• Korean Chemical Engineering Research
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• v.54 no.1
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• pp.16-21
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• 2016

Silicon/Carbon/CNT composites as anode materials for lithium-ion batteries were synthesized to overcome the large volume change during lithium alloying-de alloying process and low electrical conductivity. Silicon/Carbon/CNT composites were prepared by the fabrication processes including the synthesis of SBA-15, magnesiothermic reduction of SBA-15 to obtain Si/MgO by ball milling, carbonization of phenolic resin with CNT and HCl etching. The prepared Silicon/Carbon/CNT composites were analysed by XRD, SEM, BET and EDS. In this study, the electrochemical effect of CNT content to improve the capacity and cycle performance was investigated by charge/discharge, cycle, cyclic voltammetry and impedance tests. The coin cell using Silicon/Carbon/CNT composite (Si:CNT=93:7 in weight) in the electrolyte of $LiPF_6$ dissolved in organic solvents (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%) has better capacity (1718 mAh/g) than those of other composition coin cells. The cycle performance of coin cell was improved as CNT content was increased. It is found that the coin cell (Si:CNT=89:11 in weight) has best capacity retension (83%) after 2nd cycle.

• Transactions of the Korean Society of Mechanical Engineers B
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• v.35 no.1
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• pp.43-51
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• 2011

Natural convection heat transfer phenomena on a horizontal cylinder have been studied experimentally in order to investigate the applicability of analogy experimental methodology using a copper electroplating system and to visualize the local heat transfer rates depending on the angular position and the diameter of the horizontal cylinder. In the copper electroplating system, the copper ion produced at the anode moves by convection and diffusion to the cathode and reduces at the cathode, representing the heat transfer. By using aluminum cathode with a distinguishable color, the amount of copper plated could visualize the amount of heat transferred depending on the angular position of the cylinder. The diameter of the cylinder is varied from 0.01m to 0.15m, which correspond to Rayleigh numbers in the range of $1.73{\times}10^7$ to $5.69{\times}10^{11}$. The test results are in good agreement with existing heat transfer correlations.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.26 no.1
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• pp.80-85
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• 2015

Silicon/carbon composites as anode materials for lithium-ion batteries were examined to find the cycle performance and capacity. Silicon/carbon composites were prepared by a two-step method, including the magnesiothermic reduction of SBA-15 (Santa Barbara Amorphous material No. 15) and carbonization of phenol resin. The electrochemical behaviors of lithium ion batteries were characterized by charge/discharge, cycle, cyclic voltammetry and impedance tests. The improved electrochemical performance attributed to the fact that silicon/carbon composites suppress the volume expansion of the silicon particles and enhance the conductivity of silicon/carbon composites (30 ohm) compared to that of using the pure silicon (235 ohm). The anode electrode of silicon/carbon composites showed the high capacity approaching 1,348 mAh/g and the capacity retention ratio of 76% after 50 cycles.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.3
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• pp.303-308
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• 2018

Silicon/Carbon (Si/C) composite as anode materials for lithium-ion batteries was synthesized to find the effect of binders and an electrolyte additive. Si/C composites were prepared by two step method, including magnesiothermic reduction of SBA-15 (Santa Barbara Amorphous material No. 15) and carbonization of phenol resin. The electrochemical performances of Si/C composites were investigated by charge/discharge, cyclic voltammetry and impedance tests. The anode electrode of Si/C composite with PAA binder appeared better capacity (1,899 mAh/g) and the capacity retention ratio (92%) than that of other composition coin cells during 40 cycles. Then, Vinylene carbonate (VC) was tested as an electrolyte additive. The influence of this additive on the behavior of Si/C anodes was very positive (3,049 mAh/g), since the VC additive is formed passivation films on Si/C surfaces and suppresses irreversible changes.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• v.19 no.2
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• pp.56-66
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• 1995

Recently, with theraped advancement in th oceanology such an ocean-going vessel and oceanic structures, there is a need to study the cavitation erosion-corrosion control of pump impeller, the partial element of ocean machinery, for more effective operation. Especially, the cathodic protection (impressed current method & Al-sacrificial anode method) was applied to sea water, and Cu-alloy material mixed Zn & Al was used as a control method of cavitation erosion-corrosion. In this study, used the piezoelectric vibrator with 20KHz, 24.mu.m to cavity generation apparatus, and investigated the weight loss, weight loss rate, electrode potential & current density etc. under this condition. According to test result, thos describes how to indentify an influence of the cathodic protection and Al & Zn addition in material development for the control of cavitation erosion-corrosion, and those will serve as fundamental data on the cavitation erosion-corrosion control of oceanic centrifugal pump.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.39 no.1
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• pp.23-28
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• 1995

Differential-pulse cathodic stripping voltammetry was applied to the Sn(II)-cupferron complex in 0.1 M acetate buffer solution (pH 4.20). Effects of solution pH, ligand concentration, accumulation potential, and accumulation time on the reduction peak current for the adsorptive complex of Sn(II)-cupferron were investigated. Interferences by other metal cations that affected on reduction peak current were also discussed. The detection limit was 3.1${\times}$10-9 M (0.37 ppb) of Sn(II) with 60 seconds accumulation time. The relative standard deviation (n=8) for 5${\times}$10-8 M Sn(II) was 3.0%.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.08a
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• pp.179-179
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• 2012

국내에는 나노 분말 제조를 위한 RF 열플라즈마 시스템 제조 기술이 확보되어 있지 않고, 또한 나노 파우더 제조를 위한 공정 기술 역시 외국 업체에 전적으로 의존하고 있다. 본 연구에서는 나노 분말 제조를 위한 RF 열 플라즈마 토치 시스템 개발과 고품질의 나노 파우더 합성 공정 기술을 확립하여 필요 기관에 제공하는데 있다. 80 kW RF Plasma torch system의 설계 및 제작을 위해 플라즈마 Simulator인 CFD-ACE+를 이용하여 플라즈마 토치 및 반응로 내의 온도 분포, 유체 유동, 열전달 등의 해석을 통해 플라즈마 토치 및 반응로의 반경 및 길이, 구조의 설계 값을 도출하여 반응로를 설계하여 RF 파워, RF 플라즈마 토치(Torch), 반응기(Reactor), 사이클론(Cyclone), 포집부(Collector), 열교환기 및 진공배기 시스템으로 구성하였다. Si 나노 소재의 경우, 이차전지 음극재에 적용이 가능한 대표적인 소재로서 높음 비용량과 충/방전시 부피팽창을 감소시킬 수 있어 이차전지의 고용량 구현을 위해서는 가장 중요한 소재중 하나로 많은 관심 재료로 평가 받고 있다. 따라서 본 연구에서는 상용화된 Si 원료 powder를 사용하여 고상 분체 공급 장치를 통하여 고온의 플라즈마를 통과시켜 기상화 및 결정화과정을 통해 Si 나노분말을 제조하였다. 공정 변수로서 공정압력 및 플라즈마 power, Gas의 변화량에 따른 나노 분말의 제조 특성에 대한 실험을 진행한 후 제조된 나노 분말을 비표면적측정(BET) 및 SEM 측정 결과 분석을 통하여 시스템 특성을 파악하였으며 제조된 Si 나노 파우더는 이차전지 음극재로서 770 mAh/g의 용량과 93%@50 cycle 수준의 유지율을 나타내었다.

• Clean Technology
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• v.30 no.1
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• pp.23-27
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• 2024

Bismuth is a promising anodic for Li-ion batteries (LIBs) due to its adequate operating voltage and high-volume capacity (3,765 mAh cm^-3). Nevertheless, inevitable volume expansion during Bi alloy reactions leads to severe capacity loss and cell destruction. To address this, a complex of bismuth alloy nanoparticles (Bi@NC) embedded in an N doping-carbon coating is fabricated via a simple pyrolysis method. Nano-sized bismuth alloys can improve the reaction dynamics through a shortened Li⁺-ion diffusion path. In addition, the N-doped carbon coating effectively buffers the volume change of bismuth during the extended alloy/dealloy reaction with Li⁺ ions and maintains an effective conductive network. Based on the Thermogravimetric analysis (TGA) showed high bismuth alloy loading (80.9 wt%) and maintained a high gravimetric capacity of 315 mAh g^-1 up to 100 cycles with high volumetric capacity of 845.6 mAh cm^-3.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2009.07a
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• pp.1406_1407
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• 2009

Fowler-Nordheim의 전자 방출과 열전자 방출 메카니즘을 이용하여 절연유체 내 전계에 의한 도체의 음극에서 전자 방출현상과 열에 의한 열전자 방출현상을 고려하고 유한요소법(Finite Element Method)을 이용하여 해석하였다. 절연유체 내 공간전하에 대한 해석기법으로 푸아송 방정식, 양이온, 음이온, 전자에 대한 전하연속 방정식, 온도에 대한 열 확산 방정식으로 이루어진 5개의 지배방정식에 Fowler-Nordheim의 전계 방출과 Richardson-Dushman의 열전자 방출을 경계조건으로 부여하였다. 단자 전류는 유한요소법과 잘 부합하는 에너지법으로 계산되었다. 쌍 곡선형 PDE의 공간전하 전파에 대한 지배 방정식은 일반적으로 수치적인 불안정성을 가지므로 인공 확산 항을 고려하여 이를 해결하였다. 제안된 해석법은 세 개의 캐리어를 가진 x-y 좌표축의 2차원 평판 모델에 적용하여 그 유효성을 확인하였다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2012.02a
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• pp.484-484
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• 2012

OLED는 유기재료를 사용하는 특수성 때문에 선명한 고품질의 화질을 얻을 수 있다. 유기재료에 따른 수명이 정해져 있지만 열에 약한 재료를 사용하기 때문에 출력되는 색의 변화를 동반할 만큼 불안정 하다. OLED는 RGB를 순서에 따라 유리 기판 상에 나열한 구조이며 각 화소의 양극과 음극은 가로와 세로로 서로 직교하고 있다. 이러한 OLED의 구조 때문에 직, 간접적으로 전이되는 열과 OLED Device에서 발생하는 자체 열로 인하여 유기소자의 특성이 변형되는, 이른바 열화현상에 쉽게 노출되어 있다. OLED Device를 제작한 후 72시간동안 8V의 전압을 인가하여 열화현상을 촉진시킨 Aging샘플을 확보 하였다. Aging된 Device의 인가전압을 3V ~ 6V까지 변화를 주고 측정해본 결과 각각의 모든 전압에서 Aging Device의 Nomalized Intensity가 상대적으로 20% 감소했음을 확인 하였다. 또한 Aging 된 Device는 As is Device에 비해 단파장 쪽으로 Shift 되는 결과를 보여주었다. 이를 분석하기 위해 CIE 색 좌표계의 NTSC (National Television System(s) Committee)를 이용하였는데, 범위 안에 있던 As is Device의 색 좌표가 Aging 후에는 NTSC범위 밖으로 이동하였는데, 이는 열화현상이 발생하기 전에 비해 방출되는 빛의 파장이 변했다는 것을 의미하며 정확한 색 재현이 안 된다는 것을 보여준다. 또한 I-V특성을 보면 Aging Device의 구동전압 (3.3V) 이 As is Device (2.7V) 에 비해 더 커지는 것을 확인하였는데 이것은 스트레스로 인해서 발생한 트랩에 의하여 캐리어의 이동도가 떨어졌기 때문에 구동 전압이 증가한 것으로 확인할 수 있다. 연구 결과를 통하여 OLED Device의 사용시간 누적에 따른 열화현상은 색 재현성과 휘도의 저하 그리고 구동전압 증가에 영향을 미친다는 것을 확인 하였다.