• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2011년도 추계학술발표대회
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• pp.3.1-3.1
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• 2011

Nanoengineered materials with advanced architectures are critical building blocks to modulate conventional material properties or amplify interface behavior for enhanced device performance. While several techniques exist for creating one dimensional heterostructures, electrospinning has emerged as a versatile, scalable, and cost-effective method to synthesize ultra-long nanofibers with controlled diameter (a few nanometres to several micrometres) and composition. In addition, different morphologies (e.g., nano-webs, beaded or smooth cylindrical fibers, and nanoribbons) and structures (e.g., core-.shell, hollow, branched, helical and porous structures) can be readily obtained by controlling different processing parameters. Although various nanofibers including polymers, carbon, ceramics and metals have been synthesized using direct electrospinning or through post-spinning processes, limited works were reported on the compound semiconducting nanofibers because of incompatibility of precursors. In this work, we combined electrospinning and galvanic displacement reaction to demonstrate cost-effective high throughput fabrication of ultra-long hollow semiconducting chalcogen and chalcogenide nanofibers. This procedure exploits electrospinning to fabricate ultra-long sacrificial nanofibers with controlled dimensions, morphology, and crystal structures, providing a large material database to tune electrode potentials, thereby imparting control over the composition and shape of the nanostructures that evolved during galvanic displacement reaction.

• Carbon letters
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• 제26권
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• pp.18-24
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• 2018

Pollution of chloride ion-reinforced concrete can trigger active corrosion processes that reduce the useful life of structures. Multifunctional materials used as a counter-electrode by electrochemical techniques have been used to rehabilitate contaminated concrete. Cement-based pastes added to carbonaceous material, fibers or dust, have been used as an anode in the non-destructive Electrochemical Chloride Extraction (ECE) technique. We studied the performance of the addition of Carbon Fiber (CF) in a cement-graphite powder base paste used as an anode in ECE of concretes contaminated with chlorides from the preparation of the mixture. The experimental parameters were: 2.3% of free chlorides, 21 days of ECE application, a Carbon Fiber Volume Fraction (CFVF) of 0.1, 0.3, 0.6, 0.9%, a lithium borate alkaline electrolyte, a current density of $4.0A/m^2$ and a cement/graphite ratio of 1.0 for the paste. The efficiency of the ECE in the traditional technique using metal mesh as an anode was 77.6% and for CFVF of 0.9% it was 90.4%, with a tendency to increase to higher percentages of the CFVF in the conductive cement-graphite paste, keeping the pH stable and achieving a homogeneous ECE in the mass of the concrete contaminated with chlorides.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.466-473
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• 2020

직물집전체는 에너지 효율이 높은 담수화 방식인 축전식탈염(Capacitive deionization: CDI)시스템에서 유망한 전극 재료가 될 수 있다. 직물집전체의 매력적인 특징 중 하나는 인장강도가 강하다는 것인데, 기계적 강도가 약한 그라파이트 호일 전극의 대안이 될 수 있다. 또한 섬유적 특성으로 인하여 쉽게 형상을 만들 수 있고, 다공성 물질이라는 점과 섬유 간 공간은 수용성 매질의 흐름을 원활하게 해 준다. 본 연구에 사용된 섬유는 도전성 LM fiber와 carbon fiber를 사용한 방적사를 이용하여 직조 구조로 만들어졌으며, 인장강도는 319 MPa로 그라파이트 호일에 비해서 약 60 배 정도 더 강하다. 전극슬러리의 점도, 흡착전압, 공급액의 유량, 공급액의 농도를 변화시켜 가면서 염 제거효율을 측정하여 결과를 분석하였다. NaCl 200 mg/L, 20 ml/min, 흡착전압 1.5 V 조건에서, 단위 셀에서 43.9%, 100개의 셀을 적층한 모듈에서는 59.8%의 염 제거 효율을 각각 보였다. 단위 셀에서는 흡착전압이 1.3, 1.4, 1.5 V로 증가함에 따라 염 제거효율이 증가하다가 1.6과 1.7 V로 증가하면서 염 제거 효율은 감소하였다. 그러나 100 셀 적층 모듈에서는 1.5 V 이상의 전압에서도 염 제거효율이 완만한 증가세를 나타내었다. 공급액의 유량을 증가시켰을 때 염 제거율은 감소하였고, 또한 공급액의 농도를 증가시켰을 때에도 염 제거율은 감소하였다.

• 한국물환경학회지
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• 제26권4호
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• pp.681-686
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• 2010

Two different MFC designs were evaluated in batch mode: single compartment combined membrane-electrodes (SCME) design and twin-compartment brush-type anode electrodes (TBE) design (single chamber with two air cathodes and brush anodes at each side of the reactor). In SCME MFC, carbon anode and cathode electrodes were assembled with a proton exchange membrane (PEM). TBE MFC was consisted of brush-type anode and carbon cloth cathode electrodes without the PEM. A brush-type anode was fabricated with carbon fibers and was placed close to the cathode electrode to reduce the internal resistance. Substrates used in this study were glucose, leachate from cattle manure, or sucrose at different concentrations with phosphate buffer solution (PBS) of 200 mM to increase the conductivity thereby reduce the internal resistance. Hydrogen generating bacteria (HGB) were only inoculated in TBE MFC. The peak power densities ($P_{peak}$) produced from the SCME systems fed with glucose and leachate were 18.8 and $28.7mW/m^2$ at external loads of 1000 ohms, respectively. And the $P_{peak}$ produced from TBE MFC were 40.1 and $18.3mW/m^2$ at sucrose concentration of 5 g/L and external loads of 470 ohms, with a mediator (2-hydroxy-1, 4-naphthoquinone) and without the mediator, respectively. The maximum power density ($P_{max}$) produced from mediator present TBE MFC was $115.3mW/m^2$ at 47 ohms of an external resistor.

• Nano
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• 제13권12호
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• pp.1850148.1-1850148.9
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• 2018

The interconnected three-dimensional Ni-Co-S nanosheets were successfully deposited on ZnO nanorods by a one-step potentiostatic electrodeposition. The Ni-Co-S nanosheets provide a large electrode/electrolyte interfacial area which has adequate electroactive sites for redox reactions. Electrochemical characterization of the ZnO@Ni-Co-S core-shell nanorods presents high specifc capacitance (1302.5 F/g and 1085 F/g at a current density of 1 A/g and 20 A/g), excellent rate capabilities (83.3% retention at 20 A/g) and great cycling stability (65% retention after 5000 cycles at a current density of 30 A/g). The outstanding electrochemical performance of the as-prepared electrode material also can be ascribed to these reasons that the special structure improved electrical conductivity and allowed the fast diffusion of electrolyte ions.

• 감성과학
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• 제26권1호
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• pp.79-86
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• 2023

본 연구의 목적은 PET를 재활용하여 만든 물질재생 PET사를 함침공정을 통해 고전도성의 E-textile로 제작하는 것이다. 소수성의 성질을 가지고 있는 PET사는 virgin과 recycled 모두 함침공정을 통해 전자섬유로 제작되었을 때에 높은 전도성을 부여하기 힘들다는 특징이 있다. 함침공정의 효율성 향상을 위해 FEMTO SCIENCE사의 Covance-2mprfq 모델을 사용하여 재생 PET사로 이루어진 시료를 50w 5분, 10분간 플라즈마로 표면 개질하였다. 이 후 SWCNT 분산액(.1wt%, cobon 사)에 5분간 시료를 담근 후 패딩기(Padder, DAELIM lab)를 통해 시료 안쪽으로 용액이 잘 스며들도록 Dip-coating 진행하였다. 공정이 완료된 후 저항측정을 양끝점에서 멀티미터를 통해 측정하고 좀 더 넓은 전극을 통해 정밀하게 다시 측정하였다. 고찰한 결과 플라즈마 표면 개질을 통해 함침공정을 통한 고전도성 부여가 가능해졌음을 확인할 수 있었다. 10분간 표면 개질한 경우 저항이 최대 2.880배 감소하였다. 본 연구결과를 기반으로 스마트 웨어러블 분야에서 활용되는 E-textile 또한 recycle 소재로 제작함으로써 석유자원을 절약하고 탄소배출량을 감소시킬 수 있는 스마트 웨어러블 제품을 개발하고자 한다.

• 공업화학
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• 제23권1호
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• pp.47-52
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• 2012

다공성 탄소나노섬유의 아민 작용기에 따른 $CO_2$ 가스 감응특성을 고찰하고자, 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유 기반 $CO_2$ 가스센서를 제조하였다. Polyacrylonitrile를 전구체로 하여 전기방사법을 통해 나노섬유를 제조하였으며, 열처리 및 화학적 활성화 공정, 그리고 Diethylenetriamine 액상처리법을 통하여 아민작용기가 도입된 다공성 탄소나노섬유를 제조하였다. BET 비표면적 분석결과, 화학적 활성화법에 의해 최대 $2000m^2/g$까지 탄소나노섬유의 비표면적이 향상됨을 확인하였으며, FT-IR 분광법을 통해 아민 작용기의 도입을 확인하였다. 아민 작용기가 도입된 가스센서의 $CO_2$ 가스 감응특성은 다공성 탄소섬유 기반 가스센서에 비해 약 4배 향상됨을 확인하였다. 결과적으로 화학적 활성화법에 의해 발달된 기공특성과 아민작용기 도입에 따른 화학흡착 유도에 의하여 감응특성이 향상되었음을 확인하였다.