• 제목/요약/키워드: Electrochemical extraction

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무회분탄 연료의 촉매 가스화에 의한 직접탄소연료전지의 성능 향상 (Improved Performance of Direct Carbon Fuel Cell by Catalytic Gasification of Ash-free Coal)

  • 진선미;유지호;이영우;최호경;임정환;이시훈
    • 청정기술
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    • 제18권4호
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    • pp.426-431
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    • 2012
  • 탄소가 다량 포함된 석탄을 직접탄소연료전지(direct carbon fuel cell, DCFC) 연료로 사용 시 무기물인 회분은 반응 후 남아 접촉계면을 물리적으로 덮어 연료전지 성능을 저하시킨다. 본 연구에서는 회분이 제거된 무회분탄(ash-free coal, AFC)을 제조하고 이를 증기 가스화 촉매와 함께 도입한 후 DCFC 연료로써의 특성을 알아보았다. 고체산화물 연료전지(solid oxide fuel cell, SOFC) 기반의 DCFC에 무회분탄과 가스화 촉매인 탄산칼륨을 연료로 도입한 경우와 무회분탄만을 도입한 경우를 비교하였다. 열분해 반응 조건에서는 두 경우의 전력밀도 차이가 크지 않으나, 증기 가스화 조건에서는 촉매가 도입된 무회분탄이 상대적으로 높은 전력밀도 상승을 나타냈다. 이것은 증기 가스화 반응이 촉매에 의해 활성화되어 더 많은 양의 수소가 생산되었기 때문이다. 촉매 유무에 따른 수소 생성양의 차이를 가스크로마토그래피(gas chromatography, GC)로 정량 분석한 결과, 탄산칼륨첨가는 수소 생산 속도를 증가시킴을 확인하였다. 시간 경과에 따른 전력밀도의 감소는 촉매가 첨가된 연료에서 더 빠르게 나타났는데, 이는 촉매의 칼륨성분이 전해질과 반응하여 이성질 화합물을 형성하기 때문으로 생각된다. 얇은 두께의 전해질(30 ${\mu}m$) 도입에 의해 전력밀도가 향상되었다.

전기화학적 정전위 활성화를 사용한 수소 제거에 의한 AlGaN기반의 UV-C 발광 다이오드의 p-형 활성화 (p-Type Activation of AlGaN-based UV-C Light-Emitting Diodes by Hydrogen Removal using Electrochemical Potentiostatic Activation)

  • 이고은;최낙준;찬드라 모한 마노즈 쿠마르;강현웅;조제희;이준기
    • 마이크로전자및패키징학회지
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    • 제28권4호
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    • pp.85-89
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    • 2021
  • AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg-과 H+로 분해되며, 2차 이온질량 분광법(SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N2-열 처리 방법과 비교 평가하였다.

A Surfactant-based Method for Carbon Coating of LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 Cathode in Li Ion Batteries

  • Chung, Young-Min;Ryu, Seong-Hyeon;Ju, Jeong-Hun;Bak, Yu-Rim;Hwang, Moon-Jin;Kim, Ki-Won;Cho, Kwon-Koo;Ryu, Kwang-Sun
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제31권8호
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    • pp.2304-2308
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    • 2010
  • A $LiNi_{0.8}Co_{0.15}Al_{0.05}O_2$ (LNCAO/C) active material composite cathode was coated with carbon. The conductive carbon coating was obtained by addition of surfactant during synthesis. The addition of surfactant led to the formation of an amorphous carbon coating layer on the pristine LNCAO surface. The layer of carbon coating was clearly detected by FE-TEM analysis. In electrochemical performance, although the LNCAO/C showed similar capacity at low C-rate conditions, the rate capability was improved by the form of the carbon coating at high current discharge state. After 40 cycles of charge-discharge processes, the capacity retention of LNCAO/C was better than that of LNCAO. The carbon coating is effectively protected the surface structure of the pristine LNCAO during Li insertion-extraction.

First-principles investigation of the monoclinic NaMnO2 cathode material for rechargeable Na-ion batteries

  • Zhang, Renhui;Lu, Zhibin;Yang, Yingchang;Shi, Wei
    • Current Applied Physics
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    • 제18권11호
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    • pp.1431-1435
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    • 2018
  • Using first-principles calculations, we successfully investigate the electrochemical performance of the monoclinic $NaMnO_2$ for the sodium ion batteries. $NaMnO_2$ possesses a voltage window of 3.54-2.52 V and theoretical reversible capacity of $136mAh\;g^{-1}$. Besides, we find that the metallicity of the monoclinic $NaMnO_2$ gradually increases during Na extraction. Moreover, the computational Na migration energy barrier in the monoclinic $NaMnO_2$ is 0.18 eV, ensuring ideal conductivity and reversible capacity. Although the Jahn-Teller distortion effects limit the enhancement of the reversible capacity of the monoclinic $NaMnO_2$, it is still a right cathode material for the sodium ion batteries. The computational results are well in consistent with the experimental investigations.

전해 석출 기술의 최근 개발 동향 (Recent Advances in Electrodeposition Technology)

  • 김선규
    • 한국표면공학회지
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    • 제34권6호
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    • pp.553-567
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    • 2001
  • Electrodeposition technology is widely used in industry for various kinds of coatings. Modifications in this technology led to several processes to meet various requirements. Electrolysis in ionic liquids has many advantages such as low energy consumption of energy, low pollutant emission and low operating costs. Although ionic liquids have already been used in liquid/liquid extraction processes, only recently their use in electrodeposition was exploited. Electrochemical deposition of composites is an expanding area. Coupled with the progress in the synthesis of nanometric powder, this research will open a large number of innovative materials. Pulse current plating is another electrodeposition technique which yields improved coatings. Although electrodeposition is now regarded as an environmental non-friendly process, it is economically viable and has many inherent advantages. For certain applications, alternatives to electrodeposition have not yet been fully implemented. Hence, continued research in this technology is warranted. This article reviews some recent advances in electrodeposition technology. Aspects of electrodeposition such as electrolysis in ionic liquids, electrodeposition of composites, pulse current plating techniques, metal and alloy deposition, compound deposition and effects of additives are discussed in this review.

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폐 리튬 이차전지로부터 회수된 황산코발트 제조 및 이를 이용해 합성된 산화리튬코발트 양극활물질의 전기화학적 특성 (A Synthesis of LiCoO2 using the CoSO4 Recovered from Cathode Material Scrap and its Electrochemical Properties)

  • 김미소;하종근;박세빈;안주현;최임식;조권구
    • 전기화학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.111-118
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    • 2014
  • 본 연구에서는 폐 리튬이차전지의 스크랩으로부터 순도 높은 황산코발트($CoSO_4$) 용액을 회수하고, 회수된 용액을 이용하여 리튬이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 황산코발트의 제조는 황산과 과산화수소수를 이용하여 원료물질로부터 금속물질을 녹여내기 위한 침출단계, 가성소다를 이용한 pH 조절로 1차 불순물을 제거하기 위한 중화공정 및 D2EHPA와 $CYANEX^{(R)}272$를 이용하여 2차 불순물을 제거하기 위한 용매추출공정을 거쳐 고순도의 용액을 회수한다. 회수된 황산코발트는 증류수와 희석하여 6 wt.% 황산코발트 용액으로 만들고, 다시 옥살산과 혼합 및 교반 후 건조, 하소 및 리튬의 원료가 되는 $Li_2CO_3$ 분말과 혼합 후 합성 공정을 거쳐 이차전지의 양극활물질인 $LiCoO_2$를 제조하였다. 이를 이용하여 전극을 조립하고, 전기화학적 특성을 평가하였다. 전기화학적 특성은 본 실험에서 합성된 $LiCoO_2$와 상업용 $LiCoO_2$(Aldrich사)를 비교하였으며, 결과는 유사하거나 혹은 합성된 $LiCoO_2$가 더 우수한 것을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 실험을 통해 양극활물질의 재활용 가능성을 확인하였다.

정량 x-선 회절분석법을 이용한 니켈기 초내열합급내 미량석출물의 상분율 측정 (Measurement of the Phase Fraction of Minor Precipitates in Ni Base Superalloys using Quantitative X-ray Diffraction Technique)

  • 김승언;조종춘;허보영;나영상;박노광
    • 분석과학
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    • 제12권3호
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    • pp.235-242
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    • 1999
  • 점계수법이나 영상분석법으로는 미세조직상 구분이 어렵고 측정이 곤란할 정도로 미량인 석출물들의 분율을 구하는 것이 불가능하다. 본 연구에서는 미량석출물을 전기화학적으로 모재에서 추출한 후, 추출물에 대한 정량 X-선 회절분석법을 이용하여 니켈기 초내열합금 Udimet 720의 기계적성질에 중요한 영향을 미치는 미량석출물인 시그마, 탄소화물, 붕소화물 등의 상분율을 측정하였다. 미량석출물들의 양적 변화를 유도하기 위해 합금을 $800^{\circ}C$에서 3000시간까지 노출시켰을 때, 유지시간이 증가할수록 시그마상의 석출양이 지수함수적으로 증가하였으며 3000시간 정도 유지되면 시그마상 석출이 둔화되어 포화상태에 가깝게 되는 것을 확인하였다. 석출이 완료되는 시점은 약 5000시간 부근으로 예측되며, 최대로 석출할 수 있는 시그마상의 양은 무게비로 5% 정도였다. 한편, $M_{23}C_6$$M_3B_2$의 양은 유지시간에 무관하게 무게분율로 0.1~0.5% 범위의 일정한 값을 보였다.

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개똥쑥 약초차 제조에서 아르테미시닌의 전기화학적 측정과 차를 만드는 최적화로의 접근법 (Electrochemical Determination of Artemisinin in Artemisia annua L Herbal Tea Preparation and Optimization of Tea Making Approach)

  • Debnath, Chhanda;Dobernig, Andrea;Saha, Pijus;Ortner, Astrid
    • 대한화학회지
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    • 제55권1호
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    • pp.57-62
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    • 2011
  • 가끔 먼 지역 거주자들은 현대 의약품이나 의학 서비스에 있어서 불충분하거나 접근할 수 없다. 그들은 개똥쑥의 선택된 품종을 경작하고 차 제조의 적절한 방법에 따라 식물로부터 차나 달인즙을 만드는 것에 의해 말라리아에 대항한 치료의 관점에서 이익을 얻을 수 있다. 아르테미시닌에 대한 최대 추출 효율을 위해, 개똥쑥의 차제조의 다른 방법들은 발달된 DPP방법을 적용하여 연구되었고 이 논문에 서술되었다. 차는 시간을 다르게 하여 3가지 다른 방법으로 제조된다(굽기, 섞거나 섞지 않으면서 굽지 않기 그리고 마이크로 웨이브 오븐). 결과로부터, 아르테미시닌의 더 높은 농도(84.7%)는 15분 동안 섞으면서 굽지 않는 차 제조법에 의해 도달될 수 있다는 것을 발견했다(R.S.D. 2.34%). 아르테미시닌의 농도는 마이크로 웨이브 오븐에서 1.5분 이상 구울 때 감소한다. 최대한도의 추출(88.9%)은 증류수에서 5%에탄올과 함께 섞는 추출방법에서 가능했다(R.S.D. 2.28%).

당뇨환자에서 자가관리형 베타케톤검사의 유효성: 체계적 문헌 고찰 및 메타분석 (The Effectiveness of Blood β-ketone Testing in Patients with Diabetic Ketosis: A Systematic Review & Meta-analysis)

  • 모진아;장선영;방희영
    • 보건교육건강증진학회지
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    • 제31권4호
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    • pp.1-10
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    • 2014
  • Objectives: The effectiveness of Blood ${\beta}$-ketone testing by using self-monitoring strip on diabetic patients. Methods: Clinical effectiveness of blood ${\beta}$-ketone testing was assessed through correlation with reference test that measured blood ${\beta}$-ketone value through gas chromatography or enzyme method, diagnostic accuracy, time taken for the test and time taken for confirmative diagnosis of diabetic ketosis by selecting literatures on researches that conducted this test on ketosis(suspected) patients or diabetic ketosis(suspected) patients. Each of the stages from literature search to application of selection standards and extraction of data were carried out independently by the Subcommittee along with 2 researchers. Results: 7 reports were selected. ${\beta}$-ketone testing displayed high level of correlation in the range of r=0.92~0.99 with test using enzyme method as the reference standard. Regarding the diagnostic accuracy, sensitivity of 0.82, specificity of 0.74. The time taken for the test was 30seconds for the index test, which is shorter than reference standard test. Conclusion: Blood ${\beta}$-ketone testing was assessed to be a safe and effective test to monitor ketosis and assess the level of risk of ketosis by measuring the blood ${\beta}$-ketone on ketosis patients and diabetic ketosis patients since it has high level of correlation with reference test and short period of testing.

알루미늄 실리콘 나노분말을 이용한 리튬이온전지 음극재료에 관한 연구 (The Research on Aluminum and Silcon Nanoparticles as Anode Materials for Lithium Ion Batteries)

  • 김형조;;김형진;박원조
    • 동력기계공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.110-115
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    • 2013
  • The electrochemical performance and microstructure of Al-Si, Al-Si/C was investigated as anode for lithium ion battery. The Al-Si nano composite with 5 : 1 at% ratio was prepared by arc-discharge nano powder process. However, some of problem is occurred, when Al nano composite was synthesized by this manufacturing. The oxidation film is generated around Al-Si particles for passivating processing in the manufacture. The oxidation film interrupts electrical chemistry reaction during lithium ion insertion/extraction for charge and discharge. Because of the existence the oxidation film, Al-Si first cycle capacity is very lower than other examples. Therefore, carbon synthsized by glucose ($C_6H_{12}O_6$) was conducted to remove the oxidation film covered on the composite. The results showed that the first discharge cycle capacity of Al-Si/C is improved to 113mAh/g comparing with Al-Si (18.6mAh/g). Furthermore, XRD data and TEM images indicate that $Al_4C_3$ crystalline exist in Al-Si/C composite. In addition the Si-Al anode material, in which silicon is more contained was tested by same method as above, it was investigated to check the anode capacity and morphology properties in accordance with changing content of silicon, Si-Al anode has much higher initial discharge capacity(about 500mAh/g) than anode materials based on Aluminum as well as the morphology properties is also very different with the anode based Aluminum.