• 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.

• Journal of the Korean Society of Fisheries and Ocean Technology
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• v.37 no.2
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• pp.147-152
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• 2001

Corrosion damage of boiler, factory equipment and so forth occur quickly due to using of the polluted water, resulting in increasing leak accident. Especially, working life of hot water boiler using the polluted water becomes more short, and energy loss increases. The cathodic protection method is the most economical and reliable one to prevent corrosion damage of steel structures. Mg-base alloys galvanic anode protection of cathodic protection methode is suitable for the application of hot water boiler using water with high specific resistance such as tap water. This paper is studied on the cathodic protection characteristics of hot water boiler. In tap water solution, the measurement of cathodic protection potential according to the time elapsed is carried out, and behavior of cathodic polarization with current change is investigated. The main results obtained are as follows. In hot water boiler shell, the open circuit potential of base metal become less noble than that of weld Bone, and the current density of base metal becomes low than that of weld zone. The further distance from Mg-alloy galvanic anode, the higher cathodic protection potential of hot water boiler appears. And protective potential becomes high according to pass cathodic protection time and after 6∼10 days become stable.

• Korean Chemical Engineering Research
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• v.56 no.1
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• pp.42-48
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• 2018

Silicon has attracted extensive attention due to its high theoretical capacity, low discharge potential and non-toxicity as anode material for lithium ion batteries. In this study, Si-CNT-C composites were fabricated for use as a high-efficiency anode material in a lithium ion battery. Aerosol self-assembly and post-heat treatment processes were employed to fabricate the composites. The morphology of the Si-CNT-C composites was spherical and an average particle size was $2.72{\mu}m$. The size of the composite increased as concentration of Si and CNT increased in the precursor solution. In the Si-CNT-C composites, CNT and C carbonized from glucose were attached to the surface of Si particles. Electrochemical measurement showed that the cycle performance of Si-CNT-C composites was better than that of silicon particles.

• Journal of the Korean Recycled Construction Resources Institute
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• v.10 no.2
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• pp.176-183
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• 2022

High-purity waste CNTs were mixed into cement mortar to manufacture heat-generating concrete that can use low voltage power, and carbon fiber and waste cathode materials were also used improve the conductivity of the mortar. The waste CNTs were analyzed to have a high concentration of multi-walled CNTs, and substituted liquid type waste CNTs were used during mortar mixing in order to increase dispersibility. The temperature change of the mortar with CNT was evaluated when using electric power below DC 24 V in order to utilize a small self-generation facility such as small solar power module when the mortar heats up and to minimize electromagnetic waves. When liquid-type waste CNTs were applied and a voltage of DC 24 V was introduced, it rose to 60 ℃ in a 200 × 100 × 50 mm mortar block specimen. The field applicability of self heating mortar with waste CNT was sufficient and also the amount of change in heat energy in mortar with liquid type waste CNT, carbon fiber and waste cathode materials is more effective compared to it of other variables.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.11a
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• pp.372-372
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• 2007

유기 발광 소자에서의 내장 전압을 변조 광전류를 이용하여 측정하였다. 내장 전압은 양극의 일함수와 음극의 일함수 차이에 해당한다. 실험적으로는 유기 발광 소자에 500W Xenon light(ORIEL Instruments 66021)로부터 나온 빛을 chopper(Stanford Research SR540)를 통해 유기 발광 소자에 조사시키면 소자에서 발생한다. 변조 광전류를 lock-in amplifier(Stanford Research SR530)를 이용하여 변조 광전류의 크기와 위상을 측정할 수 있다. 이때 변조 광전류 크기가 최소가 될 때의 외부 인가 전압을 내장 전압이라고 한다. 본 연구에서 사용한 소자의 구조는 양극/$Alq_3$/음극 구조이며, 양극으로는 ITO 혹은 ITO/PEDOT:PSS를 사용하였고, 음극으로는 Ba/Al을 사용하였다. 발광 층으로는 $Alq_3$(150nm)를 사용하였다. Ba층의 두께는 0nm에서 3nm까지 변화시켰다. Ba이 금속의 역할을 하기 위해서는 두께가 20nm 이상은 되어야 한다. 그러나 본 연구에서는 Ba의 두께가 최대 3nm이므로 금속의 역할은 하지 않을 것으로 예상되며, 음극의 일함수에 약간의 영향을 주었을 것으로 생각된다. 내장 전압은 ITO/$Alq_3$(150nm)/Ba/Al 소자 구조에서 1V를 얻었고, ITO/PEDOT:PSS/$Alq_3$(150nm)/Ba/Al 소자 구조에서는 2V로 나타났다. ITO와 Ba/Al 전극 사이에 PEDOT:PSS 층을 주입함으로써 내장 전압은 약 1V 증가하였다. 이것으로, Ba의 두께가 얇으면 음극의 전자 주입 장벽에 영향을 거의 미치지 않는다는 것을 알 수가 있다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2017.05a
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• pp.164-164
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• 2017

해양환경 중 많이 사용되는 철강재료들은 그 가혹한 부식환경에 대응하기 위하여 일반적으로 피복 도장방식법이나 음극방식법이 적용되고 있다. 여기서 음극방식법은 선박 및 해양구조물의 해중부 부식에 대해 가장 효과적인 방식법으로 알려져 있다. 한편, 이와 같이 해수 중 철강재에 음극방식을 적용할 경우, 피방식체인 그 강재 표면에 해수 중 용존된 산소의 음극환원 반응이 일어나며 국부적인 알카리 표면 조건을 형성시켜 $Mg(OH)_2$와 $CaCO_3$의 막을 석출시킨다. 이와같이 음극방식 중 형성된 전착물은 방식해야 될 표면적을 감소시켜 방식전류밀도를 감소시키는 효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이렇게 석출된 전착물은 음극표면에 부분적으로 형성되고, 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 또한 이 전착물은 그 형성 메커니즘에 관한 해석이나 강도, 균일한 밀착성, 장기적인 방식효과 및 효율성 등이 아직 충분히 입증되어 있지 않은 실정에 있다. 따라서 본 연구에서는 해수 중 다양한 전착 프로세스에 의해 제작된 전착물의 기간별, 도장코팅 종류별 특성변화를 분석 및 평가하고, 전착물에 의한 희생양극 소모전류 변화 측정 분석을 통해 전착막을 균일하고 치밀하게 형성시키기 위한 최적의 조건을 찾고자 하였다. 또한 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 해수 중 기체를 용해시켜 제작한 막의 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)으로 ${\varnothing}42.7{\times}1,000mm{\times}4.0t$의 형상으로 제작하였다. 인가된 전류밀도는 1, 3 및 $5A/m^2$이고 도장 코팅 종류별 전착 석출물의 형성차이 비교 분석을 위한 실험은 선박 및 해양구조물에 많이 사용되는 Universal Epoxy 도료 2종을 선정하여 진행하였다. 또한 Steel Wire Mesh의 영향을 알아보기 위해 Mesh를 설치하여 실험을 진행하였다. 기간별-도장 종류별 외관관찰, 전착물의 두께 측정, SEM, EDS 및 XRD를 통해 막의 모폴로지, 조성원소 및 결정구조를 분석하였으며, 전착물의 내식성과 내구성을 평가하기 위해 테이핑 테스트(Taping Test) 및 전기화학적 양극분극 시험을 실시하였다. 희생양극 소모율에 대한 전착물의 영향을 확인하기 위해 외부전원을 인가하여 전착 피막을 형성시킨 강 기판에 희생양극을 연결하여 희생양극 소모효율 측정 시험을 진행하였다. 전착물의 석출량은 시간 및 전류밀도의 증가에 따라 비례하여 증가하였으며, 음극전류 인가 시 금속과 용액 계면 사이의 확산층에서 발생한 $OH^-$ 이온으로 인해 금속과 용액 계면 사이 pH가 부분적으로 증가하여 $Mg(OH)_2$ 화합물이 많이 생성되는 것으로 확인되었다. 또한 Mesh의 부착으로 평활하지 않게 형성된 미세한 굴곡구조 및 표면적 증가로 인하여 단계적으로 피복되는데 필요한 시간이 지연되면서 $CaCO_3$에 비해 $Mg(OH)_2$ 화합물이 상대적으로 증가한 것으로 사료된다. $CaCO_3$(Aragonite) 구조는 견고한 피막으로 치밀하고 화학적 친화력이 높아 우수한 밀착성을 보였으며 전착물의 영향으로 양극 전류가 감소하였고, 이로인해 방식전류 절감효과를 얻을 수 있을 것으로 기대된다.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.24 no.4
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• pp.77-92
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• 2021

The energy density of lithium-ion batteries (LIBs) determines the mileage of electric vehicles. For increasing the energy density of LIBs, it is necessary to develop high-capacity active materials that can store more lithium ions within constrained weight. The rapid progress made in cathode technology has realized the utilization of the near-theoretical capacity of cathode materials. In contrast, commercial LIBs have still exploited graphite as active material in anodes since the 1990s. The most promising way to increase anodes' capacity is to mix high-capacity and long-cycle-life silicon oxides (SiOx) with graphite. However, the low initial Coulombic efficiency (ICE) of SiOx limits its content below 15 wt%, impeding the capacity increase in anodes. To address this issue, various prelithiation techniques have been proposed, which can improve the ICE of high-capacity anode materials. In this review paper, we introduce the principles and expected effects of prelithiation techniques reported so far. According to the reaction mechanisms, the strategies are categorized. Mainly, we focus on the recent progress of solution-based chemical prelithiation methods with commercial viability, of which lithiation reaction occurs homogeneously at liquid-solid interfaces. We believe that developing a cost-effective and mass-scalable prelithiation process holds the key to dominating the anode market for next-generation LIBs.

• Clean Technology
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• v.22 no.4
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• pp.308-315
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• 2016

$SiO_x/ZnO$ composites were prepared from sol-gel method for excellent cycle life characteristics. The composites were coated by PVC as a carbon precursor. ZnO removal to create a void space therein was able to buffer the volume change during charge and discharge. To determine the crystal structure and the shape of the synthesized composite, XRD, SEM, TEM analysis was performed. The carbon contents in the composites were confirmed by TGA. The pore structure and pore size distribution of the composite was measured with the BET specific surface area analysis and BJH pore size distribution. Enhanced electric conductivity by carbon addition was determined from powder resistance measurement. Electrochemical properties were measured with the AC impedance and the charge and discharge cycle life characteristics. When carbon was coated on the $SiO_x/ZnO$ sample, the electrical conductivity and the discharge capacity were increased. After removal of ZnO with HCl the surface area of the sample was increased, but the discharge capacity was decreased. $SiO_x/ZnO$ sample without acarbon coating showed very low discharge capacity, and after carbon coating the sample showed high discharge capacity. For cycle life characteristics, $C-SiO_x/ZnO$ composite (Zn : Si : C = 1 : 1 : 8) with a capacity of $815mAh\;g^{-1}$ at 50 cycle and 0.2 C has higher capacity than existing graphite-based anode materials.

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2016.10a
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• pp.127-128
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• 2016

• Proceedings of the Korean Radioactive Waste Society Conference
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• 2016.05a
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• pp.95-96
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• 2016