• Applied Chemistry for Engineering
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• v.34 no.5
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• pp.515-521
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• 2023

In this study, waste carbon fiber obtained by pyrolysis of carbon fiber reinforced plastic (CFRP) was used to produce carbon fluoride through vapor phase fluorination and recycled as a reducing electrode material for lithium primary batteries. First, the physicochemical properties of the waste carbon fiber obtained by pyrolysis were determined, and the structural and chemical properties of carbon fluoride were analyzed to evaluate the effect of vapor phase fluorination on the waste carbon fiber. XRD analysis confirmed that the hexagonal network carbon laminated structure (002 peak) of the waste carbon fiber was gradually converted into a carbon fluoride structure (CF_X, 001 peak) as the temperature of gas phase fluorination increased. The discharge capacity of the lithium primary battery produced using this carbon fluoride was up to 862 mAh/g. This was compared to the discharge capacity of carbon fluoride-based Li-ion batteries made of other carbon materials. These results suggest that carbon fluoride made from waste CFRP-based carbon fibers can be used as a reducing electrode material for Li-ion batteries.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 2010.11a
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• pp.198.1-198.1
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• 2010

고분자전해질 연료전지(PEMFC)의 핵심부품인 스택의 MEA는 전극과 멤브레인 전해질, GDL(Gas Diffusion Layer)로 구성되며, 전극은 Anoth극과 Cathod극으로 나뉘어 각각의 전극 특성에 적합한 전극촉매를 적용하게 된다. Anoth극과 Cathod극은 탄소 지지체 위에 원하는 사양의 희유금속이 도포되어 존재하는데 이들 희유금속은 그 희귀성으로 인해 사용 후 반드시 재사용되어야 한다. 사용된 전극에서의 희유금속 회수는 산침출, 불순물제거, 추출, 탈거 공정으로 이루어지며, 산침출 시 산화제로 사용된 NaOCl로 인한 침출용액 내의 Na+ 이온의 증가는 불순물제거 공정에 의해 반드시 제거되어야 한다. 따라서 본 연구에서는 CCG 방식으로 전극촉매를 GDL에 코팅한 MEA로부터 백금족 희유금속을 회수 시 MEA에 포함되어 있는 소량의 불순물을 제거하고자 한다.

• Proceedings of the Korean Vacuum Society Conference
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• 2011.02a
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• pp.376-377
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• 2011

결정질 실리콘 태양전지 연구에 있어서 가장 중요한 부분은 재료의 저가화와 공정의 단순화에 의한 저가의 태양전지 셀 제작 부분과 고효율의 태양전지 셀 제작 부분이다. 본 논문에서는 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 태양전지용 재생웨이퍼를 제작함으로써 고효율을 가지는 단결정 실리콘 웨이퍼를 저 가격에 생산하기 위한 것이다. 특히 마이크로 블라스터를 이용하여 폐 실리콘 웨이퍼를 가공 할 때 표면에 생성되는 요철은 기존 태양전지 셀 제작에서 텍스쳐링 공정과 같은 표면 구조를 가지게 됨으로써 태양전지 셀에 제작 공정을 줄일 수 있는 효과도 가지게 된다. 마이크로 블라스터는 챔버 내에 압축된 공기나 가스에 의해 가속 된 미세 파우더들이 재료와 충돌하면서 재료에 충격을 주고 그 충격에 의해 물질이 식각되는 기계적 건식 식각 공정 기술이다. 이러한 물리적 충격을 이용하는 마이크로 블라스터 공정은 기존 재생웨이퍼 제작 공정 보다 낮은 재처리 비용으로 간단하게 태양전지용 재생웨이퍼를 제작 할 수 있다. 하지만 마이크로 블라스터를 이용하면 표면에 식각된 미세 파티클의 재흡착이 일어나게 되므로 이를 제거하기 위하여 DRE(damage remove etching) 공정이 필요하게 된다. 본 연구에서는 이방성, 등방성 식각 공정으로 태양전지용 재생웨이퍼를 제작하기 위해 가장 적합한 DRE 공정을 찾기 위해 등방성 식각은 RIE 식각으로, 그리고 이방성 식각은 TMAH 식각을 이용하였다. 마이크로 블라스터 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용한 표면 요철 구조를 확인 하였고, DRE 공정 후 표면 반사율과 SEM 사진을 이용하여 표면 요철 구조를 확인 하였다. 각각의 lifetime을 측정하여 표면 식각으로 생성된 결함들을 분석하여 태양전지용 재생웨이퍼 제작에 가장 적합한 공정을 확인 하였다.

• Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society
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• v.19 no.10
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• pp.598-602
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• 2018

This study examined the characteristics of the waste catalyst used in the petroleum refinery operations. The total pore volume, specific surface area, and average pore size of the spent catalyst used in the petroleum refinery operations were 3.96cc/g, 13.81m2/g, and 1.15A, respectively. The weight loss observed in the range from $25^{\circ}C-700^{\circ}C$ for the spent catalysts using TG and DTA was approximately 23 wt. %. EDS analysis of the waste catalyst sample showed that the five major components were vanadium, nickel, manganese, iron, and copper. The extraction system is attractive for liquid-liquid extraction. In this study, Cynex 272 was used to extract vanadium from waste catalyst. The electrochemical characteristics of the extracted vanadium solution were measured by cyclic voltammetry (CV). As a result, an oxidation / reduction peak appeared, indicating the potential of an electrolytic solution.

• Journal of the KSME
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• v.49 no.11
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• pp.61-64
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• 2009

폐기물의 자원화, 에너지화를 통해 환경기초시설에서 발생하는 유기성 폐자원을 에너지원으로 활용하는 것이 시급한 실정이다. 이 글에서는 환경기초시설의 유기성 폐자원에서 발생하는 바이오가스의 이용 현황과 바이오가스를 연료로 하는 연료전지의 적용타당성에 대해 언급한다.

• Proceedings of the KIEE Conference
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• 2008.07a
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• pp.1148-1149
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• 2008

본 논문에서는 연료전지 동특성 개선을 위한 Boost컨버터 제어기를 모델링하였다. 전류형 DC/DC컨버터 회로에 PI제어기를 채용하여 전류 loop의 이득과 부하의 변화에 대한 동적응답이 가능하록 충분히 높게 하여, 폐루프 대역폭이 증가하도록 설계하였으며, 전압 loop의 이득은 전원으로서 연료전지의 느린 동특성을 고려하여 설계되었다.

• Proceedings of the Korean Institute of Surface Engineering Conference
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• 2018.06a
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• pp.138-138
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• 2018

선박을 통한 해상수송은 세계 무역의 80% 이상을 차지하고 있으며, 대부분의 선박은 저질중유의 연소로부터 추진력을 발생시키는 디젤 엔진을 원동력으로 사용하고 있다. 이러한 디젤 엔진은 연소의 부산물로 매년 백만 톤 이상의 오염물질을 방출하는데, 그 주성분은 탄소로 이루어져 있고 고온 열분해 또는 압축 점화 엔진의 작동 부산물들이 소량 포함되어 있다. 이에 본 연구에서는 선박으로부터 배출된 폐 수트를 리튬이온전지용 도전재로 활용하기 위한 독특한 방법이 제안되었다. 실험에 사용된 폐 수트는 운항중인 컨테이너선으로부터 수집되었으며, 수집된 폐 수트는 탄소 성분 이외의 불순물을 제거하고 흑연화 정도를 개선시키기 위해 $2,000^{\circ}C$로 열처리되었다. 열처리된 폐 수트의 모폴로지를 확인하기 위해 투과전자현미경을 이용하여 그 형상을 관찰하였으며, 이를 통해 폐 수트의 일차 입자는 지름이 약 70-100 nm 정도인 양파껍질 모양의 탄소(carbon nano-onion)로 형성된다는 것이 확인되었다. 또한, XRD, RAMAN 분광법 및 BET 분석 결과를 통해, 열처리된 폐 수트가 결정성이 있는 흑연으로 재형성되었으며 비표면적은 일반적으로 사용되는 활물질에 비해 약간 더 높다는 것을 확인할 수 있었다. 한편, 이러한 특성은 리튬이온전지용 도전재로 활용될 수 있는 가능성을 보여주었고, 이는 전기화학적 정전류 충전 및 방전 테스트를 통해 그 성능이 확인되었다. 일반적으로 사용되는 도전재의 테스트 결과와 폐 수트를 도전재로 사용한 테스트 결과를 Fig. 1에 나타내었다. 이상의 실험 결과들을 미루어 볼 때, 선박으로부터 배출된 폐 수트가 리튬전지용 음극 활물질 및 도전재로 재활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• Resources Recycling
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• v.24 no.3
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• pp.44-50
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• 2015

Recycling technologies would be required in consideration of increasing demand in lithium ion batteries (LIBs). In this study, the leaching behavior of Ni, Co and Mn is investigated with ammoniacal medium for spent cathode active materials, which are separated from a commercial LIB pack in hybrid electric vehicles. The leaching behavior of each metal is analyzed in the presence of reducing agent and pH buffering agent. The existence of reducing agent is necessary to increase the leaching efficiency of Ni and Co. The leaching of Mn is insignificant even with the existence of reducing agent in contrast to Ni and Co. The most conspicuous difference between acid and ammoniacal leaching would be the selective leaching behavior between Ni/Co and Mn. The ammoniacal leaching can reduce the cost of basic reagent that makes the pH of leachate higher for the precipitation of leached metals in the acid leaching.

• Resources Recycling
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• v.8 no.5
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• pp.28-33
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• 1999

Trus paper presenls a hydrometallurgical process Tor recovcnng ~uckcals mckcl sulfate fiom the spent nickel-cadrnlum bauery in whch c:,dmi~lm war re~novcdb y vapowing m e h d in vacuum. F ~ s ts,e lcct~vcc rushing and classification mell~odw ere performed to separate iron physically and the nickel-rich sample (over 80% nickel) was obtained. Ths sarnple was dissolved in sulf~ uiuica cid to obtain a luckcl sulfatc soluho~d~o se to its seluradon painl. TIE Cree acid in the unpurificd nickcl solut~onw as neutl-dized and iron war ve~novedk om the solulmn Thc mckel sulhte solution was c~yst~llizeadt around 45'C to obtain ruckel sulfate henahyril-ate.

• New Physics: Sae Mulli
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• v.68 no.12
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• pp.1315-1323
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• 2018

We studied the carbonization due to the annealing condition of waste coffee powder for application as an active anode material for lithium-ion batteries (LIBs). The coffee powder used as an active anode material for LIBs was obtained from coffee beans, not from a coffee shells. The waste coffee powder was dried in air and heat-treated in an $Ar/H_2$ atmosphere to obtain a pore-forming activated carbon powder. The specific capacity of the sample annealed at $700^{\circ}C$ was still 303 mAh/g after 1000 cycles at a current density of 1000 mA/g and with a coulombic efficiency of over 99.5%. The number of pores and the pore size of the waste coffee powder were increased due to chemical treatment with KOH, which had the some effect as an increased specific surface area. The waste coffee powder is considered to be a very promising active anode material because of both its excellent electrochemical properties due to enhanced carrier conduction and its being a cost effective resource for use in LIBs.