• 한국재료학회지
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• 제32권4호
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• pp.216-222
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• 2022

The capacity of high nickel Li(Ni_xCo_yMn_1-x-y)O₂ (NCM, x ≥ 0.8) cathodes is known to rapidly decline, a serious problem that needs to be solved in a timely manner. It was reported that cathode materials with the {010} plane exposed toward the outside, i.e., a radial structure, can provide facile Li⁺ diffusion paths and stress buffer during repeated cycles. In addition, cathodes with a core-shell composition gradient are of great interest. For example, a stable surface structure can be achieved using relatively low nickel content on the surface. In this study, precursors of the high-nickel NCM were synthesized by coprecipitation in ambient atmosphere. Then, a transition metal solution for coprecipitation was replaced with a low nickel content and the coprecipitation reaction proceeded for the desired time. The electrochemical analysis of the core-shell cathode showed a capacity retention of 94 % after 100 cycles, compared to the initial discharge capacity of 184.74 mA h/g. The rate capability test also confirmed that the core-shell cathode had enhanced kinetics during charging and discharging at 1 A/g.

• 공업화학
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• 제25권2호
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• pp.161-166
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• 2014

본 연구에서는 열전지용 양극활물질로 사용되는 $FeS_2$ (Pyrite) 분말을 볼밀링법으로 분쇄하여 단위전지를 제작하고, 볼밀 전, 후 입자크기변화가 열전지의 전기화학적 특성에 미치는 영향을 고찰하였다. $450^{\circ}C$ 시험결과, 분쇄된 $1.46{\mu}m$ $FeS_2$ 분말을 사용한 단위전지가 분쇄 전 $98.4{\mu}m$의 $FeS_2$ 분말을 사용한 단위전지에 비해서 전지용량이 크게 향상되었으며, 내부저항도 감소되었다. 이러한 결과는 볼밀로 인한 비표면적 증가의 영향으로 판단된다. 반면, $500^{\circ}C$에서 방전시 1단계의 Z-phase 반응구간($FeS_2{\rightarrow}Li_3Fe_2S_4$)에서 $1.46{\mu}m$ 분말을 사용한 단위전지 전압 및 저항특성이 우수하였지만, 2단계의 J-phase 반응($Li_3Fe_2S_4{\rightarrow}LiFe_2S_4$)에서는 볼밀된 $1.46{\mu}m$ 분말을 사용한 전지의 전압이 감소하고, 전지 내부저항도 급격하게 증가하는 경향을 보였다. 이러한 현상은 $500^{\circ}C$ 방전시 미분화된 $FeS_2$가 Z-phase 영역에서 방전반응과 동시에 열분해에 의한 자가방전($FeS_2{\rightarrow}FeS_{1.14}$ (pyrrhotite))이 일어나 볼밀 전 조대한(coarsen) $FeS_2$ 분말에 비해 용량이 감소하고 내부 저항도 증가되기 때문으로 사료된다.

• 접착 및 계면
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• 제22권1호
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• pp.1-7
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• 2021

신재생 에너지 발전을 통한 안정적인 전력 공급을 위해 대용량 에너지 저장 장치의 중요성이 최근 부각되고 있다. 이러한 관점에서 차세대 이차 전지인 Na-air battery (NAB)는 풍부하고 저렴한 원재료를 통해 대용량을 구현할 수 있어 많은 관심을 받고 있다. 본 연구에서는 Hybrid type Na-air battery를 위한 활성탄 기반 촉매들을 제조하여 이들의 특성을 비교 분석하였다. 특히, 자원 재활용의 관점에서 버려진 오렌지 껍질을 사용하여 활성탄(Orange-C)과 이를 질소를 이용하여 도핑한 활성탄(N-doped-Carbon, Nd-C)을 제조하였으며, 널리 사용되고 있는 Vulcan카본과 성능을 비교하였다. 또한, 제조한 활성탄(Nd-C)이 지지 촉매로 활용 가능한지 확인하기 위해 수정된 폴리올법을 사용하여 Pt/C 촉매(homemade-Pt/C, HM-Pt/C)를 합성하였으며, 상용화된 Pt/C 촉매(Commercial Pt/C)와 전기화학적 성능을 비교하였다. 제조된 Orange-C와 Nd-C는 전형적인 H3 타입 BET isotherm을 보였으며, 이는 마이크로 기공과 메조기공이 존재한다는 증거이다. 또한, HM-Pt/C의 경우, 활성탄(Nd-C) 지지 촉매 위에 Pt 입자가 고르게 분포하고 있음을 TEM 분석을 통해 확인할 수 있었다. 특히, HM-Pt/C 기반의 NAB의 경우, 1st galvanostatic charge-discharge 시험에서 가장 작은 Voltage gap (0.224V)과 우수한 Voltage efficiency (92.34%)를 보였다. 또한, 20사이클 동안 진행한 사이클 성능 시험에서도 가장 안정적인 성능을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권6호
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• pp.890-894
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• 2018

본 연구에서는 염료 물질 중 하나인 메틸렌 블루(methylene blue)를 수계 레독스 흐름 전지의 활물질로 처음으로 도입하였다. Methylene blue의 레독스 전위는 pH가 높아짐에 따라 음의 방향으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 이 methylene blue를 음극 활물질로 활용하고, 양극 활물질로는 바나듐(vanadium) 을 활용하여 산 전해질을 기반으로 셀성능 평가를 진행하였다. Methylene $blue/V^{4+}$ 레독스 조합의 산 전해질에 대한 셀 전압은 0.45 V로 낮으며, Methylene blue의 물에 대한 용해도 또한 0.12 M로 굉장히 낮다. 이에 따라 0.0015 M의 낮은 농도로 단전지 셀 성능을 평가하였으며, Nafion 212 멤브레인을 사용하여 0~0.8 V 컷-오프 전압으로 $1mA/cm^2$ 전류밀도 하에서 4 cycle에서 충방전 효율 96.67%, 전압효율 88.83%, 에너지효율 85.87%, 방전 용량($0.0500Ah{\cdot}L^{-1}$)의 성능을 보였으며, 낮은 방전용량은 활물질의 낮은 농도에 의한 것이므로 활물질인 메틸렌 블루의 농도를 0.1 M로, 전류밀도는 $10mA/cm^2$로 더 높였을 때 4 cycle에서 CE 99%, VE 85%, EE 85%의 효율로 더 높은 방전 용량($3.8122Ah{\cdot}L^{-1}$)을 도출함을 확인할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제11권3호
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• pp.33-41
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• 2010

본 논문에서는 모래에 비해 배수성이 떨어지지 않으며 지지력이 우수할 것으로 판단되는 쇄석을 사용하여 연약점성토지반에서 쇄석다짐말뚝을 시공 후 쇄석간의 공극에 점토입자의 유입으로 인해 배수능을 상실하는 Clogging 현상에 대한 대체방안을 규명하고자 하였다. 이러한 Clogging 현상의 억제방안으로 국내 화력발전소에서 발생되는 산업폐기물인 석탄회 중 재활용 방안이 미비한 저회의 활용 가능성을 높여 보고자 쇄석과 저회의 적정 혼합비의 다짐시험에 따라 대형직접전단시험을 실시하여 최대전단강도와 내부마찰각을 파악하고, 그에 따른 Clogging 현상의 특성에 대해 실험을 실시하였다. 따라서, 쇄석과 저회의 혼합비에 따른 지지력 및 강도특성을 파악하여 적정 혼합비를 찾고, 현장과 같은 Clogging 현상을 육안으로 확인할 수 있도록 모형토조를 제작하였으며 적정 혼합비에 따른 배수능을 비교 분석하였다. 실험결과 각 혼합비에 따른 대형직접전단시험에서 쇄석과 저회의 혼합비가 80:20일 때 전단강도와 내부마찰각이 가장 크게 나타났으며 Clogging 시험에서도 쇄석 100%의 다짐말뚝보다 Clogging 억제 효과가 점진적으로 뛰어남을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제24권6호
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• pp.77-84
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• 2008

실내시험에서 측정된 배수재의 통수능과 실제 현장에서 나타나는 배수거동은 근본적으로 다름에도 불구하고 기존의 많은 연구들은 실내시험을 통해 획득한 통수능 값을 이용하여 압밀 곡선을 예측하고 있다. 또한 기존의 압밀해는 압밀 진행에 따른 교란효과와 배수저항의 변화를 고려할 수 없어 실제 압밀거동과 잘 일치하지 않는 문제점이 있다. 본 연구에서는 현장에서 채취한 대형 블록시료에 연직배수재를 설치하고 압밀을 진행하면서 시간에 따른 침하량을 측정하였다. 이를 이용하여 시간에 따라 증가되는 배수 저항계수를 시간 의존적 함수로 정의하고 기존의 방사방향 압밀 해에 도입하여 수정된 방사방향 압밀 예측 방법을 제안하였다. 제안된 방법으로 예측한 결과를 실측 데이터 및 기존 제안식과 비교한 결과, 제안된 방법이 실측치에 가장 근접한 방사방향 압밀 곡선을 예측하는 것으로 관찰되었다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제34권4호
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• pp.787-798
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• 2017

본 연구는 시중에 판매되고 있는 시트 타입 마스크 팩의 재질에 따른 특성에 관한 연구이다. 정제수와 1.3-propanediol, 1.3-butylene glycol, Glycerine, Hyaruronic acid와 같은 수용성 성분과 Cyclomethicone, Dimethicone, Phytosqualane, Caprylic Capryl Triglyceride, Grape seed oil, Macadamia Nut oil 오일을 비롯한 다양한 오일의 흡유력을 살펴 본 결과 정제수를 제외한 모든 수용성 성분들은 점도가 커질수록 흡습능력이 커졌고 오일의 경우엔 모든 오일의 점도에 비례하여 흡유 능력이 커짐을 확인할 수 있었다. 이때 마스크 시트의 종류는 초산 발효 바이오셀룰로오스가 수용성 습윤제나 모든 오일에 있어서 500~1,000 배 이상의 함습, 함유 능력을 보여주었는데 이는 표면 구조에서 살펴본 바와 같이 5,000배 이상 확대한 사진에서 보이는 미세한 망상 구조를 이루고 있기 때문이다. 망상 구조는 단면에서도 잘 확인할 수 있었고 이러한 구조적 특징이 함습, 함유 능력을 우수하게 하며 다량 함유된 수용성 성분과 오일은 시간 경과에 따라 배출 또한 용이하게 하는 것으로 사료되는 바이다. 또한 각 마스크 시트는 소재에 따라 그 특성을 보여주고 있기에 피부에 좋은 역할을 할 수 있는 마스크 팩의 제조에 기초 연구로 삼고자 한다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2008년도 춘계 학술발표회 초청강연 및 논문집
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• pp.281-292
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• 2008

Prefabricated Board Drains (PBDs) recently become more widely used than conventional sand drains in improving soft ground because the PBD is more time and cost effective. The performance of PBDs is affected by disturbance in the adjacent soil formation during inserting mandrels, the intrusion of fine particles into filter fabric, and necking of the drain by excessive lateral pressure especially occurring in very deep clay formation such as the Busan New Port site. In this study, the PBD with double-core is introduced, which seems to overcome the shortcomings of usual single-core PBDs. An in-situ test program was established in the Busan New Port site, in which a set of the double-core PBDs and the single-core PBDs was installed to compare the efficiency of each of the drains. The discharge capacity of the double-core and the single-core PBDs was compared for various confining pressures in the modified Delft test and the chamber test. A series of CRS consolidation tests was performed in order to obtain profiles of void ratio-effective stress and void ratio-permeability relationships in the Busan New Port site that are used as input date in performing a numerical program ILLICON. The numerically simulated settlements of ground surface in the test site are in good agreement with those of in-situ measurements. In addition, the performance of the double-core and single-core PBDs has been experimentally and numerically compared in this paper.

• 상하수도학회지
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• 제26권2호
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• pp.177-189
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• 2012

Sediment load deposited in sewers and manholes reduces not only the capacity of pipes but also the efficiency of the whole sewer system. This causes the inundations of the low places and overflows at manholes, Moreover, sulfides and bad odor can occur due to deposited sediment with organic loads in manholes. Movements of sediment load in manholes are complicated depending on manhole size, location, inside structure, sediment load type, and time. Therefore, it is necessary to understand the movements of sediment load in manholes by experiments. In this study, experiments were implemented by a square manhole with straight path to measure deposited sedimentation quantity. The experimental apparatus was consisted of a high water tank, an upstream tank, test pipes, a sediment supplier, a manhole, and a downstream tank to measure the experimental discharge. The quantity of deposited sediment load was measured by different conditions, such as the inflow condition of sediment(continuous and certain period), the amount of inflow sediment, discharge, and the type of sediment. Jumoonjin sand(S=2.63, D50=0.55mm), general sand(GS, S=2.65, D50=1.83mm) and anthracite (S=1.45, D50=0.80mm) were employed for the experiment. The velocities in inflow pipe were 0.45 m/s, 0.67 m/s, and 0.9 m/s. Sediment load movement and sedimentation quantity in manhole were influenced by many factors such as velocity, shear stress, viscosity, amount of sediment, sediment size, and specific gravity. Suggested regression equations can estimated the quantity of deposited sediment in the straight path square manholes. The connoted equations that were evaluated through the experimental study have velocity range from 0.45 to 0.9m/sec. The study results illustrates that appropriation of design velocity ragne between 1.0 and 2.0m/sec could implement to maintain and manage manholes.

• 전기화학회지
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• 제14권4호
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• pp.201-207
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• 2011

수퍼커패시터는 다양한 응용범위를 갖는 유망한 에너지 저장장치로서 활발히 연구되고 있으며, 에너지 밀도 향상을 위하여 이온성 액체의 적용이 필요하다. 본 연구에서는 4급화 반응과 음이온 교환반응을 거쳐 4급 imidazolium 염을 생성하는 반응으로 두 종류의 EMI-$BF_4$를 합성하였다. $^1H$-NMR을 통하여 EMI-$BF_4$의 합성을 확인하였고 TGA를 통하여 열적안정성을 확인하였으며, 이때 합성된 이온성 액체를 열처리한 경우 열적 안정성이 향상되었다. LSV를 통하여 본 연구에서 합성한 EMI-$BF_4$가 4 V 이상의 넓은 전위창을 가지고 있어, 기존의 전해질 대비 우수한 전기화학적 안정성을 가지고 있음을 확인하였다. 충방전 실험 결과 본 실험에서 합성한 이온성 액체를 상용화 제품과 비교한 경우 용량은 각각 0.067 F 및 0.073 F로 측정되었다.