• 전기화학회지
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• 제13권2호
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• pp.116-122
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• 2010

DC magnetron 스퍼터링을 이용해 구리(Cu) 호일 위에 실리콘(Si)을 증착한 후 $800^{\circ}C$에서 열처리하여 $Cu_3Si$를 얻고, 이의 리튬 이차전지용 음극으로서 특성을 조사하였다. $Cu_3Si$는 Si 성분을 포함하고 있으나 상온에서 리튬과 반응하지 않았다. 선형 주사 열-전류(linear sweep thermammetry, LSTA) 실험과 고온 충방전 실험을 통하여, 상온에서 비활성인 $Cu_3Si$가 $85^{\circ}C$ 이상에서는 활성화되어 Si 성분이 전환(conversion)반응에 의해 리튬과 반응함을 확인하였다. $Cu_3Si$에서 분리된 Si는 $120^{\circ}C$에서 Li-Si 합금 중에서 리튬의 함량이 가장 많은 $Li_{21}Si_5$ 상까지 리튬과 반응함을 유사 평형 조건(quasi-equilibrium)의 실험으로부터 알 수 있었다. 그러나 정전류 조건($100\;mA\;{g_{Si}}^{-1}$)에서는 리튬 합금반응이 $Li_{21}Si_5$까지 진행되지 못하였다. 또한 $120^{\circ}C$에서 전환반응에 의해 생성된 Li-Si 합금과 금속 상태의 Cu는 충전과정에서 다시 $Cu_3Si$로 돌아감, 즉 $Cu_3Si$와 리튬은 가역적으로 반응함을 확인하였다. $120^{\circ}C$에서 $Cu_3Si$ 전극은 비정질 실리콘 전극보다 더 우수한 사이클 특성을 보여 주었다. 이는 비활성인 구리가 실리콘의 부피변화를 완충하여 집전체에서 탈리되는 현상을 완화하고 결과적으로 전극이 퇴화하는 것을 억제하기 때문인 것으로 설명할 수 있다. 실제로 비정질 실리콘 전극은 충방전 후에 실리콘 층의 균열과 탈리가 관찰되었으나, $Cu_3Si$ 전극에서는 이러한 현상이 관찰되지 않았다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.85.2-85.2
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• 2010

There is widespread effort to develop polymer membranes in place of Nafion for high temperature polymer electrolyte membrane fuel cell(PEMFC). In our study, SiO2 membranes are arranged by electrospinning method. For impregnation solution, the modified sulfonated poly(ether ether ketone)(SPEEK) polymer is prepared from sulfonation, sulfochlorination, partial reduction and lithiation reaction. The modified polymer is cross-linked with 1,4-diiodobetane in NMP solvent and then blended with Heteropoly acid(HPA). The characterization of membranes is confimed by FT-IR, Thermogravimetry(TGA), water uptake test and single cell performance test for PEMFC, etc. The composite membrane shows satisfactory thermal and mechanical properties. Beside, The membrane exhibits good ion exchange capacity and high proton conductivity. As a result, The composite membrane is promising as an alternative membrane in high temperature PEMFC.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제35권5호
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• pp.1305-1311
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• 2014

The nickel oxide, the most widely used cathode material for the molten carbonate fuel cell (MCFC), has several disadvantages including NiO dissolution, poor mechanical strength, and corrosion phenomena during MCFC operation. The surface modification of NiO with lanthanum maintains the advantages, such as performance and stability, and suppresses the disadvantages of NiO cathode because the modification results in the formation of $LaNiO_3$ phase which has high conductivity, stability, and catalytic activity. As a result, La-modified NiO cathode shows low NiO dissolution, high degree of lithiation, and mechanical strength, and high cell performance and catalytic activity in comparison with the pristine NiO. These enhanced physico-chemical and electrochemical properties and the durability in marine environment allow MCFC to marine application as a auxiliary propulsion system.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제32권4호
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• pp.718-723
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• 2015

For the fabrication of the Si negative electrode in Li-ion batteries (LIBs) containing the cross-linking polymer binder, in this work, the urethane acrylate (UA) oligomer was synthesized via a simple synthetic process. The cross-linked poly(urethane acrylate) (CPUA)/carbone black (CB)/Si composite (CPUA/CB/Si composite) was fabricated through reactions between their reactive vinyl segments in the UA oligomer. Interestingly, the CPUA/CB/Si composite showed better cycle performance than the poly(vinylidene fluoride) (PVdF)/CB/Si composite (PVdF/CB/Si composite) and the polyurethane (PU)/CB/Si composite (PU/CB/Si composite). The CPUA/CB/Si composite had the best lithiation of about $2586mAh\;g^{-1}$. The UA oligomer showed a good compatibility with the electrode materials and current collector after and before a curing process.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권1호
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• pp.145-148
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• 2011

The thermal behavior of lithiated Si anodes has been investigated using differential scanning calorimetry (DSC). In particular, the effect of Si particle size on the thermal stability of a fully lithiated Si electrode was investigated. For DSC measurements, a lithiated Si anode was heated in a hermetically sealed high-pressure pan with a polyvinylidene fluoride (PVDF) binder and a 1 M $LiPF_6$ solution in an ethylene carbonate (EC)-diethyl carbonate (DEC) mixture. The thermal evolution around $140^{\circ}C$ increases with lithiation and with decreasing particle size; this phenomenon is attributed to the thermal decomposition of the solid electrolyte interface (SEI) film. Exothermic peaks, following a broad peak at around $140^{\circ}C$, shift to a lower temperature with a decrease in particle size, indicating that the thermal stability of the lithiated Si electrode strongly depends on the Si particle size.

• 한국세라믹학회지
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• 제54권3호
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• pp.249-256
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• 2017

We design Ge-Al multilayer assemblies as anode materials for Li-ion batteries, in which Ge and Al thin films are alternately deposited by a radio sputtering method. By sandwiching Ge layers between Al layer, the cyclability, rate capability, and capacity of Ge are improved significantly. The success of the Ge-Al multilayer is attributed to the Al films. To maintain the integrity of electrical contact, Al acts as an elastic layer, which can expand or shrink with the Ge film upon lithiation or delithiation. In addition, the presence of the Al film on the surface can prevent direct contact of Ge and electrolyte, thereby reducing the growth of a SEI layer. Importantly, with high electrical and ionic conductivities, the Al film provides efficient electrical and ionic routes for electrons and Li-ions to access the Ge film, promoting a high specific capacity and high rate capability for Ge.

• 한국표면공학회지
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• 제57권1호
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• pp.31-37
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• 2024

The surge in demand for lithium is primarily fueled by the expanding electric vehicle market, the necessity for renewable energy storage, and governmental initiatives aimed at achieving carbon neutrality. This study proposes a straightforward method for lithium extraction utilizing cellulose nanofiber (CNF) via a vacuum filtration process. This approach yields a porous CNF film, showcasing its potential utility as a lithium extractor and indicator. Given its abundance and eco-friendly characteristics, cellulose nanofiber (CNF) emerges as a material offering both economic and environmental advantages over traditional lithium extraction techniques. Hence, this research not only contributes to lithium recovery but also presents a sustainable solution to meet the growing demand for lithium in energy storage technologies.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.125-131
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• 2001

용융탄산염 연료전지의 장기 운전시 각 전극별 분극의 변화를 Au, $CO_2/O_2$ 기준전극이 부착된 단위전지를 이용하여 성공적으로 해석하였다. 서로 다른 구성요소로 조합된 네 가지 단위 전지를 운전하며 각 전극의 분극을 해석한 결과, 이미 알려진 바와 같이 공기극의 분극 크기가 연료극의 경우보다 큰 것을 실험적으로 측정할 수 있었다. 고온 부식 방지를 위해 cell frame의 wet seal부분에 Al코팅을 한 전지는 6,000시간까지 성능을 유지하여 부식이 전지 성능 저하에 큰 역할을 하고 있음을 알 수 있었다. 한편, $LiCoO_2$가 코팅된 안정화 공기극은 일반적으로 사용되는 NiO 공기극보다 lithiation에 필요한 시간이 길어 운전 초기에 공기극 분극이 크고 성능이 낮았으나 지속적인 운전으로 공기극이 충분히 lithiation되면서 공기극의 분극이 작아지고 성능도 점차 증가하였다. $Li_2CO_3/Na_2CO_3$ 전해질을 사용한 전지는 운전 중 성능이 하락과 상승을 반복하는 진동현상을 보였는데 이는 연료극보다는 공기극의 영향으로 해석되었다. 대부분의 단위전지들이 급격한 성능 하락을 보였을 경우의 공기극 분극은 급격히 증가하였으며 이로써 용융탄산염 연료전지의 수명 향상을 위해서는 공기극의 개선이 필수적이라는 것을 알 수 있었다.

• 대한화학회지
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• 제39권6호
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• pp.446-452
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• 1995

전기화학적으로 리튬이온을 $FeMoO_4Cl$ 격자내에 층간삽입시킨 $Li_xFeMoO_4Cl$ 화합물은 X-선 회절분석 및 정전류 방전 실험 결과 $1{\leq}X{\leq}2$ 영역에서 단사정계로 결정화되었다. X-선 광전자 분광분석 연구결과, $0{\leq}X{\leq}1$ 영역에서는 리튬이온의 층간삽입시 Fe(III) 이온이 Fe(II) 이온으로 환원되었으며 이때 결정구조는 정방정계에서 단사정계로 전이되었다. 반면, $1{\leq}X{\leq}2$ 영역에서는 Mo(VI) 이온이 낮은 산화상태로 환원되었고, 결정계 전이나 Fe(II) 이온의 환원은 관찰되지 않았다. Mo의 3d X-선 광전자 스펙트럼을 가우스함수를 이용하여 deconvolution한 결과, Mo(VI), Mo(V) 및 Mo(IV)에 해당하는 세 종류의 피크를 분리해 낼 수 있었다. 이와 같이 Mo가 혼합 원자가 상태로 존재하는 이유는 리튬이 층간삽입됨에 따라 생성된 Mo(V)의 일부가 Mo(IV)와 Mo(VI)로 disproportionation되기 때문이다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권5호
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• pp.1475-1482
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• 2011

New spiro[benzo[c]fluorene-7,9'-fluorene] (SBFF)-based blue host materials, 9-phenyl-SBFF (BH-4P) and 5,9-diphenyl-SBFF (BH-6DP), were successfully prepared by spiro-formation of 9-phenyl-7H-benzo[c]fluoren-7-one with 2-bromobiphenyl via lithiation and reaction of 5,9-dibromo-SBFF with phenylboronic acid through the Suzuki reaction, respectively. Diphenyl-[4-(2-[1,1;4,1]terphenyl-4-yl-vinyl)-phenyl]-amine (BD-1) and N,N-diphenyl-N',N'-diphenyl-SBFF-5,9-diamine (BD-6DPA) were used as dopant materials. Blue OLEDs with the configuration ITO/N,N'-bis-[4-(di-m-tolylamino)phenyl]-N,N'-diphenylbiphenyl-4,4'-diamine (DNTPD)/bis[N-(1-naphthyl)-N-phenyl]benzidine (NPB)/host:5% dopant/SFC-137/Al-LiF were prepared from the two host materials doped with BD-1 and BD-6DPA dopants and the devices composed of BH-4P and BH-6DP doped with BD-6DPA showed blue EL spectra at 458 and 463 nm at 7 V and luminance efficiencies of 4.58 and 4.88 cd/A, respectively.