• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.1
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• pp.9-14
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• 2023

In this work, we developed a Nafion polymer-coated impedance sensor with two gold electrode configurations to measure the ion concentration in solution samples. The gold electrodes were fabricated through the sputtering process, followed by surface modification using Nafion polymer. The resulting sensors enable the prevention of the polarization phenomenon on the electrode surface, resulting in stable measurement of electrochemical signals. Spectroscopy and scanning electron microscopy measurements revealed that the thin film of Nafion was coated uniformly onto the surface of the gold electrode. The Nafion-coated sensor exhibited more stable impedance signals than the conventional gold electrode. It showed a highly reliable calibration curve (R² = 0.983) of the impedance sensor using a standard sodium chloride solution. In addition, a comparison experiment between the impedance sensor and a commercial conductivity sensor was performed to measure the ion concentration of artificial tears, showing similar results for the two sensors.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.4 no.1
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• pp.26-33
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• 2001

This article involves the application of the fractal geometry to interfacial electrochemistry. Especially, we gave our attention to impedance behaviour of the fractal electrode. First, this article briefly explained the constant phase element (CPE) in electrochemical impedance and the do Levie's transmission line model. Second, we introduced the Nyikos and Pajkossy's theoretical works to approach the CPE phenomena using the fractal geometry. Finally this article presented other various fractal models for analysing the ac response of the rough electrodes.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2013.11a
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• pp.198-199
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• 2013

본 논문에서는 리튬공기(Li-Air) 배터리를 소개하고 전기화학적 특성분석을 간단히 진행하였다. 우선, 리튬공기 배터리의 동작원리를 소개하고 기존 리튬이온(Li-Ion) 배터리와의 차이점을 제시하였다. 각 만방전압에 따른 배터리의 전기화학적 특성분석을 위해 방전용량 및 임피던스 특성커브를 분석하였다. 더불어, 향후 State-of-charge(SOC) 추정을 위한 데이터를 위해 Open-circuit voltage(OCV) 및 실제 충방전 전류 프로파일에 따른 충방전 전압을 분석하였다.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.58 no.5
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• pp.437-444
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• 2014

The electrochemical corrosion and passivation of Co-RDE in borate buffer solution was studied by Potentiodynamic and electrochemical impedance spectroscopy. The mechanisms of both the active dissolution and passivation of cobalt and the hydrogen evolution in reduction reaction were hypothetically established while utilizing the Tafel slope, the rotation speed of Co-RDE, impedance data and the pH dependence of corrosion potential. Based on the EIS data, an equivalent circuit was suggested. In addition, the electrochemical parameters for specific anodic dissolution regions were carefully measured. An induction loop in Nyquist plot measured at the open-circuit potential was observed in the low frequency, and this could be attributed to the adsorption-desorption behavior in the corrosion process.

• Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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• 2014.11a
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• pp.61-62
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• 2014

To evaluate anti-corrosion performance of high-frequency arc metal spray film in accordance with metal type and epoxy sealing coat application status, electrochemical impedance spectroscopy(EIS) method was conducted in this study. As a result, in case of applying Al-Mg alloy metal spray film, it showed the best polarization resistance. In case of applying epoxy sealing coat, it showed increased polarization resistance of arc metal spray film. Through this experiment, it is judged that Al-Mg alloy arc metal spray film with epoxy sealing coat can increase the biggest anti-corrosion performance of high-frequency arc metal spray film on steel.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2015.05a
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• pp.174-174
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• 2015

아연 도금 강판은 우수한 내식성으로 인해 널리 사용되고 있지만 최근 아연의 자원 고갈 및 지속적인 가격 상승문제로 인해 아연의 사용량을 줄이기 위한 연구 들이 진행 중이다. 최근 마그네슘이 첨가 된 아연 박막이 기존 아연 도금 강판에 비해 우수한 내식성을 갖는 결과들이 보고 된 바 있다. 본 연구에서는 비대칭 마그네트론 스퍼터링 방식을 활용해 합성된 Zn-Mg 박막을 전기화학적 임피던스 분광법 (EIS)을 통해 침지시간에 따른 전하이동저항의 변화를 분석하였다. EIS와 XRD 분석 결과에서 Zn-Mg 박막이 부식되면서 형성되는 안정한 simonkolleite 상이 전하이동저항의 증가에 큰 영향을 미치는 것으로 판단된다.

• Proceedings of the KIPE Conference
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• 2020.08a
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• pp.212-214
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• 2020

리튬이온 배터리를 고온의 환경에서 장시간 운용함에 따라 배터리 내부 물질의 변형 및 특성 변화가 발생하여 안전성의 문제가 발생하게 된다. 배터리의 안전성을 향상하기 위해 배터리의 고장 및 이상 상태를 진단 및 탐지하는 기법들의 연구가 진행되고 있다. 본 논문에서는 배터리의 이상 상황을 모사하기 위해 열폭주의 한 가지 방법인 고온의 환경에서 배터리의 특성 변화를 전기화학적 임피던스 분광법을 통해 분석하였으며, 등가회로 모델의 특성 인자를 활용하여 이상 상황을 탐지할 수 있는 이동 평균 추세선 기반의 이상 탐지 기법을 제안하며, 열폭주가 발생한 데이터를 통해 이상 탐지 기법을 검증한다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2007.11a
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• pp.213-216
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• 2007

PEMFC의 전기화학적 반응은 촉매, 이오노머, 기공이 만나는 삼상계면에서만 일어나므로, 전극 구조의 최적화가 성능 향상 및 장기안정성 확보에 있어 매우 중요하다. 본 연구에서는 전극 미세구조를 실시간으로 분석하기 위해 임피던스 복소캐패시턴스법을 도입하고자 하였다. 즉, PEMFC의 양극에 질소를 공급하면 0.4 V 부근에서 전기이중층 형성 반응만이 일어나는 것을 확인하였으며, 이때 음극에는 수소를 공급하여 기준전극 및 반대전극으로 사용하였다. 측정된 임피던스를 복소캐패시턴스로 변환하고 허수부를 주파수에 대해 도시하면 피크 형태의 곡선이 얻어지는데, (1) 피크 면적은 전극/전해질의 계면면적, (2) 피크 위치는 이오노머 네트워크에 의한 수소이온 전도 특성, (3) 피크 폭은 다공성 구조의 균일도를 각각 나타내므로, 피팅 없이 직접적인 해석이 가능하다는 장점을 가진다. 반면, 기존의 Nyquist 도시법은 피팅에 의한 분석이 필요하며, 전극층의 불균일한 구조로 인해 단순한 등가회로 구성이 어려운 문제점을 가진다. 최종적으로, MEA 제작 조건 및 운전 조건을 변수로 하여 임피던스를 측정하고 복소캐패시턴스 분석을 수행하여, 퇴화 경로를 규명하고 운전 조건을 최적화하고자 하였다.

• The Transactions of the Korean Institute of Power Electronics
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• v.13 no.1
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• pp.46-54
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• 2008

In this paper, a low-cost impedance spectroscopy system(LCISS) suitable for modeling the electrochemical power sources such as fuel cells, batteries and supercapacitors is designed and implemented. Since the developed LCISS is composed of simple sensor circuits, commercial data acquisition board and LabVIEW software, a graphic language with powerful HMI(Human-Machine Interface), it is expected ta be widely used in substitution of the expensive EIS instruments. In the proposed system, the digital lock-in amplifier is adopted to achieve the accurate measurements even in the presence of the high level of noises. The developed hardware and software is applied to measure the impedance spectrum of the Ballard Nexa 1.2kW proton exchange membrane fuel cell stack and an equivalent impedance model is proposed based on the measurement results. The validity of the proposed equivalent circuit and the developed system is proven by the measurement of the ac power losses of the PEM fuel celt stack by the ripple current.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.13 no.4
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• pp.223-234
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• 2010

In this review, the theory and applications of the complex capacitance analysis, which can be utilized in analyzing capacitor-like electrochemical systems, were summarized. Theoretically, it was suggested that the imaginary capacitance plots (Cim vs. log f) can provide a simple way to analyze electrochemical characteristics of capacitive systems, without complicated mathematical calculations. The usefulness of the complex capacitance analysis has been demonstrated by applying it to analyze EDLC characteristics of practical porous carbon electrodes, ionic conductivities inside small pores, and ionic resistances in the catalyst layers of polymer electrolyte membrane fuel cells.