• Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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• v.30 no.4
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• pp.409-414
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• 2008

Porous carbon electrode for electrosorption was prepared by a wet phase inversion method. Carbon slurry that was a mixture of activated carbon powder(ACP) and PVdF solution was cast directly upon a graphite sheet by means of a casting knife. Porous carbon electrodes were fabricated by immersing the cast film in pure water as a non solvent. Physical and electrochemical properties of carbon electrodes prepared with various ACP contents(50.0, 75.0, 83.3, 87.5, 90.0 wt %). From the SEM images we can verify that the electrode was porous. The average pore sizes determined for the electrodes fabricated with various ACP contents ranged from 72.7 to 86.4 nm and the size decreased as the ACP content increased. The electrochemical properties were characterized by cyclic voltammetry(CV) method. All of the voltammograms showed typical behavior of an electric double layer charging/discharging on the carbon surface. The capacitance increased with the ACP content and the values ranged from 2.18 F/cm$^2$ for 50 wt% ACP to 4.77 F/cm$^2$ for 90 wt% ACP.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2004.11a
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• pp.691-694
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• 2004

염료감응형 태양전지는 다공질 $TiO_2$ 전극막, 광감응형 염료, 전해질, 상대전극으로 구성된, 전기화학적 원리를 응용한 신형태양전지이다. 염료감응형 태양전지의 상대전극으로 주로 Pt가 사용되고 있는데 본 연구에서는 탄소나노튜브를 사용하여 상대전극으로서의 가능성을 조사하였다. 제조된 탄소나노튜브 상대전극은 cyclic voltammetry와 Impedance spectroscopy을 이용하여 전기화학적 특성을 측정하였다. 또한 탄소 나노튜브 상대 전극이 태양전지의 효율 및 그 특성에 미치는 영향을 알아보기 위하여 단위 셀 태양전지를 제조하여 단파장 하에서의 광전특성을 측정하고, 이를 바탕으로 탄소나노튜브의 상대전극으로서의 가능성을 제시하였다.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.27 no.4
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• pp.386-390
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• 2016

The surface of carbon nanotubes (CNTs) was modified by fluorination and applied to conductive materials to improve the energy efficiency of a capacitive desalination (CDI) electrode. CNTs were fluorinated at room temperature with a mixed gas of fluorine and nitrogen, and activated carbon based CDI electrodes were then prepared by adding 0-0.5 wt% of untreated CNTs or fluorinated CNTs with respect to the activated carbon. Fluorinated CNTs showed improved dispersibility in the electrode and also slurry as compared to untreated CNTs, which was confirmed by the zeta potential and scanning electron microscopy. Fluorinated CNTs added electrodes showed higher desalination efficiency but lower energy consumption than those of using untreated CNTs added electrodes. This was attributed to the decrease in the resistance of CDI electrodes due to the improved dispersibility of CNTs by fluorination.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.20 no.6
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• pp.700-704
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• 2009

The electrochemical properties of porous carbon electrodes as a function of their internal electrolyte concentration were investigated. Cyclic voltammetry, chronoamperometry, and impedance spectroscopic analysis were conducted for carbon electrodes equilibrated with 0.01, 0.05, 0.1, and 0.5 M KCl solution and covered with a cation-exchange membrane. The specific capacitance of the electrodes increased as the internal electrolyte concentration increased, due to a decrease in charging resistance. Experimental results indicated that the salt removal efficiency of the membrane capacitive deionization process could be enhanced by increasing the internal electrolyte concentration, even for an influent with a low salt concentration.

• Journal of the Korean Electrochemical Society
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• v.12 no.3
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• pp.287-294
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• 2009

Desalination effects of Capacitive deionization(CDI) process using activated carbon $TiO_2$ composite electrode. In this study, we made the activated carbon electrod and activated carbon $TiO_2$ composite electrode, which analysed at cyclic voltammetry and charge-discharge. The results measured for discharge capacitance in cyclic voltammetry were 125 F/g in activated carbon electrode and capacitance of activatd carbon composite electrode was increased about two time, 243 F/g. The $TiO_2$ content of activated carbon composite electrode was 10 wt.%. When it was added wtih TiO2, electric double layer adsorption content was increased, so it was increased 25% in ion removal ratio of activated carbon electrode.

• Applied Chemistry for Engineering
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• v.19 no.2
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• pp.185-190
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• 2008

In order to increase the surface area of electrodes for electrosorption, porous carbon electrodes were fabricated by a wet phase inversion method. A carbon slurry consisting of a mixture of activated carbon powder (ACP), polyvinylidene fluoride (PVdF), and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) as a solvent was cast directly on a graphite sheet. The cast film was then immersed in pure water for phase inversion. The physical and electrochemical properties of the electrodes were investigated using scanning electron microscopy (SEM), porosimetry, and cyclic voltammetry. The SEM images verified that the pores of various sizes were formed uniformly on the electrode surface. The average pore sizes determined for the electrodes fabricated with various NMP contents ranged from 64.2 to 82.4 nm and the size increased as the NMP content increased. All of the voltammograms showed a typical behavior of charging and discharging characteristic at the electric double layer. The electrical capacitance ranged from 3.88 to $5.87F/cm^2$ depending on the NMP contents, and the electrical capacitance increased as the solvent content decreased. The experimental results showed that the solvent content is an important variable controlling pore size and ultimately the capacitance of the electrode.

• Journal of the Korean Chemical Society
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• v.37 no.8
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• pp.744-752
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• 1993

Electrochemical reduction of thionyl chloride has been carried out at glassy carbon and microelectrode that modified by macrocyclic compounds. The catalyst molecules of macrocyclic compounds were adsorbed on the electrode surface and reduced thionyl chloride resulting in a generation of oxidized catalyst molecules. The concentration of catalysts and electrode immersion time were found to affect the catalyst performance strongly. Significant improvements in cell performance have been noted in terms of both exchange rate constants of up to 10 times and power densities of up to 220% at glassy carbon electrode. The diffusion coefficients obtained at carbon microelectrode were slightly different from that determined at glassy carbon electrode.

• Korean Journal of Materials Research
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• v.7 no.11
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• pp.991-998
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• 1997

중성과 산성의 전해질내에서 여러 탄소전극의 전기화학적 특성과 전극재료의 중요함수인 이중층 축전용량에 대하여 조사 하였다. 이를 위해 임피던스 스펙트로스코피를 이용하였으며, 0.5M $K_{2}$SO$_{4}$용액과 0.1M H$_{2}$SO$_{4}$용액내에서 electrographite와 박판상 흑연의 경우 이중층 축전용량은 다른 두 전극재료에 비하여 높게 나타났으며, 0.1M H$_{2}$SO$_{4}$용액에서 탄소재료의 전하이동저항 R$_{1}$은 유리상 탄소와 PVDF graphite의 경우 140 ㏀과 31.9㏀로 나타났으며 electropraphite와 박판상 흑연의 경우 2.0㏀과 5.7㏀의 적은 값을 나타냈다. 이는 재료의 표면이나 내부의 기공에 의해 생기는 커다란 비 표면적 때문이며, 이것에 의해 재료의 상경계에서 측정된 임피던스량은 저주파영역에서 낮게 나타났다. 특히 electrographite는 전극계면에서 흡착의 영향이 현저하게 나타났으며, 4종류 전극재료의 전기화학적 특성과 이중층 축전용량은 전극표면 조직에 의해 차이가 나타났다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2005.07c
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• pp.2007-2009
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• 2005

염료감응형 태양전지에 대한 연구 분야에서 다공질 산화물 전극이나 염료 및 전해질 연구에 비해, 상대전극에 대한 연구는 상대적으로 미비한 상태이다. 또한 일반적으로 사용되고 있는 고가의 백금 상대전극을 대체하면서도 촉매 특성이 우수한 새로운 상대전극에 대한 연구의 필요성이 요구된다. 본 연구에서는 우수한 신소재로서 높은 전기전도도 및 전자방출 특성 그리고 높은 표면적을 지니고 있어 전자기기 분야의 다방면에 이용되고 있으며, 최근 대량생산 기술의 개발에 따라 가격이 급격히 하락하고 있는 다중벽 탄소나노튜브(MWCNT)을 이용하여 상대전극을 제조하였다. 이 탄소나노튜브 상대전극을 이용하여 단위 셀을 만들고, 유사 태양광 하에서의 전지의 광전 특성을 측정하였다. 이를 바탕으로 탄소나노튜브 상대전극이 염료감응형 태양전지의 특성 및 수명 안정화에 미치는 영향을 백금 상대전극의 광전 특성과 비교하여 탄소나노튜브의 상대전극으로써의 가능성을 제시하였다.

• Proceedings of the Korean Institute of Electrical and Electronic Material Engineers Conference
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• 2007.06a
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• pp.497-497
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• 2007

활성탄소를 양쪽 전극에 사용하는 전기이중층 커패시터는 고출력 특성과 반영구적인 cycle 수명인 장점을 가지고 있는 반면, 단위 중랑 또는 부피 당 용량이 작아 메모리 백업용 보조전원으로서의 활용에 그치고 있다. 이를 보완하기 위하여 최근에는 앙쪽의 전극에 충방전 메카니즘을 달리하는 비대칭 전극 설계기술을 기반으로 하는 하이브리드 커패시터가 개발되었고, 에너지밀도로서는 유기계 전해액에서 약 15-20 Wh/kg를 가지는 것으로 보고되고 있다. 본 연구메서는 양극의 활성탄소에 비용량이 상대적으로 큰 LiCo02 분말을 혼합한 하이브리드 전극의 제조 및 전기화학적 특성을 조사하였다. 이때 $LiCoO_2$ 분말의 혼합 종량비의 영향에 의한 전극 부피 당 용량(mAh/cc)의 변화와 $LiCoO_2$ 분말의 입자 크기에 의한 하이브리드 전극의 출력 특성을 조사하였다. $LiCoO_2$ 분말은 불밀을 이용하여 입자크기를 조절하였고, 각각의 입자크기를 가지는 LiCoO2 분말을 활성탄소와 함께 혼합하여 혼합 활물질 : Carbon black : PTFE의 중량비가 90 : 5 : 5가 되도록 sheet 전극을 제조하였다. 제조한 전극을 양극에, Li foil을 음극에, 전해액을 LiPF6 in EC DMC를 사용하여 코인셀을 제조하고 전기화학적 특성은 MACCOR 충방전기를, AC 저항은 AC impedance를 각각 사용하여 평가하였다. 활성탄소에 $LiCoO_2$ 분말의 첨가 중량비가 증가할수록 전극 부피 당 용량은 증가하였으나, 원료 상태의 $LiCoO_2$ 분말의 첨가에서는 코인셀의 전극 저항은 첨가 중량에 따라 단순 증가하였다. 그러나 미세 $LiCoO_2$ 분말을 첨가할 경우, 20%의 첨가에서 전극 저항은 활성탄소 만을 사용한 전극과 동등한 전극저항을 나타내고 충방전 cycle 특성도 개선되는 것을 확인하였다.