• 제목/요약/키워드: 전해물

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Cell Properties for SOFC Using Synthesized Powder of Electrolyte LSGM System and Cathode LSM System (LSGM 전해질과 LSM 양극의 합성분말을 이용한 SOFC 단위전지의 특성)

  • Lee, Mi-Jai;Nam, Jeong-Hee;Choi, Byung-Hyun
    • Journal of the Korean Ceramic Society
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    • 제39권4호
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    • pp.359-366
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    • 2002
  • The purpose of this study is to investigate the properties of LSGM electrolyte and LSM cathode. The unit cell based on the optimum conditions and processing for high performance was fabricated and measured. The single phase of $LaGaO_3$ was obtained on sintering at $1500^{\circ}$ for 6h with composition of $(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}와 (La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ and $(La_{0.85}Sr_{0.15})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$. The grain size of the sintered body was about $10∼30{\mu}m$ and electrical conductivity was 0.13 S/cm measured at $800^{\circ}$. The single phase of $LaMnO_3$ structure in $(La1-xSrx)MnO_3$ system was obtained at x=0∼0.2 and the particle size of the synthesized powder was about 40 nm. The unit cell was prepared by firing at $1200^{\circ}$ for 1h with $(La_{0.9}Sr_{0.1})MnO_3$ cathode and 0.9NiO-0.1YSZ anode screen-printed on surfaces of $(La_{0.8}Sr_{0.2})(Ga_{0.8}Mg_{0.2})O_{3-\delta}$ electrolyte. The grain size of the electrode was close to $1{\mu}m$ and the electrode had porous structure. The maximum power density of unit cell showed $0.3W/cm^2$ at $800^{\circ}$.

Performance Evaluation of Aqueous Organic Redox Flow Battery Using Methylene Blue and Vanadium Redox Couple (메틸렌블루와 바나듐을 활물질로 활용한 수계 유기 레독스 흐름 전지의 성능 평가)

  • Lee, Wonmi;Kwon, Yongchai
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.890-894
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    • 2018
  • In this study, methylene blue which is one of dye materials was introduced as active material for aqueous redox flow battery. The redox potential of methylene blue was shifted to negative direction as pH increased. The full-cell performance was evaluated by using methylene blue as the negative active material and vanadium as the positive active material with acid supporting electrolytes. The cell voltage of methylene $blue/V^{4+}$ is very low (0.45 V). In addition, the maximum solubility of methylene blue in water is only 0.12 M. Therefore, the cell test was performed with very low concentration (0.0015 M methylene blue, $0.15M\;V^{4+}$) at first time. Cut-off voltage range was 0 to 0.8 V and $1mA{\cdot}cm^{-2}$ current density was adopted during cycling. As a result, current efficiency (CE) was 99.67%, voltage efficiency (VE), 88.83% and energy efficiency (EE) was 85.87% and discharge capacity was ($0.0500Ah{\cdot}L^{-1}$) at 4 cycle. In addition, the cell test was performed with increased concentration (0.1 M methylene blue, $0.15M\;V^{4+}$) with $10mA{\cdot}cm^{-2}$ current density, leading to higher discharge capacity ($3.8122Ah{\cdot}L^{-1}$) with similar efficiency (CE=99%, VE=85%, EE=85% at 4 cycle).

Effects of Activator on Rubber Characteristics for Gasket to Lithium Ion Battery (리튬 이온 전지용 개스킷 고무 물성에 미치는 가교조제의 영향)

  • Kang, Dong-gug;Kim, Hye-young;Kang, Young-im;Hur, Byung-ki;Seo, Kwan-ho
    • Applied Chemistry for Engineering
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    • 제22권4호
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    • pp.395-399
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    • 2011
  • Material of the gasket for lithium ion battery requires the chemical resistance, the electrical insulting property, the compression set, the anti-contamination level and the low temperature resistance. We compounded ethylene propylene diene monomer (EPDM), which showed widely different solubility parameter index, with adjusting the amount of metal oxide as an activator. We did long-term test and compression set against an electrolyte with consideration for operating conditions in lithium-ion battery. In these tests, we checked the physical, chemical characteristics and the effect to lithium ion battery with different kinds of activators. In case of rubber with ZnO as an activator, through 1000 h depositing test in propylene carbonate which is one of representative solvents, we could get the satisfying characteristics and result. However, $Zn^{2+}$ had eluted in the ion elution test. So, ZnO should be limited in EPDM compound for the gasket material in lithium-ion battery.

Preparation of Dual-functionalized Polymeric Membrane Electrolyte and Ni, Co-based Nanowire/MOF Array on Carbon Cloth for High-performance Supercapacitor (이중 기능 고분자 전해질 막의 제조 및 탄소 섬유에 니켈, 코발트 기반의 나노와이어/MOF 배열을 통한 고성능 슈퍼커패시터 연구)

  • Hye Jeong Son;Bong Seok Kim;Ji Min Kwon;Yu Bin Kang;Chang Soo Lee
    • Membrane Journal
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    • 제33권4호
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    • pp.211-221
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    • 2023
  • This study presents a comprehensive study on the synthesis and characterization of PVI-PGMA/LiTFSI polymeric membrane electrolytes and CxNy-C flexible electrodes for energy storage applications. The dual-functional PVI-PGMA copolymer exhibited excellent ionic conductivity, with the PVI-PGMA73/LiTFSI200 membrane electrolyte achieving the highest conductivity of 1.0 × 10-3 S cm-1. The electrochemical performance of the CxNy-C electrodes was systematically investigated, with C3N2-C demonstrating superior performance, achieving the highest specific capacitance of 958 F g-1 and lowest charge transfer resistance (Rct) due to its highly interconnected hybrid structure comprising nanowires and polyhedrons, along with binary Co/Ni oxides, which provided abundant redox-active sites and facilitated ion diffusion. The presence of a graphitic carbon shell further contributed to the enhanced electrochemical stability during charge-discharge cycles. These results highlight the potential of PVI-PGMA/LiTFSI polymeric membrane electrolytes and CxNy-C electrodes for advanced energy storage devices, such as supercapacitors and lithium-ion batteries, paving the way for further advancements in sustainable and high-performance energy storage technologies.

A Study on Analysis of electrolyzed water properties with pH changes (pH 변화에 따른 전리수 분석에 관한 연구)

  • Kim, Baekma;Kim, Minjung;Kim, Wohyuk;Kim, Bongsuk;Ryoo, Kunkul
    • Clean Technology
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    • 제10권1호
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    • pp.47-51
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    • 2004
  • 현재 반도체 공정에서 사용되는 세정기술은 대부분이 1970년대 개발된 RCA 세정법인 과산화수소를 근간으로 하는 습식 세정으로, 표면의 입자를 제거하기 위한 SC-1 세정액은 강력한 산화제인 과산화수소에 의한 표면과 입자의 산화와 암모니아에 의한 표면의 에칭이 동시에 일어나 입자를 표면으로부터 분리시킨다. 금속 불순물을 제거하기 위한 SC-2 세정액은 염산과 과산화수소 혼합액을 사용하며 금속 불순물을 용해시켜 알칼리나 금속 이온을 형성하거나 용해 가능한 화합물을 형성시켜 제거한다. 또한 황산과 과산화수소를 혼합한 Piranha 세정액은 효과적인 유기물 제거제로서 웨이퍼에 오염된 유기물을 용해 가능한 화합물로 만들거나 과산화수소에 의해 형성되는 산화막내에 오염물을 포함시켜 불산 용액으로 산화막을 제거할 때 함께 제거된다. 최근 금속과 산화막을 동시에 제거하기 위해 희석시킨 불산에 과산화수소를 첨가한 세정공정이 사용되고 있으며 불산에 의해 표면의 산화막이 제거될 때 산화막내에 포함된 금속 불순물을 동시에 제거시킬 수 있다. 그러나 이와 같이 습식세정액 내에 공통적으로 포함되어 있는 과산화수소의 분해는 그만큼 가속화되어 사용되는 화학 약품의 양이 그만큼 증가하게 되고 조작하기 어려운 단점도 있다. 이를 해결하기 위해 환경친화적인 관점으로 화학약품의 사용을 최소화하는 등 RCA세정을 보완하는 연구가 계속 진행되고 있다. 본 연구에서는 RCA세정법을 환경적으로 대체할 수 있는 세정에 사용되는 전리수의 pH변화에 따른 전리수 분석을 하였다. 전리수의 제조를 위하여 전해질로는 NH4CI (HCI:H2O:NH4OH=1:1:1)를 사용하였다. pH 11 이상, ORP -700mV~-850mV인 환원수와 pH 3 이하, ORP 1000mV~1200mV인 산화수를 제조하였으며, 초순수를 첨가하여 pH 7.2와 ORP 351.1mV상태까지 조절하였다. 이렇게 만들어진 산화수와 환원수를 시간 변화와 pH 변화에 따라 Clean Room 안에서 FT-IR과 접촉각 측정기로 실험하였다. FT-IR분석에서 산화수는 pH가 높아질수록, 환원수는 낮아질수록 흡수율이 낮아졌다. 접촉각 실험에서는 산화수의 pH가 높아질수록 환원수의 pH가 낮아질수록 접촉각이 커짐을 확인하였다. 결론적으로 전리수를 이용하여 세정을 하면, 접촉성을 조절할 수 있어 반도체 세정을 가능하게 할 수 있으며, 환경친화적인 결과를 도출할 것으로 전망된다.

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Electrochemical Characteristics of Supercapacitor Based on Amorphous Ruthenium Oxide In Aqueous Acidic Medium (비정질 루테늄 산화물을 사용한 수계 Supercapacitor의 전기화학적 특성)

  • Choi, Sang-Jin;Doh, Chil-Hoon;Moon, Seong-In;Yun, Mun-Su;Yug, Gyeong-Chang;Kim, Sang-Gil
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • 제5권1호
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    • pp.21-26
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    • 2002
  • A supercapacitor was developed using an amorphous ruthenium oxide material. The electrode of supercapacitor was prepared using an amorphous ruthenium oxide, which was synthesized from ruthenium trichloide hydrate$(RuCl_3{\cdo5}xH_2O)$. Thin film of tantalum was used as a current collector because it had wide. potential window characteristics than titanium and 575304 materials. A supercapacitor was assembled with ruthenium oxide as an electrode active material and 4.8M sulfuric acid solution as an electrolyte. The specific capacitance of the electrode was tested by a cyclic voltammetry using a half cell. The maximum differential specific capacitances during the oxidative and the reductive scans were 710 and $645\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$, respectively. The average specific capacitance was $521\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$. The assembled supercapacitor was protonated to the potential level of 0.5V vs. SCE. Super-capacitor, which was adjusted to the appropriate protonation level, had the specific capacitance of $151\;F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$ based on the concept of full cell.

Effect of Carbon Dioxide in Fuel on the Performance of PEMFC (연료중의 이산화탄소 불순물에 의한 고분자전해질연료전지의 성능변화 연구)

  • Seo, Jung-Geun;Kwon, Jun-Taek;Kim, Jun-Bom
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • 제11권1호
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    • pp.42-46
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    • 2008
  • Even though fuel cell have high efficiency when pure hydrogen from gas tank is used as a fuel source, it is more beneficial to generate hydrogen from city gas (mainly methane) in residential application such as domestic or office environments. Thus hydrogen is generated by reforming process using hydrocarbon. Unfortunately, the reforming process for hydrogen production is accompanied with unavoidable impurities. Impurities such as CO, $CO_2$, $H_2S$, $NH_3$, $CH_4$, and $CH_4$ in hydrogen could cause negative effects on fuel cell performance. Those effects are kinetic losses due to poisoning of the electrode catalysts, ohmic losses due to proton conductivity reduction including membrane and catalyst ionomer layers, and mass transport losses due to degrading catalyst layer structure and hydrophobic property. Hydrogen produced from reformer eventually contains around 73% of $H_2$, 20% or less of $CO_2$, 5.8% of less of $N_2$, or 2% less of $CH_4$, and 10ppm or less of CO. This study is aimed at investigating the effect of carbon dioxide on fuel cell performance. The performance of PEM fuel cell was investigated using current vs. potential experiment, long run(10 hr) test, and electrochemical impedance measurement when the concentrations of carbon dioxide were 10%, 20% and 30%. Also, the concentration of impurity supplied to the fuel cell was verified by gas chromatography(GC).

Influence of Dissolved Gases on Crystal Structure of Electrodeposition Films Containing Calcium and Magnesium in Seawater (해수 중 칼슘 및 마그네슘을 포함한 전착 코팅막의 결정구조에 미치는 용해 기체의 영향)

  • Park, Jun-Mu;Seo, Beom-Deok;Lee, Seul-Gi;Kim, Gyeong-Pil;Gang, Jun;Mun, Gyeong-Man;Lee, Myeong-Hun
    • Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.116-116
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    • 2018
  • 부식은 재료와 사용 환경과의 상호작용에 의한 결과로서 일반적으로 두께의 감소와 균열의 발생 및 파손 등의 문제로 나타난다. 특히 사용환경 중에서 해수 분위기는 금속의 부식에 가장 유리한 조건이다. 따라서 해양환경 중 항만이나 조선 및 해양 산업 등에 많이 이용되는 강 구조물은 이에 대응하기 위하여 도장방식이나 음극방식을 사용하고 있다. 여기서 음극방식은 피방식체를 일정전위로 음극 분극하는 원리로써 외부전원을 인가하거나 비전위의 금속을 전기적으로 연결하여 방식하는 방법이다[1]. 한편, 해수 중에서 이와 같은 원리로 음극방식 할 경우에는 피방식체인 강재표면에 부분적으로 칼슘 또는 마그네슘 화합물 등의 생성물이 부착하는 현상을 볼 수 있게 된다. 이와 같이 수산화마그네슘($Mg(OH)_2$)및 탄산칼슘($CaCO_3$)을 주성분으로 하여 석출되는 석회질 피막(calcareous deposits)은 피방식체에 유입되는 음극방식 전류밀도를 감소시켜 주거나 물리적 장벽의 역할을 함으로써 외부의 산소와 물 등 부식환경으로부터 소지금속을 보호한다[2]. 그러나 석회질 피막은 소지금속과의 결합력, 막의 균일한 분포, 내식성 및 제작시간의 단축 등 해결해야 할 과제가 있다. 또한 여러 가지 환경 조건 등의 영향을 받아 그 피막의 형성 정도도 가늠하기 어렵기 때문에 음극방식 설계 시 그 정도에 따른 영향을 고려-반영하기가 곤란하다. 따라서 본 연구에서는 석출속도, 밀착성 및 내식특성을 향상시키기 위해 전착프로세스를 통해 해수 중 기체를 용해시켜 석회질 피막을 제작하고 막의 결정구조 제어 및 특성을 분석-평가하였다. 본 연구에 사용된 강 기판(Steel Substrate)은 일반구조용강(KS D 3503, SS400)을 사용하였으며, 외부전원은 정류기(Rectifier, xantrex, XDL 35-5T)를 사용하여 3 및 $5A/m^2$의 조건으로 인가하였다. 양극의 경우에는 해수에 녹아있는 이온 이외에 다른 성분들이 환원되는 것을 방지하기 위해 불용성 양극인 탄소봉(Carbon Rod)을 사용하였다. 이때 석출속도, 밀착성 및 내식특성 향상을 위해 해수에 주입한 기체의 양은 0.5 NL/min였으며, 기판 근처에 고정하여 음극 부근에서의 반응을 유도하였다. 각 조건별로 제작된 막의 표면 모폴로지, 조성원소 및 결정구조 분석을 실시하였으며, 석회질 피막의 밀착성과 내식특성을 평가하기 위해 규격에 따른 테이핑 테스트(Taping Test, ISO 2409)와 3 % NaCl 용액에서 전기화학적 양극 분극 시험을 진행하여 제작된 막의 내구성과 내식성을 분석-평가하였다. 시간에 따른 전착막의 외관관찰 결과 전류밀도의 증가와 함께 상대적으로 많은 피막이 형성되었고, 용해시킨 기체에 의해 더 치밀하고 두터운 피막이 형성됨을 확인할 수 있었다. 성분 및 결정구조 분석 결과 $Mg(OH)_2$ 성분의 Brucite 및 $CaCO_3$ 성분의 Calcite 및 Aragonite 구조를 확인하였으며, 용해시킨 기체의 영향으로 $CaCO_3$ 성분의 Aragonite 구조가 상대적으로 많이 검출되었다. 밀착성 및 내식성 평가를 실시한 결과 해수 중 용해시킨 기체에 의해 제작한 시편의 경우 견고하고 화학적 친화력이 높은 Aragonite 결정이 표면을 치밀하게 덮어 전해질로부터 산소와 물의 침입을 차단하는 역할을 하여 기체를 용해시키지 않은 3 및 $5A/m^2$ 보다 비교적 우수한 밀착성 및 내식 특성을 보이는 것으로 사료된다.

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Characteristics of Copper Vanadium Oxide$(Cu_{0.5}V_2O_5)$ Cathode for Thin Film Microbattery (구리-바나듐 산화물 박막의 양극 특성 및 전 고상 전지의 제작)

  • Lim Y. C.;Nam S. C.;Park H. Y.;Yoon Y. S.;Cho W. I.;CHo B. W.;Chun H. S.;Yun K. S.
    • Journal of the Korean Electrochemical Society
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    • 제3권4호
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    • pp.219-223
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    • 2000
  • All-solid state lithium rechargeable thin film batteries were fabricated with the configuration of$Cu_{0.5}V_2O_5/Lipon/Li$ using sequential thin film techniques. Copper vanadium oxide thin films and Lipon thin films were prepared by DC reactive dual source magnetron sputtering and RF magnetron sputtering, respectively. According to XRD analysis, we found out that copper vanadium oxide thin films were amorphous. The electrochemical behaviour of them was examined in half cell system using EC : DMC(1:1 in IM $LiPF_5$) liquid electrolyte. The ionic conductivity of Lipon thin film was $1.02\times10^{-6}S/cm$ at $25^{\circ}C$ and $Cu_{0.5}V_2O_5/Lipon/Li$ cell showed that the discharge capacity was about $50{\mu}Ah/cm^2{\mu}m$ beyond 500cyc1es.

Antioxidant Activity and Anti-hyperglycemic Activity of Medicinal Herbal Extracts According to Extraction Methods (약용식물의 추출방법에 따른 항산화 및 항당뇨 활성)

  • Jeong, Hyun-Jin;Lee, Sung-Gyu;Lee, Eun-Ju;Park, Woo-Dong;Kim, Jong-Boo;Kim, Hyun-Jeong
    • Korean Journal of Food Science and Technology
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    • 제42권5호
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    • pp.571-577
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    • 2010
  • Korean traditional medicinal herbs have been reported to possess antioxidant and anti-hyperglycemic activities. We tested the antioxidant and anti-hyperglycemic activities of 6 kinds of medicinal herbs: Angelica gigas N., Poria cocos, Mori radicis Cortex, Mori folium, Aralia elata Cortex, and Panax ginseng, prepared as hot water, ethanol, and sonication extracts. The antioxidant activities of the extracts were examined by performing total polyphenol, total flavonoid, and ${\alpha}$,${\alpha}$-diphenyl-${\beta}$-picrylhydrazyl (DPPH) assays. For M. folium, the ethanol extract showed the strongest effects in DPPH radical scavenging activity among the three extraction methods. In addition, sonication extracts of M. radicis Cortex and M. folium showed the highest inhibitory activities for ${\alpha}$-glucosidase among the different extracts. The ethanol extracts of M. folium had the highest inhibition effects against ${\alpha}$-amylase. A direct correlation between antioxidant and anti-hyperglycemic inhibition activity was found in the ethanol and sonication extracts. From the results, it is considered that these six medicinal herbal extracts have antioxidative, anti-hyperglycemic, and correlation effects based on different extraction methods.