• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2016.11a
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• pp.141-141
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• 2016

방식 코팅 기술은 조선해양산업은 물론 에너지, 철강 및 비철 소재, 건설 산업 등 산업 전반에서 폭넓게 적용되고 있다. 또한 산업 고도화에 따라 점차 가혹해지는 소재의 적용 환경을 고려해보면 향후 지속적으로 산업 수요가 증대될 것으로 예상할 수 있는 기술이다. 특히 아크 열용사법을 이용한 방식 코팅 기술은 미국이나 일본과 같은 선진국에서는 해양플랜트, 석유 시추시설 등 대형 해양 구조물은 물론 다리, 항만시설과 같은 철재 또는 시멘트 구조물의 방식 기술로 널리 적용되어 일반화된 기술이다. 그러나 국내에서는 아직까지도 초기 비용 상승 및 미약한 관련 기술 등의 이유로 대부분 방식도료를 사용하고 있는 실정이다. 그리하여 단기 수명에 따른 재시공 시 많은 환경오염을 유발하는 방식도료를 대체할 수 있는 아크 열용사법을 이용한 방식코팅 기술에 대한 관심과 수요가 점차 증가되고 있다. 그 일환으로 본 연구에서는 해양 구조물 강재의 방식을 위해 니켈계 용사재료를 이용하여 아크 열용사 코팅을 실시한 후 다양한 전기화학적 실험을 통해 내식성을 평가하고자 하였다. 아크 열용사 코팅은 구조용 강재 SS400강에 대하여 니켈합금 선재(1.6 Ø)를 사용하여 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200-250{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $3.14cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 전기화학적 실험을 통해 부동태 특성 및 용사코팅 층 표면의 양극 용해반응 특성을 분석하기 위한 양극분극 실험은 OCP로부터 +3.0 V까지 실시하였다. 또한 부식전위 및 부식전류밀도 분석을 위한 타펠분석은 OCP를 기준으로 -0.25에서 +0.25 V까지 분극시켜 실시하였다. 그리고 주사전자현미경과 3D 분석을 통해 부식손상 표면을 관찰하였다. 그 결과 니켈합금으로 용사코팅된 강재의 내식성이 상당히 향상되었다.

• Journal of the Korea Organic Resources Recycling Association
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• v.10 no.1
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• pp.68-74
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• 2002

This study was performed to examine the availability of electrolysis for removal of remaining biologically refractoty humus and residual color of leachate which is biologically pretreated in domestic waste matter sanitary landfill by recycling to landfill. The obtained results were as follows; 1) The electrolysis of leachate through covered bed represented that the removal efficiency of CODcr and color range from 70~80%, in color removal the only electrolysis for a treatment of leachate meet the critia of effluent. 2) The highest removal efficiency was represented in pH 7~8. 3) At anode used Al, Fe, Stainless the removal efficiency of CODcr and color was high in order of Fe, Al, stainless, in considering the settled ability of reaction product in economic or after electro coagulation the removal efficiency was highest when anode was the Fe electrode. 4) In this study conditions for removed both CODcr and Color ar the same time represented thar anode was used Fe, electrode-distance was 2cm and reaction time was 40min in 8volts.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.99.1-99.1
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• 2017

$TiO_2$는 기계적, 화학적 안정성이 높아 가혹한 화학적 환경 또는 고온 운전 조건에서 훌륭한 내구성을 보여주어 산업적으로 일찍이 널리 이용되어 왔다. 예를 들어, 염소발생 (chlorine evolution reaction) 또는 산소발생반응은 (oxygen evolution reaction) 염소 또는 산소 라디칼에 전극이 지속적으로 노출되기에 강한 내부식성을 지닌 전극재가 요구되었고, 그 결과 $TiO_2$를 골조로 한 불용성전극 (dimensionally stable anode)이 개발되어 이용되고 있다. 그러나, $TiO_2$는 절연성이 높은 금속 산화물 재료이기 때문에 넓은 표면적 획득 및 촉매제 사용을 통해 소재의 단점을 극복해야만 한다. 넓은 반응 표면적 획득의 한 방법으로써 전기화학적 양극산화 (electrochemical anodization)를 통한 $TiO_2$ 나노튜브 제조법은 경제적이면서도 구조 제어도 간편한 방법이다. $TiO_2$ 나노튜브는 100nm 전후의 기공 크기를 가짐과 동시에 매우 높은 종횡비를 지니고 있어 넓은 반응 표면적 획득에 특히 유리하다. 그러나, 이 높은 종횡비는 촉매 도입을 어렵게 하는 저해요소가 되기도 한다. 이러한 문제를 해결하기 위하여 다양한 방법들이 연구되었으나 대부분이 번거롭거나 비싼 후단공정을 필요로 한다. 본 연구에서는 $TiO_2$ 나노튜브에 촉매를 도핑하기 위한 간단한 전기화학적 방법으로, 단일공정 양극산화법 (single-step anodization)과 전압충격법 (potential shock), 그리고 저전압충격법 (under potential shock)을 연구하였으며 이에 적용 가능한 촉매제의 종류를 소개한다. 또한, 촉매의 성질에 따른 응용분야와 그 성능평가 결과를 제시한다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2014.11a
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• pp.300-300
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• 2014

해양환경 하에서 대형 강구조물의 경우 장기간 부식손상을 방지하기 위해 아크 용사코팅 기술이 오래전부터 유용하게 이용되어 왔다. 아크 용사코팅 기술은 타 용사코팅 기술에 비해 경제성과 생산성이 뛰어나 대형 강구조물에 적용되고 있다. 용사재료로는 Al, Zn 또는 그 합금들이 주로 사용되어 강재에 대해 희생양극 방식효과를 나타낸다. 그러나 아크용사에 의해 적층된 코팅 층은 용사공정 중 불가피하게 수많은 기공과 산화물이 포함되어 내식성 및 내구성에 악영향을 미치게 된다. 따라서 본 연구에서는 알루미늄 합금의 용사코팅 층에 대하여 다양한 후처리를 통해 내식성과 더불어 내구성을 향상시키고자 하였다. 용사코팅은 알루미늄 합금 선재(1.6 ${\varnothing}$)를 사용하여 아크용사를 실시하였다. 용사 시 용사거리는 200 mm, 공기압력은 약 $7kg/cm^2$ 정도로 유지하면서 용사코팅을 실시하여 약 $200{\mu}m$ 두께로 코팅 층을 형성시켰다. 이후 용사코팅 층의 표면에 다양한 후처리재를 적용하였으며, 내구성을 평가하기 위하여 후처리 적용 전후 시험편에 대하여 캐비테이션 실험을 실시하였다. 캐비테이션 실험은 ASTM G32-92에 의거하여 주파수 20 kHz의 초음파 진동 장치(ultrasonic vibratory device)를 사용하였다. 그리고 시험편 표면과 발진 혼에 부착된 팁(tip)과의 거리는 1 mm로 일정하게 유지시킨 뒤, 캐비테이션 발생 시간을 변수로 하여 실험을 실시하였다. 손상된 용사코팅 층의 표면은 주사전자현미경과 광학현미경으로 관찰하였으며, 시험편 손상깊이는 3D 현미경으로 비교 분석하였다. 또한 캐비테이션 실험 전후의 무게를 측정하여 무게 감소량을 상호 비교하였다. 그리고 전기화학적 실험은 천연해수 속에서 자체 제작한 홀더(holder)를 이용하여 $0.33183cm^2$의 용사코팅 층만을 노출시켜 실시하였다. 그리고 기준전극은 은/염화은 전극을, 대극은 백금전극을 사용하였다. 분극실험을 통해 후처리 적용에 따른 용사코팅 층의 부식전위 및 부식전류밀도를 비교 평가하였다. 그 결과, 용사코팅 층에 의하여 강재에 대한 희생양극 방식전위가 확보되었으며, 후처리재가 적용된 용사코팅 층에서 내식성 및 캐비테이션 저항성이 향상되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2008.06a
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• pp.449-449
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• 2008

전기 흡수 방법과 변조 광전류 분광학을 이용하는 방법으로 내장 전압을 측정할 수 있다. 이 논문에서는 변조 광전류 분광학을 사용하였다. 소자에 인가 전압이 영일 때 양극과 음극의 일 함수 차이 때문에 내장 전압이 존재하며, 그로 인해 내장 전기장이 생긴다. 유기 발광 소자의 광전도도는 엑시톤이 자유 전자와 정공으로 분리될 때 발생한다. 이 때 발생되는 광전류의 크기와 광전류의 위상 변화를 측정하여 내장 전압을 추정한다. 소자의 구조는 두 전극 사이에 단층으로 하여 만들었으며 모든 소자에서 발광층인 $Alq_3$ 두께는 150nm로 하였고, 양극으로는 ITO를 사용하였으며, 음극으로는 Al과 LiAl을 100nm 두께와 150nm두께로 하였다. ITO/$Alq_3$/Al 소자 구조에서 Al 100nm 와 150nm 로 두께 변화를 주었으나 내장 전압은 1.0eV로 변화가 없었다. ITO/$Alq_3$/LiAl 소자 구조에서 LiAl이 100nm 와 150nm 두께 변화에서도 내장 전압은 1. 8eV로 같은 크기를 보였다. 이로 부터 전극의 두께와는 상관없이 일정한 내장 전압이 측정됨을 알 수 있었다. LiAl을 사용한 소자의 경우 Al을 음극으로 사용한 소자에 비해 내장 전압이 0.8eV 증가되었다. 이는 LiAl의 일함수가 Al보다 낮은 값을 갖는 것과 일치하는 결과이다. 이런 결과가 나온 까닭은 LiAl을 음극으로 사용한 경우에는 자유로운 $Li^+$이 발생하여 유기물에 더 좋은 전자 주입이 되도록 하여 소자의 전자 장벽을 낮추었기 때문에 전자의 주입이 활발하여 광전류의 이동이 용이했음을 알 수 있다.

• Resources Recycling
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• v.16 no.6
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• pp.10-19
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• 2007

The mechanical process followed by hydrometallurgical treatment has been developed in order to recover cobalt and lithium from spent lithium ion battery. In the previous study, a citrate precursor combustion process to prepare cathodic active materials from the leaching solution was elucidated. Resynthesis of electrode materials should be more valuable in spent battery recycling. Conventional slurry mixing of $LiCoO_2$ and carbon cannot make uniform distribution, and therefore the cathode cannot reach the theoretical charge-discharge capacity and is easily degraded during the charge-discharge cycling. In this study, ultra-fine $LiCoO_2$ powders has been prepared by modification of the combustion process and fabricated the enhanced cathode by modification of mixing method of $LiCoO_2$ and carbon added.

• Clean Technology
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• v.22 no.1
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• pp.16-28
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• 2016

Textile industry is considered as one of the most polluting sectors in terms of effluent composition and volume of discharge. It is well known that the effluents from textile dying industry contain not only chromatic substances but also large amounts of organic compounds and insolubles. The azo dyes generate huge amount of pollutions among many types of pigments. In general, the electrochemical treatments, separating colors and organic materials by oxidation and reduction on electrode surfaces, are regarded as simpler and faster processes for removal of pollutants compared to other wastewater treatments. In this paper the electrochemical degradation characteristics of dye wastewater containing CI Direct Blue 15 were analyzed. The experiments were performed with various anode materials, such as RuO₂/Ti, PtO₂/Ti, IrO₂/Ti and graphite, with stainless steel for cathode. The optimal anode material was located by changing operating conditions like electrolyte concentration, current density, reaction temperature and initial pH. The degradation efficiency of dye wastewater increased in proportion to the electrolyte concentration and the current density for all anode materials, while the temperature effect was dependent on the kind. The performance orders of anode materials were RuO₂/Ti > PtO₂/Ti > IrO₂/Ti > graphite in acid condition and RuO₂/Ti > IrO₂/Ti > PtO₂/Ti > graphite in neutral and basic conditions. As a result, RuO₂/Ti demonstrated the best performance as an anode material for the electrochemical treatment of dye wastewater.

• Journal of Soil and Groundwater Environment
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• v.11 no.1
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• pp.7-13
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• 2006

The effects of electrolytes were investigated on the removal efficiency when several different electrolytes were used to change the electrode reaction in an electrokinetic (EK)-Fenton process to remediate phenanthrene-contaminated soil. Electrical potential gradient decreased initially due to the ion entrance into soil and then increased due to the ion extraction from soil under the electric field. Accumulated electroosmotic flow was $NaCl>KH_2PO_4>MgSO_4$ at the same concentration because the ionic strength of $MgSO_4$ was the highest and $Mg(OH)_2$ formed near the cathode reservoir plugged up soil pore to inhibit water flow. When hydrogen peroxide was contained in electrolyte solution, removal efficiency increased by Fenton reaction. When NaCl was used as an electrolyte compound, chlorine ($Cl_2$) was generated at the anode and dissolved to form hypochlorous acid (HClO), which increased phenanthrene removal. Therefore, the electrode reaction of electrolyte in the anode reservoir as well as its transport into soil should be considered to improve removal efficiency of EK-Fenton process.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.2 no.3
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• pp.156-162
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• 1999

Various types of iron oxide based materials as a cathode of lithium secondary battery have been prepared and their electrochemical characteristics have been also observed. In order to understand the fundamental characteristics of iron oxide electrode, three kinds of iron oxides such as iron oxides formed by direct oxidation of iron plate or iron powders and FeOOH powders were tested with cyclic voltammetry. The oxidation and reduction peaks due to the reaction of intercalation and deintercalation were not observed for the iron oxide prepared with iron plate and FeOOH powders. In case of iron oxide prepared from iron powders, only one reduction peak was observed. A layered form of $LiFeO_2$ was synthesized directly from $FeCl_3\cdot6H_2O,\;NaOH\;and\;LiOH$ and LiOH by hydrothermal reaction. The effect of NaOH on the electrode performance was examined. When increasing NaOH, it provides the electrode with less discharge capacity and efficiency, however, decreasing rate of discharge capacity became smaller. $LiFeO_2$ synthesized with the molar ratio of $NaOH/FeCl_3/LiOH$, 2/1/7 showed the largest capacity, but the discharging efficiency was sharply decreased after 30 cycles.

• Journal of Korean Society of Water and Wastewater
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• v.26 no.3
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• pp.355-360
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• 2012

The characteristics of power generation were investigated by changing the electrical conductivity from 10 to 40mS/cm using air-cathode microbial fuel cell, which had graphite fiber fabric(GFF) anode. There were three kinds of cathode used: one was carbon cloth cathode coated with Pt, another was carbon nanotube(CNT) cathode with non-precious catalyst of Fe-Cu-Mn, and the other was carbon nanotube(CNT) cathode without any catalyst. When it was operated in batch mode, power density of 1369.5mW/$m^2$ was achieved at conductivity of 20mS/cm. Power density from MFC with CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn was shown about 985.55mW/$m^2$, which was 75.1% compared the power density of carbon cloth coated with Pt. This meant that CNT cathode coated with multi-catalyst of Fe-Cu-Mn could be an alternative of carbon cloth cathode.