튬의 열처리를 진행하였다. XRD 분석 결과, 제조된 산화리튬은 질소 분위기에서 1시간 동안 1100℃의 온도로 열처리를 하였을 때 높은 결정성을 보였다. 또한 수산화리튬으로 전환하기 위해 시약급 산화리튬을 100℃에서 수반응하였다. XRD 분석을 통해 수산화리튬(LiOH)과 수산화리튬 일수화물(LiOH·H2O)이 생성됨을 확인하였다.

• 한국표면공학회지
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• 제56권5호
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• pp.320-327
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• 2023

In this study, the nickel hydroxide (Ni(OH)₂) electrode for supercapacitor was prepared via hydrothermal method. Based on the nickel (Ni) foam, the electrode does not require any additional binder material or post-processing. Nickel nitrate (Ni(NO₃)₂) and hexamethylenetetramine (C₆H₁₂N₄) were used for synthesis, and the synthesis condition was 12 hours at 80 ℃. X-ray diffraction (XRD) and field-emission scanning electron microscopy (FE-SEM) were used to analyze the structural characteristics of the electrode, and it shown that the nickel hydroxide was successfully prepared after only the one-step hydrothermal synthesis. The electrochemical properties were analyzed through the half-cell test. The prepared electrode shown a pair of oxidation/reduction peaks, indicating that the driving method included the redox reaction on the electrode surface. After the charge/discharge test, the specific capacitance was calculated as the value of 438 F/g at 3 A/g.

• 한국표면공학회지
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• 제28권2호
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• pp.92-100
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• 1995

To increase the capacity of positive electrode materials for matching the high capacity negative electrode materials in alkaline rechargeable batteries, high-density nickel hydroxide powders were made through a continuous process from nickel sulfate reacted with ammonia and sodium hydroxidc. The effect of operating conditions on structure, shape, size distribution, apparent density and tap density of powders were investigated. Crystal structure of nickel hydroxide powder was hcp according to Bravais Lattice. The increase of mean residence time promoted the growth of (101) plane. The shape of powder was nearly spherical. Their size was in the range of $2~50\mu\textrm{m}$. The size distribution of the powders prepared was narrower than that of commercially obtained nickel hydroxide. Apparent density and tap density were 1.6~1.7g/cc and 2.0~2.1g/cc, respectively.

• 자원리싸이클링
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• 제25권2호
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• pp.33-41
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• 2016

망간단괴 매트상 모의 침출용액에서 구리 용매추출과 수산화 침전법에 의해 구리와 철이 제거 된 용액(Co 1.91 g/L, Ni 14.65 g/L)으로부터 용매추출-전해채취 연속공정을 통해 코발트를 분리, 회수를 위한 규모확대 실험(망간단괴 기준 380 kg/day)을 수행하였다. 용매추출의 경우 추출제로는 NaOH로 45% 비누화 된 0.22 M Cyanex 272, 세정용액은 코발트 2 g/L(pH : 3.0), 탈거용액은 코발트 전해폐액(Co 36.0 g/L, $Na_2SO_4\;70g/L$, pH : 1.5)을 사용하였으며, 탈거된 유기상은 산과 증류수의 세척 공정을 통해 재사용하였다. 추출단, 세정단 그리고 탈거단의 O/A 비는 각각 1/1.5, 10/1 그리고 1.5/1 이었으며, 산세척과 수세척단의 O/A 비는 각각 1/1, 6/1이었다. 용매추출공정의 코발트의 추출율과 탈거율은 각각 99.8%와 99.88%이었으며 탈거액의 코발트와 니켈의 농도는 각각 40.27 g/L, 4 ppm이었다. 전해액의 pH 조절을 위해 전해폐액 순환 방식을 도입한 전해채취공정은 $0.563A/dm^2$의 전류밀도에서 67.0%의 전류효율을 나타내었으며, 99.963% 순도의 금속 코발트를 얻었다.

• 한국분말재료학회지
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• 제23권4호
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• pp.311-316
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• 2016

$Ni(OH)_2$ hollow spheres have been prepared by solvent displacement crystallization using a micro-injection device, and the effect of process parameters such as concentration and the relative ratio of the injection speed of the precursor solution, which is an aqueous solution of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$, to isopropyl alcohol of displacement solvent have been investigated. The crystal phases after NaOH treatment are in the ${\beta}-phase$ for all process parameters. A higher concentration of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ aqueous solution is injected by a micro-injection device and bigger $Ni(OH)_2$ hollow spheres with a narrower particle size distribution are formed. The crystallinity and hardness of the as-obtained powder are so poor that hydrothermal treatment of the as-obtained $Ni(OH)_2$ at $120^{\circ}C$ for 24 h in distilled water is performed in order to greatly improve the crystallinity. It is thought that a relative ratio of the injection speed of $NiSO_4{\cdot}6H_2O$ to that of isopropyl alcohol of at least more than 1 is preferable to synthesize Ni(OH)2 hollow spheres. It is confirmed that this solution-based process is very effective in synthesizing ceramic hollow spheres by simple adjustment of the process parameters such as the concentration and the injection speed.

• 한국분말재료학회지
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• 제26권3호
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• pp.231-236
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• 2019

Ni hydroxides ($Ni(OH)_2$) are synthesized on Ni foam by varying the hexamethylenetetramine (HMT) concentration using an electrodeposition process for pseudocapacitor (PC) applications. In addition, the effects of HMT concentration on the $Ni(OH)_2$ structure and the electrochemical properties of the PCs are investigated. HMT is the source of amine-based $OH^-$ in the solution; thus, the growth rate and morphological structure of $Ni(OH)_2$ are influenced by HMT concentration. When $Ni(OH)_2$ is electrodeposited at a constant voltage mode of -0.85 V vs. Ag/AgCl, the cathodic current and the number of nucleations are significantly reduced with increasing concentration of HMT from 0 to 10 mM. Therefore, $Ni(OH)_2$ is sparsely formed on the Ni foam with increasing HMT concentration, showing a layered double-hydroxide structure. However, loosely packed $Ni(OH)_2$ grains that are spread on Ni foam maintain a much greater surface area for reaction and result in the effective utilization of the electrode material due to the steric hindrance effect. It is suggested that the $Ni(OH)_2$ electrodes with HMT concentration of 7.5 mM have the maximum specific capacitance (1023 F/g), which is attributed to the facile electrolyte penetration and fast proton exchange via optimized surface areas.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.441-448
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• 2016

본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬($Cr^{+3}$)은 redox 반응 1회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬($Cr^{+3}$)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 $OH^-$ 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.