• 멤브레인
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• 제24권4호
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• pp.332-339
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• 2014

본 연구에서는 축전식 탈이온 공정(capacitive deionization, CDI)의 성능을 개선하기 위해 poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO)를 기저물질로 이용하여 코팅이 가능한 음이온교환 이오노머(quaternized PPO, QPPO) 용액을 제조하였다. 제조된 QPPO는 상용 음이온교환막(AMX, Astom Corp., Japan) 대비 우수한 이온전도도 특성을 나타내었으며 전기화학적 특성 또한 동등 수준임을 확인할 수 있었다. 다공성 탄소 전극에 이오노머 용액을 코팅하여 CDI 성능평가를 수행하였으며 그 결과 약 94.9%의 높은 염 제거 효율을 나타내었다. 기존의 CDI와 상용 음이온교환막을 결합한 membrane CDI (MCDI), QPPO가 코팅된 전극을 사용한 coated CDI (CCDI)의 탈염 성능을 비교한 결과 QPPO의 높은 이온선택성 및 낮은 이온 전달저항으로 CCDI가 기존의 CDI에 비해 52.1%, MCDI에 비해 18.3% 향상된 높은 염 제거 성능을 나타냄을 확인하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권4호
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• pp.458-464
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• 2021

Lithium ion batteries (LIBs) is a kind of rechargeable secondary battery, developed from lithium battery, lithium ions move between the positive and negative electrodes to realize the charging and discharging of external circuits. Zeolitic imidazolate frameworks (ZIFs) are porous crystalline materials in which organic imidazole esters are cross-linked to transition metals to form a framework structure. In this article, ZIF-67 is used as a sacrificial template to prepare nano porous carbon (NPC) coated cobalt nanoparticles. The final product Co/NPC composites with complete structure, regular morphology and uniform size were obtained by this method. The conductive network of cobalt and nitrogen doped carbon can shorten the lithium ion transport path and present high conductivity. In addition, amorphous carbon has more pores that can be fully in contact with the electrolyte during charging and discharging. At the same time, it also reduces the volume expansion during the cycle and slows down the rate of capacity attenuation caused by structure collapse. Co/NPC composites first discharge specific capacity up to 3115 mA h/g, under the current density of 200 mA/g, circular 200 reversible capacity as high as 751.1 mA h/g, and the excellent rate and resistance performance. The experimental results show that the Co/NPC composite material improves the electrical conductivity and electrochemical properties of the electrode. The cobalt based ZIF-67 as the precursor has opened the way for the design of highly performance electrodes for energy storage and electrochemical catalysis.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제30권1호
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• pp.52-59
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• 2008

The geometric design of an implant surface may play an important role in affecting early osseointegration. It is well known that the porous surfaced implant had much benefits for the osseointegration and the early stability of implant. However, the porous surfaced implant had weakness from the transgingival contamitants, and it resulted in alveolar bone loss. The other problem identified with porous surface implant is the loss of physical properties resulting from the bead sintering process. In this study, we developed the new bead coating implant to overcome the disadvantages of porous surfaced implant. Ti-6Al-4V beads were supplied from STARMET (USA). The beads were prepared by a plasma rotating electrode process (PREP) and had a nearly spherical shape with a diameter of 75-150 ${\mu}m$. Two types of titanium implants were supplied by KJ Meditech (Korea). One is an external hexa system (External type) and the other is an internal system with threads (Internal type). The implants were pasted with beads using polyvinylalcohol solution as a binder, and then sintered at 1250 $^{\circ}C$ for 2 hours in vacuum of $10^{-5}$ torr. The resulting porous structure was 400-500 ${\mu}m$ thick and consisted of three to four bead layers bonded to each other and the implant. The pore size was in the range of 50-150 ${\mu}m$ and the porosity was 30-40 % in volume. The aim of this study was to evaluate the osseointegration of the newly developed dental implant. The experimental implants (n=16) were inserted in the unilateral femur of 4 mongrel dogs. All animals were killed at 8 weeks after implantation, and samples were harvested for hitological examination. All bead coated porous implants were successfully osseointegrated with peripheral bone. The average bone-implant contact ratios were 84.6 % (External type) and 81.5 % (Internal type). In the modified Goldner's trichrome staining, new generated mature bones were observed at the implant interface at 8 weeks after implantation. Although, further studies are required, we could conclude that the newly developed vacuum sintered Ti-6Al-4V bead coating implant was strong enough to resist the implant insertion force, and it was easily osseointegrated with peripheral bone.

• 공업화학
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• 제29권6호
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• pp.759-764
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• 2018

내재적 미세 다공성 고분자(polymer of intrinsic microporosity, PIM-1)를 사용하여 빈용매 유도 상전이법으로부터 3차원 다공성 구조를 가지는 필름을 형성하고, 이를 탄화하여 3차원 다공성 탄소(cNPIM)를 제조하였다. 전자주사현미경 분석을 통해 상전이 공정을 적용한 탄소소재가 마이크로, 메조, 매크로 기공을 모두 가지면서 서로 연결된 계층적 3차원 다공구조를 나타냄을 확인하였다. 특히 상전이 공정의 용매의 함량비를 조절함으로써 기공구조를 제어할 수 있었으며, 결과적으로 평균 0.75 nm의 기공 크기와 $2101.1m^2/g$의 높은 비표면적을 가지면서 약 30%의 메조, 마크로 기공구조를 겸비한 최적화된 다공성 탄소 전극을 제조할 수 있었다. 제조된 3차원 다공성 탄소소재를 전기이중층 캐퍼시터용 전극물질로 사용하여 수계전해질에서 측정한 결과, 높은 비표면적을 가지는 탄소 소재 내의 비약적 이온 이동속도 향상 효과로 높은 비축전용량(304.8 F/g@10 mV/s)과 우수한 충 방전 속도(77% 용량유지율@100 mV/s)를 나타내었다.

• 전기화학회지
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• 제11권1호
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• pp.16-21
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• 2008

직접메탄올 연료전지 (DMFC)의 핵심 구성 요소 중에서 하나는 고분자 전해질막과 촉매층 (연료극과 공기극)으로 구성된 전해질/전극 접합체 (MEA)이다. 그중에서 촉매층은 브러싱법, 전시법, 스프레이 코팅법, 스크린 프린팅법과 같은 다양한 방법을 사용하여 carbon paper나 carbon cloth등과 같은 전극 지지체 위에 코팅한다. 그러나 이러한 촉매 코팅방법들은 전극 지지체 위에 촉매를 균일한 두께로 코팅하기 어렵고, 촉매의 손실이 많으며, 또한 코팅 시간이 많이 필요하다는 단점들이 있다. 본 연구에서는 DMFC용 MEA의 전극층을 바코팅 방법 (bar-coating method)을 사용하여 한 번에 원하는 양의 촉매가 코팅되도록 제조하였다. 이렇게 제조한 전극 촉매층 표면과 단면의 형태를 SEM을 사용하여 관찰하였다. 제조한 MEA의 성능과 저항은 단위전지와 임피던스 분석기를 사용하여 측정하였다.

• 전기화학회지
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• 제4권3호
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• pp.87-93
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• 2001

외부 Ag/AgCl 기준 전극은 가압형 및 비등형 경수로 환경에 널리 사용되었다. 전극의 채움 용액 (Siting solution)으로 통상 KCl을 사용하는데, 다공성 지르코니아로 만들어지는 플러그를 통한 Cl 이온의 누설이 전극의 전위차 변동을 유발하는 문제가 있다. 누설로 인한 전위차 변동의 문제를 해결하기 위해 채움 용액으로 순수를 사용하였다 순수를 사용하는 경우 상온에서의 AgCl용해도에 의해 Cl이온의 농도가 결정된다. 붕산과 수산화리튬 혼합용액으로 $288^{\circ}C$에서 전극의 안정성 실험을 실시하였다. 약 일주일간 전위차 변화는 10mV 이내였으며, $288^{\circ}C$와 $240^{\circ}C$에서의 온도 사이클링 시험 전후의 전위차 변화는 15mV 이내였다. 이온의 limiting equivalent conductances와 Agar의 수역학적 이론을 토대로 하여 전극의 TLJP을 계산하였다. 전극 채움 용액 내의 Cl이온 농도를 상온에서 측정한 값으로 보정하여 이론값을 계산할 경우, 실험값과 비교적 잘 일치하는 것을 알 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제13권4호
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• pp.223-234
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• 2010

본 총설에서는 캐패시터적인 특성을 가지는 다공성 전극의 전기화학특성 분석에 활용되는 임피던스의 복소캐패시턴스 분석법(complex capacitance analysis)의 이론 및 응용에 대해 정리하였다. 이론적으로 캐패시터적인 특성을 갖는 전기화학시스템에 대해 캐패시턴스허수부 도시를 활용하면 효과적인 해석이 가능함이 제시되었다. 또한, 복소캐패시턴스 분석법은 다공성 탄소 재료/전극의 EDLC 특성, 미세기공 내부의 이온전도 특성, 고분자전해질연료전지의 촉매층 이온저항 등의 분석에 효과적으로 적용될 수 있음이 검증되었다.

• 한국재료학회지
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• 제25권9호
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• pp.450-454
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• 2015

A simulation method to estimate microstructure dependent material properties and their influence on performance for a honeycomb structured SiC heating element has been established. Electrical and thermal conductivities of a porous SiC sample were calculated by solving a current continuity equation. Then, the results were used as input parameters for a finite element analysis package to predict temperature distribution when the heating element was subjected to a DC bias. Based on the simulation results, a direction of material development for better heating efficiency was found. In addition, a modified metal electrode scheme to decelerate corrosion kinetics was proposed, by which the durability of the water heating system was greatly improved.

• 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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• 한국전기전자재료학회 2010년도 하계학술대회 논문집
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• pp.226-226
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• 2010

The effects of paste components on the properties of porous $TiO_2$ film electrodes prepared through screen-printing technique were investigated in order to efficiently control and optimize the main fabrication step of the dye-sensitized solar cells (DSC). The screen-printed porous $TiO_2$ films were characterized by ultraviolet-visible (UV-Vis) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM), and applied as a part of the DSC for the energy conversion. The fabricated DSC were evaluated by a solar simulator. The experimental results indicate that the microstructural characteristics of the printed films and the performances of the DSC are dependent on the paste compositions. As a result that the efficiency of DSC prepared by manufactured paste was 0.5%~1% higher than existing paste.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제1권1호
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• pp.25-30
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• 2010

This study demonstrated the synthesis of high-surface-area metal-free carbonaceous electrodes (CE) from anodic aluminum oxide (AAO) templates, and their application as supercapacitors. Multi-walled Carbon nanotubes (MWCNTs) were interwoven into a porous network sheet that was attached to one side of AAO template through a vacuum filtration of the homogeneously dispersed MWCNT toluene solution. Subsequently, the conducting polymer was electrochemically grown into the porous MWCNT network and nanochannels of AAO, leading to the formation of a carbonaceous metal-free film electrode with a high surface area in the given geometrical surface area. Typical conducting polymers such as polypyrrole (PPY) and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) were examined as model systems, and the resulting electrodes were investigated as supercapacitors (SCs). These SCs exhibited stable, high capacitances, with values as high as 554 F/g, 1.08 F/$cm^2$ for PPY and 237 F/g, 0.98 F/$cm^2$ for PEDOT, that were normalized by both the mass and geometric area.