• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.701-705
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• 2019

알칼라인 조건에서의 산소발생 반응(oxygen-evolution reaction: OER)은 다양한 에너지 시스템에 중요한 반응으로 여겨지고 있다. 큰 overpotential을 감소시키기 위해 다양한 촉매들이 개발되고 있으며, 그 중 NiO는 높은 활성도에 대한 가능성으로 인해 연구가 활발하게 진행되고 있다. 촉매의 표면에서 OER에 대한 메커니즘은 정확하게 규명되지는 않았지만, 산화물 촉매에서 Ni 또는 O vacancy와 같은 결함들은 많은 전기화학반응에서 활성점으로 여겨진다. 따라서, 본 연구에서는 nitrogen을 ethylenediamine을 이용하여 NiO의 O위치에 치환하여 Ni vacancy를 형성하고 그로 인해서 OER의 activity와 내구성에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 분석해 보았다.

• 한국결정성장학회지
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• 제29권5호
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• pp.187-191
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• 2019

고체전지, 산화물연료전지, 센서, 산화물 분리막 등 에너지 재료로 활용이 무궁한 산소 이온 전도체 중 acceptor가 첨가된 $LaAlO_3$의 전기적 특성과 고온에서의 혼합전도체로 사용 가능성을 연구하였다. Sr과 Mg을 $LaAlO_3$에 동시에 첨가하여 만든 LSAM의 전기적 특성을 교류(a.c.)와 직류(d.c.) 방법을 이용하여 다양한 산소 분압에서 측정하였다. 교류 임피던스 방법을 이용하여 LSAM의 전체 저항에서 입자(grain) 저항과 입계(grain boundary) 저항을 분리한 결과, $550^{\circ}C$ 이하의 온도에서는 입계 저항이 지배적이나 $800^{\circ}C$ 이상의 온도에서는 입자 저항이 대부분임을 알 수 있었다. 또 산소분압에 따른 전도도 측정을 물질의 결함모델(defect model)을 이용하여 분석해 전체 전도도를 이온 전도도와 전자 전도도로 분리하였다. 그 결과, $800^{\circ}C$ 이상의 고온에서 LSAM은 낮은 산소분압($Po_2$ < $10^{-10}atm$)에서는 산소이온 전도체이고 높은 산소분압($Po_2$ > $10^{-5}atm$)에서는 혼합전도체의 거동을 보였다. 또 온도가 증가하여도 산소이온 전도가 주도적인 산소분압의 영역은 줄어들지 않았고 낮은 산소분압에서도 안정적인 전기적 특성을 보이는 등으로 보아, LSAM은 고온의 낮은 산소분압(T > $1500^{\circ}C$, $Po_2$ < $10^{-10}atm$) 조건에서 용강에서의 산소이온센서와 같은 산소이온체로의 사용 가능성이 높다.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제35권3호
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• pp.297-302
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• 2022

We investigated the origin of magnetic behaviors induced by an asymmetric spin exchange interaction in Fe-site engineered lead iron niobate [Pb(Fe_1/2Nb_1/2)O₃, PFN], which exhibits a room-temperature multiferroicity. The magnitude of spin exchange interaction was regulated by the introduced transition metals with a distinct Bohr magneton, i.e., Cr, Co, and Ni. All compositions were found to have a single-phase perovskite structure keeping their ferroelectric order except for Cr introduction. We discovered that the incorporation of each transition metal imposes a distinct magnetic behavior on the lead iron niobate system; antiferro-, hard ferro-, and soft ferromagnetism for Cr, Co, and Ni, respectively. This indicates that orbital occupancy and interatomic distance play key roles in the determination of magnetic behavior rather than the magnitude of the individual Bohr magneton. Further investigations are planned, such as X-ray absorption spectroscopy, to clarify the origin of magnetic properties in this system.

• 한국세라믹학회지
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• 제47권2호
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• pp.199-204
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• 2010

A dual-phase ceramic membrane consisting of gadolinium-doped ceria (GDC) as an oxygen ion conducting phase and $MnCo_2O_4$ as an electron conducting phase was fabricated by sintering a GDC and $MnCo_2O_4$ powder mixture. The $MnCo_2O_4$ was found to maintain its spinel structure at temperatures lower than $1200^{\circ}C$. (Mn,Co)(Mn,Co)$O_4$ spinel, manganese and cobalt oxides formed in the sample sintered at $1300^{\circ}C$ in an air atmosphere. XRD analysis revealed that no reaction phases occurred between GDC and $MnCo_2O_4$ at $1200^{\circ}C$. The electrical conductivity did not exhibit a linear relationship with the $MnCo_2O_4$ content in the composite membranes, in accordance with percolation theory. It increased when more than 15 vol% of $MnCo_2O_4$ was added. The oxygen permeation fluxes of the composite membranes increased with increasing $MnCo_2O_4$ content and this can be explained by the increase in electrical conductivity. However, the oxygen permeation flux of the composite membranes appeared to be governed not only by electrical conductivity, but also by the microstructure, such as the grain size of the GDC matrix.

• 한국재료학회:학술대회논문집
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• 한국재료학회 2010년도 춘계학술발표대회
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• pp.48.2-48.2
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• 2010

The effect of additives as rare-earth in dielectric materials has been studied to meet the development trend in electronics on the miniaturization with increasing the capacitance of MLCCs (multi-layered ceramic capacitors). It was reported that the addition of rare-earth oxides in dielectrics would contribute to enhance dielectric properties and high temperature stability. Especially, dysprosium and thulium are well known to the representative elements functioned as selective substitution in barium titanate with perovskite structure. The effects of these additives on microstructure and electric properties were studied. The 0.8 mol% Dy doped $BaTiO_3$ and the 1.0 mol% Tm doped $BaTiO_3$ had the highest electric properties as optimized composition, respectively. According to the increase of rare-earth contents, the growth of abnormal grains was suppressed and pyrochlore phase was formed in more than solubility limits. Furthermore, the effect of two rare-earth elements co-doped $BaTiO_3$ on the dielectric properties and insulation resistance was investigated with different concentration. The dielectric specimens with $BaTiO_3-Dy_2O_3-Tm2O_3$ system were prepared by design of experiment for improving the electric properties and sintered at $1320^{\circ}C$ for 2h in a reducing atmosphere. The dielectric properties were evaluated from -55 to $125^{\circ}C$ (at $1KHz{\pm}10%$ and $1.0{\pm}0.2V$) and the insulation resistance was examined at 16V for 2 min. The morphology and crystallinity of the specimens were determined by microstructural and phase analysis.

• 한국결정성장학회지
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• 제25권3호
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• pp.116-120
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• 2015

혼합이온 전도체인 $K_2NiF_4$-type 산화물인 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말을 합성하여 결정구조 분석과 분말의 나노구조화에 따른 고체산화물 연료전지의 양극 성능을 비교 평가하였다. 이온 반경이 큰 Cu가 Ni 자리에 치환되어 Ni-O 팔면체 구조에서 c 축 방향으로 결정구조가 팽창하였으며, Ni-Cu의 Jahn-Teller 뒤틀림으로 산소이온 산화 환원 반응과 이온 전도도 특성에 영향을 주었다. 특히 나노구조의 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말의 경우 표면 촉매성능이 향상되어 단위 전지 성능 향상 결과를 얻을 수 있었다. Ni-YSZ 음극 지지체에 8YSZ 전해질을 dip-coating한 후 $La(Ca)_2Ni(Cu)O_{4+{\delta}}$ 분말을 양극으로 도포하여 얻은 SOFC 단위성능 측정 결과 $800^{\circ}C$에서 $1w/cm^2$의 최대 출력 값을 얻을 수 있었다.

• 한국자기학회지
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• 제14권2호
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• pp.76-82
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• 2004

Brownmillerite 산화물 $Ca_{1-x}$Sr$_{x}$FeO$_{2.5}$ (x = 0, 0.3, 0.5, 0.7, 1.0)의 결정학적 및 자기적 성질을 알아보기 위해 x-선회절 분석법과 Mossbauer 분광법을 이용하였다. 먼저 적정 조성의 전구체(precursor)를 합성한 후 산소가 결핍된 분위기에서 열처리함으로서 여분의 산소가 제거된 다결정 시료분말을 얻었다. Rietveld방법을 사용한 x-선 분석 결과, 시료의 결정구조는 공간군 Pcmn(x = 0, 0.3), Icmm(x = 0.5, 0.7, 1.0)인 orthorhombic 구조를 가지며, Sr의 함량이 증가함에 따라 격자상수가 모두 증가하였다. Neel 온도(T$_{N}$)이하에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 면적비 1:1인 날카로운 12선이 관측되었다. 분석 결과 이들은 팔면체 자리와 사면체 자리의 Fe 이온에 기인하며 각각 -0.3 mm/s와 0.4 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 것으로 나타났다. T$_{N}$ 이상에서의 Mossbauer 스펙트럼은 조성에 관계없이 1.6 mm/s 정도의 전기4중극자 분열 값을 갖는 이중선으로 나타났다. T$_{N}$은 Sr의 함량이 증가함에 따라 760K에서 710K까지 단조 감소하였다. 두 공명흡수선의 면적 비는 조성에 관계없이 거의 1:1로 나타났다. Debye온도 분석결과 Fe이온이 사면체자리에서 더 견고하게 결합되어 있음을 알았다.어 있음을 알았다.