• 공업화학
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• 제7권2호
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• pp.321-325
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• 1996

$Cu^{n+}$ 교환된 Y형 제올라이트 상에서 진행되는 NO분해반응의 특성을 양자화학적 계산을 통해 해석하였다. 제올라이트내 양이온 자리를 나타내는 Cluster모델들에 대해 CNDO/2와 같은 이론적 계산을 수행하여 전체에너지, LUMO에너지 및 Wiberg결합차수값들을 얻었다. 각 모델들의 전체에너지와 결합차수값들을 통해 제올라이트 골격내 $Cu^{n+}$ 양이온 자리에서의 NO분해반응에 대한 반응기구를 고찰하였다. 제안된 분자모델들은 각기 다른 Si/Al비와 $Cu^+$ 및 $Cu^{2+}$ 교환된 양이온의 경우로 구분하여 고찰하였다. LUMO에너지의 계산을 통해 모델분자들의 L산성도를 해석하였다. NO분해반응의 메카니즘은 NO의 흡착, $N_2$ 및 $O_2$로의 분해, $N_2$ 및 $O_2$의 탈착의 단계가 연속적으로 진행될 가능성이 있었다. 양이온 자리에서 $Cu^{2+}$는 $Cu^+$ 보다 더 강한 L산성을 나타내었다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2016년도 제50회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.141.2-141.2
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• 2016

디스플레이, 센서 등 전자소자는 소형화 단계를 지나 인체 부착형 소자로의 발전을 요구하고 있다. 인체 부착을 위해서는 민감한 피부에 장시간 부착시 무해성과 탈부착의 자유로움이 요구되기에 기존의 화학물질을 활용한 접착 방식에서 개코도마뱀 또는 딱정벌레 발바닥에서 영감을 얻은 자연모사형 건식 접착 방식에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다. 폴리머를 이용하여 자연모사형 마이크로/나노구조 형성은 기계적으로 가공된 금형 몰딩과 후처리를 통한 매우 복잡한 공정이 요구된다. 본 연구에서는 이러한 복잡한 공정을 단순화하기 위해서 폴리머 소재에 플라즈마를 활용한 나노구조를 형성하는 방법을 소개하고자 하며, 건식 접착용 폴리머 소재(PMMA, PDMS)에 따른 표면구조 변화와 표면에너지 변화에 대한 연구를 수행하였다. 플라즈마 표면처리를 위해서 본 연구실에서 자체 개발한 선형이온소스를 활용하였으며 입사에너지, 노출시간, 사용가스에 따른 표면형상 변화를 주사전자현미경을 활용하여 관찰하였다. 또한 처리조건에 따른 표면에너지 변화를 확인하기 위해 물접촉각 변화를 측정하였다. PMMA는 입사에너지, 노출시간이 증가함에 따라 쉽게 나노기둥구조가 형성되었으나, 과도한 입사에너지 또는 노출시간에서는 표면구조가 에칭되면서 무너지는 것이 관찰되었다. 또한 PDMS는 동일한 조건에서 주름구조 형태를 보였으며 노출시간이 증가할수록 주름구조의 간격이 늘어남을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 나노 구조를 쉽게 제어할 수 있는 PMMA가 피부 부착형 접착 패치에 응용이 가능할 것으로 기대된다.

• 한국정보통신학회:학술대회논문집
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• 한국정보통신학회 2013년도 춘계학술대회
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• pp.531-533
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• 2013

본 논문에서 연구하고자 하는 IPMC(Ionic exchange Polymer Metal Composite)는 술폰산 이온기와 플루오르화 탄소의 결합으로 이루어진 Nafion 필름을 사용한 소재로 전기 활성 고분자(Electro Active Polymer) 특성과 물의 유무 및 양이온에 크게 영향을 받는 특성을 지닌다. 즉, 전기 에너지를 기계적 에너지로 활용 하거나, 기계 에너지를 전기 에너지로 활용 할 수 있으며, 물과 물속의 양이온에 따라 그 특성도 크게 달라진다. 이러한 IPMC의 전기적 특성을 연구하기 위하여 모의실험 장치를 구성하였다. 이 모의 실험 장치에는 MCU 와 Stepper Motor를 사용 하여 해류의 기계적 움직임을 구현 하도록 하여 움직임에 따른 전기적 특성 분석을 하도록 설계 하였다. 본 연구에서는 IPMC와 모의실험 장치를 구성 하여 해류 에너지의 효율 적인 사용을 위하여 IPMC의 면적, 주파수, 염분의 농도, Bending 각도에 따른 전기적 분석 연구 방법을 통해 IPMC의 효율적인 사용 방법을 제안하고자 한다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.120.1-120.1
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• 2014

고온 plasma는 전자, 이온, 중성입자로 구성된 이온화된 기체로 국소열평형 상태의 구성입자가 수천도에서 수만도에 이르는 큰열용량을 갖는 불꽃형태를 이루고있다. 따라서 고온 plasma는 고온, 고열로 대상물질을 용융 또는 기화시켜 물질의 물리적상태를 변화시키는 열원역활을 하거나, 높은반응성을 갖는 입자들에 의한 화학반응을 촉진하는 반응촉매로 작용하여 고기능성 부품소재, 에너지 환경, 원자력, 항공우주,유가금속 재활용등의 분야에서 핵심적인 역활을 하고 있슴니다. 본 발표에서는 연구소에서 지금까지 국책과제로 수행되었던 고온 plasma을 유해폐기물(병원, 유독 액상폐기물, 군화공폐기물, 중금속 함유 폐기물, 폐 plastic 가스화 등)처리에 관한 전반적인기술을 소개하고져함.

• 전기화학회지
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• 제13권4호
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• pp.290-294
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• 2010

본 연구는 밀도 범함수 이론을 이용하여 Li이온전지에 사용되는 Li코발트 산화물에서의 Li이온 삽입 전압과 전도에 관한 것이다. Li이온은 Li코발트 산화물 원자구조의 각 층을 1개씩 채우거나 한 층을 다 채우고 다음 층을 채울 수 있다. 평균 삽입 전압은 3.48V로 동일하나, 전자가 후자보다 더 유리하였다. 격자상수 c는 Li농도가 0.25보다 작을 때는 증가하였으나, 0.25보다 클 때는 감소하였다. Li농도가 증가하면, Li코발트 산화물에서의 Li이온 전도를 위한 에너지 장벽은 증가하였다. Li이온전지가 방전 중 출력 전압이 낮아지는 현상은 Li농도 증가에 따른 삽입 전압의 감소와 전도 에너지 장벽의 증가로 설명할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제21권3호
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• pp.278-283
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• 2010

폭발성기를 가진 azido기($-CH_2N_3$), nitrato기($-CH_2ONO_2$) 그리고 hydrazino기(-$CH_2N_2H_3$)로 치환된 옥소란 고폭 화약류의 산 촉매 하에서 중합반응을 반경험적인 MINDO/3, MNDO, AM1 방법 등을 사용하여 이론적으로 고찰하였다. 옥소란 고폭 화약류의 친핵성 및 염기성은 옥소란 산소원자의 음전하크기로 설명할 수 있고, 중합하의 성장단계에서 옥소란의 반응성은 옥소란의 반응중심 탄소원자의 양전하크기와 친전자체의 낮은 LUMO 에너지에 좌우됨을 알 수 있다. 옥소란 고폭 화약류의 고리형 oxonium 이온형이 열린 carbenium 이온형으로 전환되는 과정은 oxonium 이온과 carbenium 이온 사이의 계산된 안정화 에너지(17.950~30.197 kcal/mol)에 의하면 carbenium 이온이 더 유리함을 예측 할 수 있다. 평형상태의 고리형 oxonium 이온과 열린 carbenium 이온의 농도 크기가 반응 메카니즘의 결정단계이며, 산 촉매 하의 형태와 계산을 기초로 하여 빠른 평형을 예상하여 볼 때 선폴리머(prepolymer) 성장단계에서 $S_N1$ 메카니즘이 $S_N2$ 메카니즘보다 빠르게 반응 할 것으로 예측된다.

• 멤브레인
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• 제34권2호
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• pp.154-162
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• 2024

음이온 교환막은 수전해 시스템에서 매우 중요한 역할을 하며, 생성된 수소와 산소 기체를 물리적으로 분리할 뿐만 아니라 전극 사이에서 수산화 이온의 선택적인 전달을 용이하게 한다. 음이온 교환막에 요구되는 특성은 수산화 이온에 대한 높은 전도도와 알칼리 환경에서의 화학적/기계적 안정성 등이 있다. 본 연구에서는 셀룰로오스 나노 크리스탈이 포함된 poly(terphenyl piperidinium) (qPTP/CNC) 복합매질분리막을 제조하였다. 고분자 매질로 사용된 poly(terphenyl piperidinium)은 super-acid 중합법을 통해 제조되었으며 이온전도성과 알칼라인 내구성이 뛰어난 소재로 알려져 있다. qPTP/CNC 분리막의 구조는 고분자와 나노 입자 계면의 공극이나 큰 응집체가 없는 조밀하고 균일한 형태를 나타냈다. CNC 나노 입자가 2wt% 첨가된 qPTP/CNC 분리막은 높은 이온교환용량(1.90 mmol/g)과 낮은 함수율(9.09%) 및 팽윤도(5.56%)를 보였다. 또한, 복합막은 수전해 작동 환경인 50℃ 1 M KOH에서 상용 FAA-3-50 분리막에 비해 월등히 낮은 저항과 우수한 알칼라인 내구성(384시간)을 달성했다. 이러한 결과는 친수성 첨가제인 CNC가 음이온 교환막의 이온 전도 특성과 알칼라인 내구성 향상에 기여할 수 있음을 보고하였다.

• 대한화학회지
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• 제24권6호
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• pp.444-451
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• 1980

극성용매에서 전자의 용매화과정을 구체적으로 고찰하여 보기 위하여 테트라히드로퓨란(THF)-물 이성분계의 메디움효과를 측정하였다. 이 메디움효과는 Pt|$H_2Q$, Q, HCI, THF, $H_2O$|KC1 | $Hg_2Cl_2$|Hg(Pt) 셀로 수용액과 다른 용액(TGF-$H_2O$)에서 결정된 $H^+$ 이온에 대한 자유에너지 변화의 차(${\Delta}{\Delta}G_0$)를 이용하여 연구하였다. 여기서 $H_2Q$와 Q는 히드로퀴논과 퀴논을 각각 나타낸다. 자유에너지 변화의 차와 용매화된 전자의 최대흡수 에너지에 대한 용매의 유전상수 영향을 고찰하기 위하여 THF에서 $H_2O$의 회합정도를 관찰하였다. $H_2O$의 회합정도는 $H_2O$의 근적외선 스펙트럼을 이용하여 분석하였다. 이들 실험결과로부터 이성분 혼합용매에서 전자나 다른 이온의 용매화는 용매의 특정성분과 선택적으로 진행된다는 것을 알았다.

• 전기화학회지
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• 제25권4호
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• pp.134-153
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• 2022

리튬이온전지의 에너지밀도가 지속적으로 높아지고 사용환경이 가혹해지고 있지만, 전지의 안전성은 타협할 수 있는 특성이 아니다. 특히, 더 높은 에너지밀도 확보를 위해 고용량 전극 소재 개발과 함께 분리막 원단 뿐만 아니라 세라믹 코팅층의 두께 및 무게의 박막화와 경량화가 동시에 요구되고 있다. 그 중, 기존 슬러리 코팅 방식을 증착 방식으로 대체하는 기술이 주목받고 있으며, 분리막의 내열성 확보를 위해 도입된 수 ㎛ 수준의 세라믹 코팅층을 nm 수준으로 박막/경량화 하면서도 동등의 내열성을 확보하는 시도가 진행되고 있다. 증착법으로 제조된 세라믹 코팅 분리막은 리튬이온전지 에너지밀도를 크게 증가시킬 수 있는 효율적인 방법이지만, 균일한 물성의 세라믹 코팅 분리막을 제작하기 위해서는 증착 공정 중 온도를 제어해야 하며, 생산속도와 공정비용을 기존 슬러리 코팅 수준으로 떨어뜨려야 하는 현실적 문제가 존재한다. 그럼에도 불구하고, 분리막 원단 대비 두께 및 무게 증가가 거의 없다는 점에서는 전지의 고에너지밀도 달성에 필요한 매력적인 접근법임은 분명하다. 본 총설에서는 세라믹 증착 코팅에 사용되고 있는 세 가지 방법인 1) 화학적 기상 증착법, 2) 원자층 증착법, 그리고 3) 물리적 기상 증착법으로 제조된 세라믹 코팅 분리막을 소개하고자 한다. 각 증착법의 원리와 장/단점을 설명하고, 제조된 세라믹 코팅 분리막의 물리적, 전기화학적 특성 및 전지의 성능 변화를 비교 분석하였다. 또한, 소재 관점에서 금속 또는 유기물질이 코팅된 초박막 코팅 분리막의 기술 동향도 소개하였다.

• 한국결정성장학회지
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• 제20권4호
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• pp.159-163
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• 2010

스컬용융법으로 큐빅지르코니아(YSZ) 단결정들($ZrO_2:Y_2O_3:Co_3O_4:CeO_2$=64:36:0.5:0~0.3mol%)을 성장시켜 $N_2$ 분위기 $1200^{\circ}C$에서 3시간 동안 열처리 하였다. 갈색의 단결정들은 각각 녹색 또는 청색으로 변화되었다. 열처리 전 후의 YSZ 단결정들은 직경 7, 두께 2 mm의 웨이퍼 또는 직경 12 mm의 라운드브릴리언트 컷으로 연마 하였다. 각 시편의 광학적 또는 구조적 특성은 UV-VIS 분광광도계와 XRD(X-ray diffraction)로 분석하였으며, $Ce^{3+}(^2F_{5/2},\;_{7/2}(4f){\rightarrow}^2T_g(5d^1))$, $Co^{2+}(^4A_2(^4F){\rightarrow}^4T_1(^4F)$ 또는 $^4T_1(^4P)$) 및 $Co^{3+}$에 의한 흡수, 이온화에너지 및 격자상수 변화를 확인하였다.