• 제목/요약/키워드: 음극 성능

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리튬이온전지(Lithium Ion Battery) 양극 물질 연구동향 (Research Trends of Cathode Materials for Next Generation Lithium Ion Battery)

  • 나성민;박현규;김선욱;조혁희;박광진
    • 공업화학전망
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    • 제23권1호
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    • pp.3-17
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    • 2020
  • 리튬이온전지(LIB)는 기존의 다른 이차전지와 다른 확실한 몇 가지 장점이 있다. 높은 작동 전압과 높은 에너지 밀도, 긴 수명, 그리고 낮은 자체 방전 속도이다. 이러한 장점으로 모바일 제품에서부터 전기 자동차(battery electric vehicle, BEV), 최근에는 전기저장장치(energy storage system, ESS)까지 다양한 분야에서 사용되고 있다. 하지만 사용 범위가 증가함에 따라 높은 안정성을 가지며 더 큰 에너지 용량을 나타내는 리튬이온전지에 대한 요구가 점점 더 커지게 되었다. 리튬이온전지의 용량 증가는 전지의 설계보다는 양극 및 음극 재료, 분리막 및 전해질과 같은 주요 전지 재료의 기술적 진보에 달려 있다. 주요 전지 소재 중에 전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 것은 전지 반응에 의한 과전압과 가격이 가장 비싼 양극이다. 본 기획 특집에서는 리튬이차전지의 성능에 가장 큰 영향을 미치는 양극 물질의 종류와 향후 연구동향에 대해서 소개하고자 한다. 양극 물질의 발전 방향, 안정성과 용량 증대를 위해서 최근 연구되고 있는 방향에 대해서 자세하게 소개한다.

촉매 활성층 두께 제어를 통한 연료전지 성능 해석 (Performance Analysis of Fuel Cell by Controlling Active Layer Thickness of Catalyst)

  • 김홍건
    • 한국공작기계학회논문집
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    • 제16권3호
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    • pp.133-140
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    • 2007
  • A 2-D model of fluid flow, mass transport and electrochemistry is analysed to examine the effect of current density at the current collector depending on active layer thickness of catlyst in polymer elecrolyte fuel cells. The finite element method is used to solve the continuity, potential and Maxwell-Stefan equations in the flow channel and gas diffusion electrode regions. For the material behavior of electrode reactions in the active catalyst layers, the agglomerate model is implemented to solve the diffusion-reaction problem. The calculated model results are described and compared with the different thickness of active catalyst layers. The significance of the results is discussed in the viewpoint of the current collecting capabilities as well as mass transportation phenomena, which is inferred that the mass transport of reactants dictates the efficiency of the electrode in the present analysis.

3차원 전극을 이용한 염료의 색 제거

  • 박영식;김동석
    • 한국환경과학회:학술대회논문집
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    • 한국환경과학회 2008년도 추계학술발표회 발표논문집
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    • pp.213-216
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    • 2008
  • 2차원 전극의 RhB 분해 성능은 Pt(+)-Pt(-) > Pt(+)-Sus(-) > Sus(+)-Sus(-) 전극의 순으로 나타났다. 3차원 전극은 Pt-ACF-Pt 전극만 2차원 전극보다 초기 반응속도가 낮고 최종 RhB농도가 높은 것으로 나타났으나 다른 전극은 충전물 종류에 관계 없이 2차원 전극보다 초기 반응속도가 높은 것으로 나타났다. 음극의 종류에 관계없이 3차원 전극의 충전물에 따른 RhB 분해는 GAC > Nonwoven fabric fiber > ACF로 나타났다. GAC 충전량이 50 g 이상에서 RhB 분해속도는 거의 유사한 것으로 나타났으나 전력을 고려한 단위 W당 시간당 RhB 농도 감소를 나타내었다. 그림에서 보듯이 최적 GAC 충전량은 50 g로 사료되었다. 최적 전류는 2.5 A로 사료되었다.

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전리수에 의한 Si 웨이퍼 표면 변화 연구 (A study on silicon wafer surfaces treated with electrolyzed water)

  • 김우혁;류근걸
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
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    • pp.218-221
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    • 2002
  • 80년대 반도체 산업의 급격한 성장으로 오늘날 반도체 산업은 반도체소자의 초고집적화, 웨이퍼의 대구경화로 발전이 거듭났으며, 소자의 성능과 생산 수율의 향상을 위하여 실리콘 웨이퍼의 세정하는 기술 및 연구를 계속 진행하고 있다. 기존의 반도체 세정은 과다한 화학약품의 사용으로 비 환경친화적이며, 이에 본 연구에서는 기존의 세정방법을 대체하기 위한 방법으로 환경친화적인 전리수를 이용한 반도체 세정법을 하였다. 이때 실리콘 웨이퍼 표면의 원자적 상태의 변화가 발생하여 다양한 방법으로 확인할 수 있다. 본 연구에서는 이러한 분석을 하기 위하여 기존세정의 화학약품과 전리수로 세정한 웨이퍼의 표면을 비교하였으며, 또한 온도 및 시간별 표면상태변화를 분석하였다. 특히 접촉각 변화에 중점을 두어 변화를 관찰하였으며, 음극수의 경우 17.28。, 양극수의 경우 34.l。의 낮은 접촉각을 얻을 수 있었다.

초음파 접합용 진동자 냉각에 관한 수치해석 (Numerical Analysis of Piezoelectric Element for Ultrasonic Joinning)

  • 박상준;이영림
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 추계학술논문집 2부
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    • pp.398-401
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    • 2011
  • 초음파의 응용분야에는 음파 성질을 이용한 정보 측정분야와 에너지를 이용한 용접 및 가공 등을 들수 있다. 초음파 용접의 경우 저항용접이나 용융 용접을 적용할 수 없는 재료의 접합에 이용되는데 이는 모재를 음극간에 놓고 압입하면서 초음파를 발신하여 그 진동을 이용하는 용접방법이다. 압전소자의 경우 피에조 물질을 사용하는데 일반적으로 $150^{\circ}C$이상에서 분자구조의 변형을 일으켜 제 역할을 못하게 된다. 본 연구에서는 압전소자와 공구혼의 온도를 최적으로 유지하기 위하여 추가적인 공기 유로와 방열핀을 설계하여 이것이 방열성능에 미치는 영향에 대해 고찰하였다.

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철근보강 지오폴리머 콘크리트 시험체에 전기화학적 방식기법 적용과 방식성능 분석 (Electro Chemical Protection Property for Reinforced Geo-Polymer Specimen Under Ocean Environment and Accelerated Test)

  • 박동천;조규환
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2014년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.178-179
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    • 2014
  • Corrosion is very serious problem in RC structure under ocean environment. There is no enough experiment information using the reinforced geo polymer concrete applied by electo chemical protection system. Three condition, such as tidal zone, submerged zone and crack were simulated to geo polymer specimen. Corrosion rate and natural electrode potential were measured through accelerated test. Anti corrosion property of geo polymer was better than OPC regardless of specimen condition and applied time.

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압전 변압기 구동을 위한 인버터 회로설계 (Design of the inverter circuits for driving a piezoelectric transformer)

  • 권기현;임영철;조성구;양승학;윤석진
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 춘계전력전자학술대회 논문집(2)
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    • pp.616-620
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    • 2003
  • 액정 디스플레이의 백라이트에 사용되는 냉음극 방전램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 구동 인버터의 설계함에 있어 압전 변압기(Piezoelectric Transformer)를 사용하였으며, 파라미터 선정 및 최적화를 하여 실험을 통해 검증하였다. 적용한 압전 인버터로는 푸시-풀(Push-pull)과 하프-브리지(Half-bridge) 회로이며, 휘도 제어기법으로는 아날로그(Analog)와 버스트(Burst) 방법을 사용하였다. 푸시-풀 인버터의 경우 아날로그 제어방식으로 제어전압 2.5-4.5V에서 출력전류 1-6mA(최소)로 휘도 0-100$\%$ 특성을 보였다. 입출력 효율로 18.6(최소)-90.3(최대)$\%$를 얻었으며, 버스트 제어방식에서는 듀티비 50-5$\%$에서 1-6mA의 제어 성능을 보였다. 인버터의 입출력 효율은 13.6(최소)-82.1(최대)$\%$를 얻었다.

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압전 변압기를 기반으로 한 LCD 구동 인버터 설계 (Design of the piezoelectric transformer based LCD drive system)

  • 조성구;권기현;임영철;양승학
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2003년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.197-201
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    • 2003
  • 액정 디스플레이의 백라이트에 사용되는 냉음극 방전램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 구동 인버터의 설계함에 있어 압전 변압기(Piezoelectric Transformer)를 사용하였으며, 파라미터 선정 및 최적화를 하여 실험을 통해 검증하였다. 적용한 압전 인버터로는 푸시-풀(Push-pull)과 하프-브리지(Half-bridge) 회로이며, 휘도 제어기법으로는 아날로그(Analog)와 버스트(Burst) 방법을 사용하였다. 푸시-풀 인버터의 경우 아날로그 제어방식으로 제어전압 2.5-4.5V에서 출력전류 1-6mA(최소)로 휘도 $0-100\%$ 특성을 보였다. 입출력 효율로 18.6(최소)-90.3(최대)$\%$를 얻었으며, 버스트 제어방식에서는 듀티비 $5-50\%$에서 1-6mA의 제어성능을 보였다. 인버터의 입출력 효율은 13.6(최소)-82.1(최대)$\%$를 얻었다.

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고율 아연-산화은 1차전지의 개발에 관한 연구 (A Study on the Development of the High Rate Zinc-Silver Oxide Primary Battery)

  • 김세웅;공영경
    • 한국에너지공학회:학술대회논문집
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    • 한국에너지공학회 1994년도 춘계학술발표회 초록집
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    • pp.114-117
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    • 1994
  • 아연-산화은 전지는 높은 에너지 및 전력밀도를 가지고 있으나 비싼 제작비용 때문에 우주항공, 군사무기 등 특수한 분야에서 주로 이용되며, 특히 전해액이 별도의 용기에 보관되어 있다가 외부 신호에 의해 충전된 dry상태의 전지에 주입되어 활성화되는 1차 또는 비축형 아연산화은 전지는 우수한 고율방전 특성, 장시간의 저장기간 및 활성화와 동시에 부하를 인가 할 수 있는 특성 때문에 많은 무기체계에서 이용하고 있다. 이러한 아연-산화은 전지의 아연전극은 높은 다공도와 반응 면적을 가져야 하며, 특히 방전중 아연전극의 전위는 가역 수소전위 보다 더 음전위이기 때문에 수소가스가 다량 발생하게 되므로 수은과 같은 높은 과전압을 갖는 물질을 첨가하여 가스 발생량을 줄이고 부동태화(passivation)를 억제하게 된다. 그러나 국내 여건상 수은을 사용하여 전지를 제작하는 것은 환경문제 등으로 인하여 어렵기 때문에 본 연구에서는 수은을 사용하지 않고 비축형 아연-산화은 전지의 음극판을 제작하기 위하여 전착법(electro deposit)과 mesh 제작방법을 혼합하여 아연전극을 제작하였으며, 기판에 석출된 아연과 아연 mesh의 질량비율에 따른 전지의 성능을 평가하였다.

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