• 제목/요약/키워드: 탄소전극

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슈퍼 커패시터용 전극을 위한 Polyvinylidene chloride(PVDC)-resin과 Mg(OH)2 템플릿으로부터 메조기공 탄소의 제조 (Fabrication of Mesoporous Carbon from Polyvinylidene Chloride(PVDC)-resin Precursor with Mg(OH)2 Template for Supercapacitor Electrode)

  • 황버들;전상은
    • 한국표면공학회지
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    • 제52권6호
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    • pp.326-333
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    • 2019
  • The microporous carbon derived from PVDC-resin by a simple heat-treatment under an inert atmosphere exhibits a reasonable specific capacitance for a supercapacitor's electrode. However, the capacitance was rapidly decreased at high charge/discharge rate. The micropores present in an electrode surface hinder the entrance of an electrolyte ion onto the entire surface. To induce the meso-sized pores during the carbonization of PVDC-resin, Mg(OH)2 was utilized as a hard template. The porous carbon made from the mixture of PVD-Cresin and Mg(OH)2 include mesopores as well as micropores. The induced mesopores does not homogeneously distributed on the entire surface of the synthesized carbon. The PVDC-resin and Mg(OH)2 are dissolved in the dimethylformamide for the hard template to evolve the pores on the synthesized carbon uniformly. The carbon made from PVDC-resin with solvent and a hard template contains mostly mesopores resulting in the high power performance. The reduced amount of solvent in the precursor derives the carbon with high specific surface area and high power density.

탄소혼합물 접지전극의 접지임피던스의 특성 (Characteristics of Grounding Impedances of Carbon Compound Grounding Electrodes)

  • 이강수;이복희
    • 조명전기설비학회논문지
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    • 제25권5호
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    • pp.54-60
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    • 2011
  • This paper presents characteristics of frequency-dependent grounding impedance and transient grounding impedance for the carbon compound grounding electrode used in the installation of computerized electronic equipment and lightning protection system. The frequency-dependent grounding impedances were measured by applying sinusoidal currents in the frequency range from 100 [Hz] to 10[MHz], and the transient grounding impedances were examined by subjecting the impulse current with the front-time between 1~80[${\mu}s$]. As a result, the ground resistance of the carbon compound grounding electrode is less than that of another type grounding electrodes. The transient grounding impedance is relatively low and the conventional grounding impedance is rather lower than the ground resistance. The frequency-dependent grounding impedance of the carbon compound grounding electrode is capacitive and the grounding impedance is decreased with increasing the frequency of injected currents. Therefore in the case that the carbon compound grounding electrode is jointly used with large-scaled grounding electrodes, it is possible to reduce the high frequency grounding impedance of the integrated grounding electrode system.

용액코팅된 탄소나노튜브 전극의 광전기적 성질 (Opto-electrical properties of solution based carbon nanotube electrode)

  • 우종석;김선영;한중탁;이건웅
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2007년도 하계학술대회 논문집 Vol.8
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    • pp.394-394
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    • 2007
  • Transparent conductive films can serve as a critical component in displays, solar cells, lasers, optical communication devices, and solid state lighting. Carbon nanotube (CNT) based transparent conductive films are fabricated on glass and polymer substrates. CNTs typically exist in form of quasi-crystalline bundles or highly entangled bundles containing tens of individual nanotubes. To achieve full potential, CNTs must be dispersed in a solvent or other organic media. CNTs are acid treated with nitric acid then the stable dispersion of CNTs in polar solvent such as alcohols, DMF, etc. is achieved by sonication. The solubility of CNTs correlates well with the area ratio of the D and G bands from Raman spectrum. Thin films are formed from well dispersed CNT solutions using spray coating method. CNT thin films exhibit a sheet resistance ($R_s$) of nearby $10^3\;{\Omega}/sq$ with a transmittance of around 80% on the visible light range, which is attributed by excellent dispersion and interaction among CNTs, solvents and polymeric binders.

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A Comparative Study on Silicon Dioxide Thin Films Prepared by Tetra-Ethoxysilane and Tetra-Iso-Propoxysilane

  • 임철현;이석호
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제45회 하계 정기학술대회 초록집
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    • pp.214.1-214.1
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    • 2013
  • Tetra-ethoxysilane (TEOS)은 일반적으로 저온 게이트 산화막의 원료 널리 이용되고 있으나 as-deposited 상태에서는 필수적으로 생성된 높은 계면밀도와 고정전하를 제거하기 위하여 수소계면처리, forming gas annealing 등 후처리 공정을 필수적으로 거처야만 한다. 즉 후처리 공정 없이도 일정수준의 계면밀도와 고정전하를 갖을 수 있는 출발물질이 제안되면 산업적 의미를 갖을 것이다. 본 연구에서는 TEOS를 대체할 수 있는 후보재료로써 Tetra-iso-propoxysilane (T-iso-POS)을 제안하였다. T-iso-POS는 iso 구조의 3차원적 특수 구조를 가지므로 더 쉽게 분해 될 수 있어 탄소의 결합을 억제 할 수 있다고 사료된다. 용량 결합형 PECVD (13.56 MHz) 장비를 이용하여 RCA 세정을 실시 한 p-Si (100) 기판위에 TEOS 혹은 T-iso-POS (2 sccm)와 O2를 도입(50 sccm), 플라즈마 전원(20~100 W), 압력(0.1~0.5 torr), 온도 ($170{\sim}400^{\circ}C$), 전극 간 거리 (1~4.5cm)의 조건 하에서 증착하였다. 얻어진 각각의 SiO2 막에 대해, 성장 속도, 2% BHF 용액보다 에칭 속도, IV 특성과 C-V 특성, FT-IR에 의해 화학구조 평가를 실시했다. T-iso-POS원료로 사용하여 TEOS보다 낮은 약 $200^{\circ}C$에서 증착 된 산화막에서 후 처리 없이도 10 MV/cm 이상의 절연 파괴 특성을 나타내는 우수한 게이트 절연막 제작에 성공했다. 그 성장 속도도 약 20 nm/min로 높았다.

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활성탄소계 섬유포 전극을 이용한 전기이중층 커패시터용 유기 전해액의 제조 (Fabrication of Organic Electrolytes for Electric Double Layer Capacitor with Activated Carbon Cloth Electrode)

  • 강안수
    • 대한안전경영과학회지
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    • 제2권2호
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    • pp.95-108
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    • 2000
  • Electrochemical charateristics of activated carbon fiber cloth(ACFC) electrode were studied with propylene carbonate(PC), ${\gamma}$-butyrolactone(GBL) and N,N-dimethyl-formamide(DMF) as a solvent and tetraethylammoniumtetrafluoroborate(TEABF$_4$), tetraethylammoniumhexafluorophosphate(TEABF$_{6}$), tetrabutylammoniumtetrafluoroborate(TBABF$_4$) and tetrabutylammonium hexafluorophosphate(TBAPF$_6$) as an electrolytes(active material). The concentrations of electrolytes were in the range of 0.2~1.2 N, the volume ratios of PC and DMF as a mixed solvent system, were 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, and 40:60 vol%. Electrochemical characteristics such as electric conductivity, internal resistance, and electric capacitance of fabricated unit cells were measured after the moisture of activated material was removed with molecular sieve. Electrochemical characteristics were better in mixed solvents system than in mono solvent system. The mono solvent system of 1.0 N electrolyte of GBL/TEABF$_4$ with activated carbon cloth electrodes showed better result but the mixed solvent system with PC and DMF/TEABF$_4$(50:50 vol%) and the concentration of 1.0 N electrolyte showed the best characteristics. Internal resistance was 3.47 $\Omega$ and specific capacitance was 19.1 F/g respectively.y.

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탄소나노튜브/흑연펠트 전극의 산소작용기를 활용한 바나듐 레독스 흐름 전지의 수소발생 억제 효과 (Suppressing Effect of Hydrogen Evolution by Oxygen Functional Groups on CNT/ Graphite Felt Electrode for Vanadium Redox Flow Battery)

  • 김민성;고민성
    • 한국표면공학회지
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    • 제54권4호
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    • pp.164-170
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    • 2021
  • Vanadium redox flow batteries (VRFB) have emerged as large-scale energy storage systems (ESS) due to their advantages such as low cross-contamination, long life, and flexible design. However, Hydrogen evolution reaction (HER) in the negative half-cell causes a harmful influence on the performance of the VRFB by consuming current. Moreover, HER hinders V2+/V3+ redox reaction between electrode and electrolyte by forming a bubble. To address the HER problem, carbon nanotube/graphite felt electrode (CNT/GF) with oxygen functional groups was synthesized through the hydrothermal method in the H2SO4 + HNO3 (3:1) mixed acid solution. These oxygen functional groups on the CNT/GF succeed in suppressing the HER and improving charge transfer for V2+/V3+ redox reaction. As a result, the oxygen functional group applied electrode exhibited a low overpotential of 0.395 V for V2+/V3+ redox reaction. Hence, this work could offer a new strategy to design and synthesize effective electrodes for HER suppression and improving the energy density of VRFB.

금 입자 증착된 탄소나노튜브의 커패시턴스 증가 및 박막형 이온 선택성 전극으로서의 특성 평가 (Capacitance Enhancement and Evaluation of Gold-Deposited Carbon Nanotube Film Ion-Selective Electrode)

  • 김도연;손한별;임효령
    • 한국분말재료학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.310-317
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    • 2023
  • Small-film-type ion sensors are garnering considerable interest in the fields of wearable healthcare and home-based monitoring systems. The performance of these sensors primarily relies on electrode capacitance, often employing nanocomposite materials composed of nano- and sub-micrometer particles. Traditional techniques for enhancing capacitance involve the creation of nanoparticles on film electrodes, which require cost-intensive and complex chemical synthesis processes, followed by additional coating optimization. In this study, we introduce a simple one-step electrochemical method for fabricating gold nanoparticles on a carbon nanotube (Au NP-CNT) electrode surface through cyclic voltammetry deposition. Furthermore, we assess the improvement in capacitance by distinguishing between the electrical double-layer capacitance and diffusion-controlled capacitance, thereby clarifying the principles underpinning the material design. The Au NP-CNT electrode maintains its stability and sensitivity for up to 50 d, signifying its potential for advanced ion sensing. Additionally, integration with a mobile wireless data system highlights the versatility of the sensor for health applications.

쑥을 이용한 과산화수소 정량 바이오센서의 전기화학적 성질 (Electrochemical properties of the mugwort-embedded biosensor for the determination of hydrogen peroxide)

  • 이범규;박성우;윤길중
    • 분석과학
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    • 제19권1호
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    • pp.58-64
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    • 2006
  • 탄소반죽에 쑥조직을 혼입시켜 과산화수소 정량 바이오센서를 제작하고 그것의 전기화학적 성질을 조사하였다. 다른 생체조직을 이용하여 제작한 센서와 비교할 때, 생촉매 안정성이 뛰어났으며, 보다 큰 감응신호를 보여주었다. 조직의 함량 변화에 따른 신호의 변화는 넓은 범위에 걸쳐 직선성을 보여 주었고, Lineweaver-Burk 도시의 직선성은 전극 감응이 효소 촉매작용에 의하여 조절되고 있음을 보였다. 또 감응전류의 pH 의존성 변화는 센서가 두 종류의 동위효소를 포함하고 있음을 암시하였다.

ATO nanoparticle에 담지된 백금 촉매의 전기화학적 알콜 산화 반응에 관한 연구 (Electrocatalytic alcohol oxidation on Pt/ATO nanoparticle)

  • 이국승;박인수;정대식;박희영;성영은
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.463-466
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    • 2006
  • 직접 알콜 연료전지는 액체인 알콜을 직접 연료전지에 공급하여 연소시킴으로써 높은 효율을 갖는 휴대용전원으로 주목받는 장치이다. 직접 알콜 연료전지에 담지체로 사용되는 탄소 소재는 넓은 표면적과 우수한 전기전도도를 가지고 있다는 장점 있으나 금속 촉매와의 상호작용이 약하여 촉매 활성에 영향을 주지 못한다. 산화물을 담지체로 사용할 경우 이러한 금속-담지체 간의 상호작용으로 인한 촉매활성 증가 및 입자성장 억제의 효과를 기대할 수 있다. 본 연구에서는, 안티몬 도핑된 주석산화물 (Sb-doped SnO2 : ATO nanoparticle)을 직접 메탄올 연료전지용 담지체어 적용하였으며 합성 과정은 다음과 같다. SnC14 5H2O SbC13, NaOH, HCl 수용액 혼합물을 삼구 플라스크에 넣고 $100^{\circ}C$ 온도에서 환류(reflux) 시킨 후 세척 및 건조하여 Air 분위기에서 열처리하였다. 합성된 산화물 수용액에 폴리올 방법으로 합성된 백금 콜로이드를 담지하였으며, 세척과 건조를 통하여 산화물에 담지된 백금 촉매를 촉매를 합성하였다. 촉매의 구조분석을 위해 XRD, TEM을 사용하였으며, 전극촉매로서의 활성을 평가하기 위해 cyclic voltammetry을 평가하였다. 본 연구에서는 백금의 담지량에 따른 Costripping voltammetry특성과 메탄올 및 에탄올 산화 반응 특성에 대하여, 탄소를 담지체로 사용한 Pt/C 촉매와 비교 평가하였다. 알콜 산화반응 평가결과, 주석산화물에 담지한 촉매가 탄소를 담지체로 사용한 촉매보다 우수한 활성을 나타내었으며 활성증가는 메탄올에 비해 에탄올 산화 반응의 경우 크게 증가하였다. 막과 비교해 보았다. $ZrO_2$ 입자는 전도성이며 동시에 친수성을 나타내기 때문에 상용 막에 비하여 함수율 및 수소이온 전도도가 우수하게 나타났다. 복합막의 이러한 물성은 $100^{\circ}C$이상의 고온에서 전해질 막 내의 물 관리를 용이하게 한다. 단위 전지 운전 온도 $130^{\circ}C$, 상대습도 37%의 운전 조건에서도 상당히 우수한 전지 성능을 보임에 따라 고온/저가습 조건에서 상용 Nafion 112 막보다 우수한 막 특성을 나타냄을 확인하였다.소/배후방사능비는 각각 $2.18{\pm}0.03,\;2.56{\pm}0.11,\;3.08{\pm}0.18,\;3.77{\pm}0.17,\;4.70{\pm}0.45$ 그리고 $5.59{\pm}0.40$이었고, $^{67}Ga$-citrate의 경우 2시간, 24시간, 48시간에 $3.06{\pm}0.84,\;4.12{\pm}0.54\;4.55{\pm}0.74 $이었다. 결론 : Transferrin에 $^{99m}Tc$을 이용한 방사성표지가 성공적으로 이루어졌고, $^{99m}Tc$-transferrin의 표지효율은 8시간까지 95% 이상의 안정된 방사성표지효율을 보였다. $^{99m}Tc$-transferrin을 이용한 감염영상을 성공적으로 얻을 수 있었으며, $^{67}Ga$-citrate 영상과 비교하여 더 빠른 시간 안에 우수한 영상을 얻을 수 있었다. 그러므로 $^{99m}Tc$<

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탄소나노섬유의 함량에 따른 CNF/PPy 필름의 전기전도도 및 굽힘센서로 응용 (Variations in Electrical Conductivity of CNF/PPy Films with the Ratio of CNF and Application to a Bending Sensor)

  • 김철;장슈와이;김선명
    • Composites Research
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    • 제23권3호
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    • pp.31-36
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    • 2010
  • 서로 다른 CNF(탄소 나노섬유) 함유량을 가진 신 재료인 CNF/폴리피롤(PPy) 복합재료 필름들이 세계 최초로 화학적 전해 중합법으로 제조 되었다. 기존의 물리적 혼합법으로 제조된 필름과 비교하면 재료의 유연성이 매우 증가하였다. 복합재료와의 비교를 위해서 순수 폴리피롤 필름 역시 전해중합 방법으로 제조되었다. 전자주사현미경(SEM)으로 재료 샘플의 전극면, 용액면, 단면을 각각 촬영하여 그 재료 특성을 분석하였다. 각 복합재료 샘플의 전기전도성은 4점 탐침법으로 측정 되었다. 각 필름의 전도성은 두께가 0.013cm인 순수 PPy 필름은 79.33S/cm, 두께가 0.018cm이고 CNF 함유량 5% CNF/PPy 필름은 93S/cm, 두께가 0.017cm이고 CNF 함유량 10% CNF/PPy 필름은 126S/cm으로 측정되었다. CNF의 함유량이 증가할수록 PPy의 전도성이 크게 증가하는 것으로 확인되었으며, CNF/PPy 복합재료의 좋은 전도성은 소형의 굽힘 작동기로 사용될 수 있는 가능성을 높인다. 이를 입증하기 위해서 공기 중에서 작동 가능한 PPy 굽힘 센서를 설계하여 유한요소법으로 해석하였다.