• 제목/요약/키워드: Oxide ion transport

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그래핀 산화물 소자에서의 산소 작용기 이동 연구 (Investigation of Oxygen Functional Group Movement in Graphene Oxide Devices)

  • 기은희;;전지훈;최진식;박배호
    • 센서학회지
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    • 제32권2호
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    • pp.100-104
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    • 2023
  • In this study, a device was fabricated to check the possibility of a memory device by controlling the oxygen functional groups in graphene oxide formed with a 45-second exposure time. We discovered that graphene oxide can be formed using the ultraviolet (UV) light treatment method with different exposure times. Moreover, Raman spectroscopy measurement revealed that the oxygen functional groups can be moved by controlling the voltage. We further studied the change in the local graphene oxide region, which was found to be related to the modulation of the electrical properties of the device. Therefore, the fabricated graphene oxide device can be used as a wettability switching membrane and graphene-based ion transport device.

그래핀옥사이드 멤브레인의 기체 및 이온 투과 특성 (Intrinsic Permeation Properties of Graphene Oxide Membranes for Gas and Ion Separations)

  • 김효원
    • 멤브레인
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    • 제32권1호
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    • pp.1-12
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    • 2022
  • 그래핀옥사이드는 우수한 물리적 특성 및 가공성으로 멤브레인 소재로 각광받고 있다. 특히, 이론적 예측과 실험적인 접근을 통해 그래핀옥사이드의 원자 수준의 얇은 두께, 뛰어난 기계적 강도, 높은 수준의 내화학성, 기공 생성이 가능한 2차원 구조 또는 기체 확산 유로 생성이 가능한 적층구조 등 멤브레인 소재로서 매우 유리한 특성들을 보유하고 있음이 밝혀졌다. 또한 그래핀옥사이드에서의 분자 투과 거동은 적층된 그래핀옥사이드 사이의 채널 크기에 따라 영향을 받는다는 것이 발견되었다. 그 후, 이러한 특성을 응용하여 그래핀옥사이드를 멤브레인 소재로 활용하기 위해 많은 연구가 집중적으로 진행되고 있다. 본 총설에서는 그래핀옥사이드의 고유 특성을 기반으로 멤브레인 분야로의 응용 가능성에 대하여 논하고자 한다.

리튬 p-[메톡시 올리고(에틸렌옥시)]벤젠설폰산염으로 제조된 젤형 고분자 전해질의 리튬 이온 운반 특성 (Lithium ion Transport Characteristics of Gel-Type Polymer Electrolytes Containing Lithium p-[Methoxyoligo(ethyleneoxy)] benzenesulfonates)

  • 허윤정;강영구;한규승;이창진
    • 폴리머
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    • 제27권4호
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    • pp.385-391
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    • 2003
  • 본 연구에서는 에틸렌 옥사이드의 반복 단위 길이 (n=3, 7.3, 11.8, 그리고 16.3)가 다른 리튬 p-[메톡시 올리고(에틸렌옥시)]벤젠설폰산염 (LiEOnBS)을 합성하였다. 이 전해질 염을 이용하여 고분자 전해질을 제조하였으며, 에틸렌 옥사이드의 반복 단위 길이 및 농도에 따른 이온 전도도 그리고 리튬 이온의 운반율에 대해 조사하였다. 고분자 전해질의 이온 전도도는 3$0^{\circ}C$에서 4.89$\times$$10^{-4}$ S/cm (LiEO7.3BS, 0.5 M)로 최고 이온 전도도를 보였다. Dc분극과 ac 임피던스를 혼합하여 측정한 고분자 전해질의 리튬 이온의 운반율은 0.75~0.92 이였으며, 농도가 증가할수록 리튬 이온 운반율은 감소하였다. LiEO7.3BS의 전해질 염을 0.1 M로 사용한 고분자 전해질인 경우 0.92로 최고의 리튬 이온 운반율을 보였다. 이로부터 벤젠설포네이트에 치환된 에틸렌 옥사이드의 반복 단위가 3이상만 되어도 높은 리튬 이온 운반율을 가지는 단일 이온 전해질 특성을 보임을 알 수 있었다.

Effect of B-Cation Doping on Oxygen Vacancy Formation and Migration in LaBO3: A Density Functional Theory Study

  • Kwon, Hyunguk;Park, Jinwoo;Kim, Byung-Kook;Han, Jeong Woo
    • 한국세라믹학회지
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    • 제52권5호
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    • pp.331-337
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    • 2015
  • $LaBO_3$ (B = Cr, Mn, Fe, Co, and Ni) perovskites, the most common perovskite-type mixed ionic-electronic conductors (MIECs), are promising candidates for intermediate-temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) cathodes. The catalytic activity on MIEC-based cathodes is closely related to the bulk ionic conductivity. Doping B-site cations with other metals may be one way to enhance the ionic conductivity, which would also be sensitively influenced by the chemical composition of the dopants. Here, using density functional theory (DFT) calculations, we quantitatively assess the activation energies of bulk oxide ion diffusion in $LaBO_3$ perovskites with a wide range of combinations of B-site cations by calculating the oxygen vacancy formation and migration energies. Our results show that bulk oxide ion diffusion dominantly depends on oxygen vacancy formation energy rather than on the migration energy. As a result, we suggest that the late transition metal-based perovskites have relatively low oxygen vacancy formation energies, and thereby exhibit low activation energy barriers. Our results will provide useful insight into the design of new cathode materials with better performance.

산소분리기술을 사용한 연료전지/순산소연소 발전시스템 해석 (Analysis of Solid Oxide Fuel Cell/Oxy-fuel Combustion Power Generation System Using Oxygen Separation Technology)

  • 박성구;김동섭;손정락;이영덕
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2008년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.51-54
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    • 2008
  • This study aims to devise and analyze a power generation system combining the solid oxide fuel cell and oxy-fuel combustion technology. The fuel cell operates at an elevated pressure, a constituting a SOFC/gas turbine hybrid system. Oxygen is extracted from the high pressure cathode exit gas using ion transport membrane technology and supplied to the oxy-fuel power system. The entire system generates much more power than the fuel cell only system due to increased fuel cell voltage and power addition from oxy-fuel system. More than one third of the power comes out of the oxy-fuel system. The system efficiency is also higher than that of the fuel cell only system. Recovering most of the generated carbon dioxide is major advantage of the system.

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Vanadium Oxide 나노구조 형성 (Anodic Growth of Vanadium Oxide Nanostructures)

  • 이현권;이기영
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2018년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.68-68
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    • 2018
  • Nanoporous or nanotubular metal oxide can be fabricated by anodization of metal substrate in fluoride contained electrolytes. The approach allows various transition metals such as Zr, Hf, Nb, Ta to form highly ordered oxide nanostructures. These oxide nanostructures have various advantages such as high surface area, fast electron transport rate and slow recombination in semiconductive materials. Recently, vanadium oxide nanostructures have been drawn attentions due to their superior electronic, catalytic and ion insertion properties. However, anodization of vanadium metal to form oxide layers is relatively difficult due to ease formation of highly soluble complex in water contained electrolyte during anodization. Yang et al. reported $[TiF_6]^{2-}$ or $[BF_4]^-$ in electrolyte helps to formation of stable oxide layer [1, 2]. However, the reported approaches are very sensitive in other parameters. In this presentation, we deal with the other important key parameters to form ordered anodic vanadium oxide such as pH, temperatures and applied potential.

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Effect of ion Pairing on the Cellular Transport of Antisense Oligonucleotide

  • Song, Kyung;Kim, Kyoung-Mi;Kim, Jae-Baek;Ko, Geon-Il;Sohn, Dong-Hwan
    • Archives of Pharmacal Research
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    • 제20권5호
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    • pp.438-442
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    • 1997
  • Antisense oligonucleotide represents an interesting tool for selective inhibition of gene expression. However, their low efficiency of introduction within intact cells remains to be overcome. Antisense-$TGF{\beta}$ (25 mer) and antisense-$TGF{\beta}$ (18 mer) were used to study the cellular transport and biological function of antisense oligonucleotide in vitro. Since TGF and TNF play on important role in regulating the nitric oxide production from macrophages, the action of the above antisense oligonucleotides was easily monitored by the determination of nitrite. Poly-L-lysine, benzalkonium chloride and tetraphenylphosphonium chloride were used as polycations, which neutralize the negative charge of antisense oligonucleotide. The production of nitric oxide mediated by .gamma.-IFN in mouse peritoneal macrophage was increased by antisense-TGF.betha. in a dose-dependent manner. Antisense-$TGF{\beta}$ reduced the nitric oxide release from activated RAW 264.7 cells. Significant enhancement in the nitric oxide production was investigated by the cotreatment of poly-L-lysine with antisense-$TGF{\beta}$On the meanwhile, inhibition effect of antisense-$TGF{\beta}$ is not changed by the addition of poly-L-lysine. These results demonstrate that control of expression of $TGF{\beta}$ and TNF.alpha. gene is achieved using antisense technology and the cellular uptake of antisense oligonucleotide could be enhanced by ion-pairing.

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Applications to Thin Film Processing to Solid Oxide Fuel Cells

  • Kim, Eui-Hyun;Hwang, Hee-Su;Ko, Myeong-Hee;Hwang, Jin-Ha
    • 한국진공학회:학술대회논문집
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    • 한국진공학회 2013년도 제44회 동계 정기학술대회 초록집
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    • pp.696-696
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    • 2013
  • Solid Oxide Fuel Cells (SOFCs) have been gaining academic/industrial attention due to the unique high efficiency and minimized pollution emission. SOFCs are an electrochemical system composed of dissimilar materials which operates at relatively high temperatures ranging from 800 to 1000oC. The cell performance is critically dependent on the inherent properties and integration processing of the constituents, a cathode, an electrolyte, an anode, and an interconnect in addition to the sealing materials. In particular, the gas transport, ion transport, and by-product removal also affect the cell performance, in terms of open cell voltages, and cell powers. In particular, the polarization of cathode materials is one of the main sources which affects the overall function in SOFCs. Up to now, there have been studies on the materials design and microstructure design of the component materials. The current work reports the effect of thin film processing on cathode polarization in solid oxide fuel cells. The polarization issues are discussed in terms of dc- and ac-based electrical characterizations. The potential of thin film processing to the applicability to SOFCs is discussed.

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전기투석/용매추출 공정에서 멤브레인 표면 개질을 통한 구리 이온의 회수 효율 향상 (Improved Copper Ion Recovery Efficiency through Surface Modification of Membranes in the Electrodialysis/Solvent Extraction Process)

  • 박중원;김리나;이현주;김민석;손희상
    • 멤브레인
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    • 제32권6호
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    • pp.486-495
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    • 2022
  • 본 연구는 전기투석과 용매추출을 융합한 희유금속 회수 공정에서 분리막과 음이온교환막의 개질을 통해 유기상과 수상에 대한 분리막의 낮은 젖음성 및 AEM을 통한 수소이온 투과로 인한 금속이온의 회수 효율 감소를 개선하였다. 구체적으로, 분리막 표면 중 한면은 polydopamine (PDA) 통한 친수성 개질, 다른 면은 SiO2 또는 graphene oxide를 통한 친유성개질을 함으로써 분리막의 젖음성을 개선하였다. 또한, 음이온교환막의 표면을 polyethyleneimine, PDA, poly(vinylidene fluoride) 등을 이용, 개질해 수분 흡수(Water uptake) 감소 및 기공구조 변화를 통해 수소이온 수송을 억제해 수소이온 투과를 억제할 수 있다. 개질된 막 표면 형상과 화학적 특성 및 조성은 주사전자현미경과 푸리에변환 적외선 분광법을 통해 확인되었고, 이를 구리 이온 회수 시스템에 적용해 향상된 추출 및 탈거 효율과 수소이온 수송 억제능을 확인하였다.

초임계 이산화탄소 유체를 이용한 결정성/무정형 폴리에테르 전해질의 이온전도특성 연구 (Characterization of ion-conductive Behaviors for Crystalline/Amorphous Solid Polyether Electrolytes Using Supercritical $CO_2$ Fluid)

  • 곽근호;;;;홍성권
    • 폴리머
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    • 제26권6호
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    • pp.785-791
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    • 2002
  • 결정성 및 무정형 고분자 전해질의 이온전도 거동에 미치는 초임계 이산화탄소 (sc$CO_2$) 유체의 영향에 대해 조사하였다. 본 연구는 폴리에테르 전해질의 이온전도도 향상에 관한 새로운 개념의 접근 방법이다. sc$CO_2$ 처리결과, 결정성 PEO 전해질의 경우 실온에서 100배 이상의, 무정형 PMEO 전해질은 9$0^{\circ}C$에서 30배 가까운 이온전도도의 상승을 나타내었다. 이는 고분자 매트릭스 내부로 $CO_2$ 분자가 침투함으로써 이온 분산효과로 캐리어 이온의 수를 증가시키고 가소화 효과로 인해 유리전이온도를 저하시켜 이온이동도를 향상시킨 결과이다.