• 한국응용과학기술학회지
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• 제37권6호
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• pp.1591-1596
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• 2020

고분자를 기반으로 하는 고체전해질은 용이한 가공성, 재료의 유연성뿐만 아니라 배터리, 슈퍼커패시터를 포함하는 이차전지 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로서, 기존 전해질의 낮은 이온전도도 및 전기화학적 안정성을 향상시키기 위하여 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 이온전도성, 넓은 전기화학 안정성, 열적 안정성을 활용한 고분자 전해질은 다양한 전자소자에 활용되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이온성 액체의 종류와 비율의 최적화를 통하여 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 전기화학적 성능을 분석하여 이차전지를 포함한 다양한 전자 소자에 응용이 가능한 이온성 액체 기반의 전해질을 개발하고자 하였다. 이온성 액체의 비율을 최적화를 통하여 제조된 고분자 기반 고체 전해질의 이온 전도도는 1.46-2 S/cm로 확인되었다. 이온전도도가 향상된 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질은 다양한 이차전지에 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 폴리머
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• 제32권1호
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• pp.85-89
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• 2008

이온성 액체인 N-methoxymethyl-N-methylpyrrolidium bis(trifluoro-methansulfonyl)imide (MPSI)를 첨가제로 함유하는 acrylate 계열의 단량체를 다관능기형 acrylate 가교제와 함께 carbonate 용매에서 중합, 겔형의 고분자 전해질을 합성하였다. 고분자 전해질의 이온전도성은 고분자의 함량, 가교제의 종류, 이온성 액체의 함량에 따라 측정되었으며, 인장강도를 조사하여 고분자 및 이온성 액체의 함량이 기계적 물성에 미치는 영향을 파악하였다. 그 결과 성분의 최적화는 고분자 함량 15 wt%, 이온성액체 30 wt% 그리고 5 wt%의 가교제를 함유한 겔 전해액으로 달성되었고, 0.5 MPa의 기계적 물성과 0.8 mS/cm의 우수한 상온 이온 전도도를 나타내었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권4호
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• pp.1253-1258
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• 2019

고분자를 기반으로 하는 고체 전해질은 수퍼커패시터, 배터리, 센서, 액추에이터 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로써, 기존 고분자 전해질의 낮은 이온전도도를 향상시키기 위해서 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 전기적 특성 및 전기화학적, 열적 안정성과 고분자의 우수한 기계적인 강도를 활용한 젤 상태의 고체 전해질인 이온젤은 차세대 웨어러블 및 플렉시블 전자소자에 응용되어 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 특성을 분석하여 탄소나노복합체 기반의 전극에 적용하여 다양한 전자소자에 응용이 가능한 이온전도도 및 안정성이 향상된 이온성 액체 기반의 고체 전해질을 개발하고자 한다. 제조된 고체전해질은 전기화학적 임피던스법을 이용하여 이온 전도도를 측정하여 보았으며 이온성 액체를 첨가하여 제조한 고체전해질의 이온 전도도가 1.26 × 10^-1 S/cm 로 확인되었다. 또한 제조된 고체 전해질을 이용하여 전고체형 수퍼커패시터를 제조하여 전기화학적 특성을 비교하여 보았으며, 수퍼커패시터의 전기화학적 특성 역시 이온성 액체를 첨가하여 제조된 고체 전해질을 사용하였을 때 향상된 전기화학적 특성을 나타내었다.

• 공업화학전망
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• 제23권1호
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• pp.30-41
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• 2020

최근 전기차, 신재생에너지 등장 등으로 중대형 이차전지 시장이 확대되면서, 리튬 이온 배터리 안전성 이슈 관련 고안전성 전해액 소재에 대한 관심이 높아졌다. 다양한 고안전성 전해액 시스템 중, 상온 이온성 액체는 비발화성, 낮은 증기압 특성으로 많은 관심을 받고 있다. 뛰어난 물리적 특성에도 불구하고 리튬 이온 배터리의 전해액으로 사용되기 위해서는 전도도 및 전기화학 안전성, 전극 계면 거동이 전기화학 성능을 얻는데 만족되어야 한다. 많은 종류의 상온 이온성 액체들이 분자 구조 설계 및 양극/음극 전해액 사용, 전지 내 부품 안전성 확보 등의 다양한 접근 방법들로 연구가 진행되어 왔다. 향후 지속적인 전지 안전성의 이슈에 대한 중요성 증대로 상온 이온성 액체에 대한 연구 역시 더 활발해질 것으로 기대되며, 본 기고문에서는 다양한 상온 이온성 액체들이 전지 시스템에 적용된 연구동향에 대해서 정리하고 소개하고자 한다.

• KSBB Journal
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• 제20권3호
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• pp.183-191
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• 2005

현재 석유화학 및 화학분야에서 이온성 액체를 이용한 많은 연구가 이뤄지고 있다. 휘발성 유기용매의 대체 물질로서 각광을 받고 있는 이온성 액체는 최대 250억불 이상의 시장을 형성할 것으로 기대된다 위에서 말한 바와 같이 생물공학 분야에서도 이온성 액체를 이용한 연구가 시작되어 용매로 사용하는 방법, 분리매개체로서 사용하는 방법 등 다양하게 이용되고 있다. 이러한 이온성 액체는 효소의 활성, 안정성을 증대시킬 뿐 아니라, 분리 과정도 손쉽게 실현할 수 있다. 또한 환경적 측면과, 경제적인 측면을 고려하여 청정용매로 널리 사용 할 수 있을 것이다. 앞에서 말한 바와 같이 생물공학에서 이온성 액체의 응용 가능성은 무한하다 볼 수 있다. 또한, 나노공학과 생물공학을 접목하는 분야에서도 널리 이온성 액체가 쓰일 수 있을 것이다. 유럽과 미국에서는 주로 청정용매로서의 응용에 대한 연구를, 일본에서는 주로 이온 전도성 재료로서의 응용에 대한 연구를 활발히 하고 있다. 이러한 전 세계적인 연구의 활성화에 비하여 국내 상황은 대학 및 연구소에서 산발적으로 연구가 진행되고 있는 수준이다. 이에 국내에서도 이에 대한 관심과 더불어 정부 및 기업체, 대학 및 연구소에 의한 컨소시엄을 형성하여 보다 체계적인 연구지원이 이뤄져야 할 것이다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2014년도 제46회 동계 정기학술대회 초록집
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• pp.202.1-202.1
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• 2014

최근 대용량 에너지 저장장치로 사용하고자 하는 리튬-공기전지는 리튬 음극과 액체 전해질 사이의 화학적 불안정성이 문제가 되고 있다. 또한 리튬이온전지는 액체전해질의 사용으로 인해 폭발 등의 안정성 문제가 대두되고 있는 실정이다. 때문에 리튬-공기전지에서 리튬 음극을 액체 전해질로부터 보호할 수 있으며, 리튬이온전지의 액체전해질과 대체하였을 때 전극과도 안정한 고체전해질의 연구가 필요하다. 고체전해질은 구조적으로 crystalline, glassy, 폴리머로 나눌 수 있는데, 이 중 crystalline 구조의 고체전해질은 glassy 및 폴리머 고체전해질에 비해 상온에서 비교적 이온전도도가 높다고 알려져 있다 [1]. 그러나 이온전도도가 높은 황화물 및 질화물 고체전해질은 수분에 민감한 반면 [2,3], 산화물 계열의 물질은 안정할 것으로 예상된다. 본 연구에서는 이온전도도가 높은 산화물인 lithium lanthanum titanate ($Li_{0.5}La_{0.5}TiO_3$, LLTO)를 고체전해질로 선정하여 다양한 환경에서 화학적 안정성에 관해 연구하였다. LLTO와 각종 용액과의 화학적 안정성을 살펴보기 위해 고체전해질을 DI water, 1 M $LiPF_6$ Ethylene Carbonate (EC)-Dimethyl Carbonate (DMC) (50:50 vol.%), 0.57 M LiOH (pH=13), 0.1 M HCl (pH=1)에 immersion하고 무게, 표면형상, 상(phase), 이온전도도 등의 변화를 관찰하였다. 또한 LLTO와 전극간의 반응성을 알아보기 위해 LLTO 분말과 음극물질인 $Li_4Ti_5O_{12}$ 및 양극물질인 $LiCoO_2$ 분말을 혼합한 후 $300^{\circ}C{\sim}700^{\circ}C$의 온도범위에서 열처리하여 반응을 가속화 한 후 상변화 현상을 살펴보았다.

• 전기화학회지
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• 제13권3호
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• pp.181-185
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• 2010

전도성 고분자로 널리 알려진 폴리아닐린과 액체전해질의 핵심 재료인 이온성 액체와의 복합체를 형성시키고 이들의 물리적, 전기화학적인 특성을 조사되었다. 이미다졸늄 이온성 액체 (1-methyl-3-propylimidazolium iodide, PMI-I)에 비전도성 폴리아닐린 (Emeraldine Base)을 30 wt%이상 첨가하였을 때 준고형화 현상이 나타났고, 이온성 액체의 이미다졸늄 양이온의 방향족 고리와 폴리아닐린의 벤족기와의 ${\pi}-{\pi}$ 자기상호조립에 의한 약한 도핑작용을 통해 섬유상 구조를 나타내었으며, 전도도의 변화율은 80%이상 유지하였다.

• 공업화학
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• 제16권5호
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• pp.595-602
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• 2005

이온성 액체는 $100^{\circ}C$ 이하에서 액체로 존재하는 이온성 염으로 낮은 휘발성, 비가연성, 높은 온도에서의 액체상 안정성, 유기물과 무기물에 대한 높은 용매화 능력, 높은 전기 전도성 등 독특한 화학적, 물리적, 전기적 특성을 갖고 있어 신 개념의 매체로 주목받고 있다. 특히, 이용 목적에 따라 양이온과 음이온을 다양하게 조합하여 그 특성을 변화시킬 수 있어서 디자이너 용매(designer solvent)라고도 불린다. 이온성 액체는 기존 화학산업을 비롯한 에너지, 재료, 전자 등 광범위한 산업분야에서 필수적으로 사용되는 휘발성 유기용매를 대체하여 환경유해물질의 배출을 원천적으로 방지하면서 반응선택성과 반응성을 향상시킬 수 있는 green media로 기대되고 있다. 본 총설에서는 이온성 액체의 구조, 특성, 응용분야와 연구동향에 대해 기술하였다.

• 한국전기화학회:학술대회논문집
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• 한국전기화학회 2005년도 춘계총회 및 학술발표회
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• pp.54-54
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• 2005

• 한국진공학회지
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• 제3권2호
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• pp.158-165
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• 1994

액체금속 이온 소오스의 모양에 대한 개선된 원추 모델을 제시하였다. 이 모델에서는 전도성 유 체의 테일러 원추를 0차 모양으로 하고 원추에서 벗어난 변형을 전자유체 역학적으로 취급하였다. 외부 의 전기적 스트레스 때문에 원추정점에서 일어나는 돌출을 오직 ra인 영역에서는 변형 이 없다는 것으로 정의되는 값이다. 이 가정에 의하여 각변형ζ는 다음같은 형태를 가졌다: r$\varepsilon$(t)이고 r>adlsrudn는 ζ=(a/r)$\varepsilon$이다. 여기서 지수 s는 변형의 모양을 나타내는 값이다. 이것을 모양방정식에 대입하여 계산한 결과 모양의 불안정되는 전위값은 Vc(r, h)=V0(h) V1은 1차의 표 면이 불안정되는 전위값으로 이온방출을 일어나는데 필요한 여분 값이다. 이렇게 얻어진 이온방출의 임 계전위 Vc는 실험치와 부합되는 값이었다. 더욱 중요한 것은 위의 Vc 형태가 국지불안정을 설명하여 주었다. 또한 외부에서 걸어준 전위가 임계전위값을 넘을 때 각변형 ζ>0이고 )