• Korean Chemical Engineering Research
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• 제61권3호
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• pp.426-438
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• 2023

차세대 전지로 주목받는 리튬-황 전지는 높은 에너지 밀도를 갖는 반면, 황의 절연 특성, 셔틀 현상 그리고 부피팽창으로 인하여 상용화에 어려움이 있다. 본 연구에서는 경제적이고 간단한 진공여과 방법으로 바인더와 집전체가 없는 프리스탠딩 전극을 제조하였고 탄소나노튜브(CNT)를 황의 전기전도도 향상을 위하여 사용하였다. 여기서 CNT는 집전체와 도전재 역할을 동시에 수행하였다. 추가로 리튬폴리설파이드의 흡착에 용이한 금속산화물(MO_x, M=Ni, Mg)을 CNT/S 전극에 첨가함으로써 리튬-황 전지의 셔틀반응을 억제하였다. MO_x@CNT/S 전극은 금속산화물을 도입하지 않은 CNT/S 전극에 비해 높은 용량 특성과 사이클 안정성을 나타내었으며, 이는 금속산화물의 우수한 리튬폴리설파이드 흡착 특성으로 인하여 황 활물질의 손실을 억제한 결과이다. MO_x@CNT/S 전극 중에서 NiO를 도입한 NiO@CNT/S 전극은 1 C에서 780 mAh g^-1의 높은 방전용량을 나타내었고 200 사이클 후 134 mAh g^-1으로 극심한 용량 감소가 나타났다. MgO@CNT/S 전극은 비록 초기 사이클에 544 mAh g^-1의 낮은 방전용량을 나타냈지만, 200 사이클까지 용량을 90% 유지하는 우수한 사이클 안정성을 나타내었다. 고용량과 사이클 안정성 확보를 위하여 Ni:Mg를 0.7:0.3의 비율로 혼합한 Ni_0.7Mg_0.3O@CNT/S 전극은 755 mAh g^-1 (1 C)의 초기 방전용량과 200 사이클 후에도 90% 이상의 용량 유지율을 나타내었다. 따라서 이원 금속산화물의 CNT/S 프리스탠딩으로의 적용은 고용량 특성뿐만 아니라 가장 큰 문제인 리튬폴리설파이드의 용출을 효과적으로 개선하여 경제적이고 고성능 리튬-황 전지의 개발이 가능함을 시사한다.

• 한국결정성장학회지
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• 제15권1호
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• pp.16-20
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• 2005

고체 산화물 연료전지 전해질 재료인 8YSZ(yttria stabilized zirconia)세라믹 소재의 전기 전도도와 기계적 특성을 동시에 향상시키기 위하여 첨가제로서 Al₂O₃를 사용하고, 방전 플라즈마 소결법을 적용하였다. 제조된 소결체는 1200℃의 소결 온도에서 96% 이상의 밀도를 보이며, 1 ㎛ 이하의 균일한 크기의 결정립들로 구성된 미세구조를 보여주고 있다. 첨가된 Al₂O₃는 순수한 8YSZ의 결정립성장을 억제하여 파괴인성 및 굽힘강도 등 기계적 물성을 향상시키고, 또한 결정립 내부 전도도는 일정하게 유지한 채, 결정립계 전도도를 향상시켜 전체 이온 전도도를 증가시킴을 확인하였다. 이는 방전플라즈마 소결법이 비교적 낮은 온도에서 소결이 가능하여 기존의 소결 방법에서 문제시 되었던 8YSZ내로 Al₂O₃가 용해되는 것이 억제 되었을 뿐 아니라, 결정립계에 존재하는 SiO₂가 Al₂O₃와 반응하여 Al/sub 2-x/Si/sub l-y/O/sub 5/상으로 결정화되면서 결정립계 전도도를 향상시킨 결과로 사료된다.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권4호
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• pp.328-334
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• 2014

본 연구는 태양광 소재인 폴리실리콘 제조시 부산되는 슬러지를 시멘트 클링커의 원료로서 사용 가능성에 대해 검토하였다. 시멘트 클링커를 제조 할 때, 폴리실리콘의 염소 성분이 소성과정에서 광화제로 작용하여 f-CaO 생성량을 낮추고, 시멘트 클링커 광물 중 $C_3S$ 생성량을 증가시킨 것으로 평가되었다. 또한 제조한 시멘트의 물리적 특성을 측정하였다. 제조 시멘트는 폴리실리콘 슬러지 함유량이 증가할수록 응결 시간을 단축시켰다. 이러한 결과는 염소 성분이 수화촉진제로써 작용해서 $C_3S$의 수화에 의해서 생성된 수산화칼슘의 용해를 촉진하기 때문이다. 또한 이러한 이유로 재령 1일에서의 모르타르 압축강도는 폴리실리콘 슬러지 함유량이 많을수록 컸다. 재령 3, 7, 28일 압축강도는 폴리실리콘 슬러지 첨가량 5wt%까지 증진되는 경향을 나타냈다. 이러한 이유는 클링커 제조 시 염소 성분이 $C_3S$ 광물 생성량을 증가시킴으로 3일 이후 압축강도를 증진시킨 것이다.

• 대한지하수환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.27-40
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• 1997

화강암과 석회암으로 구성된 동해 터널굴착지 역 주변에 대한 수리지구화학적 연구를 수행한 결과, 채수한 자연수 시료는 그 화학적 특성에 따라 화강암 지역의 물(그룹 1)과 석회암 지역의 물(그룹 2)로 구분 가능하였다. 이러한 구분은 군집분석을 통하여 통계적으로 확인되며, 동일 지점에서 채수된 터널용출수는 채수시기에 따라 각각 그룹 1 및 2에 속하는 것으로 나타났다. 요인분석 결과 그룹 1은 사장석이 카올리나이트로 풍화되는 반응, 그룹 2는 방해석의 용해 반응에 의하여 각각의 화학적 특성이 결정된다. 터널용출수가 시기에 따라 상이한 특징을 보이는 이유는 두 차례의 채수시기 도중에 수행된 화강암 지역의 누수대에 대한 방수작업이 효과적으로 작용하여 지하수 유동체계를 변화시켰기 때문으로 판단된다. 한편 역학적 조사 결과 터널용출수는 다른 자연수 시료에 비하여 대수층의 조암광물과 상호 반응을 더욱 많이 거친 것으로 보인다. 질량평형에 기초한 계산을 통하여 터널용출수에 대한 두 그룹 물의 혼합율 및 물-암석반응이 정량적으로 도출되었으며 이 결과는 통계적 및 열역학적 조사 결과와 잘 일치한다.

• 자원리싸이클링
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• 제16권2호
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• pp.48-55
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• 2007

석탄화력발전소에서 부산물로 발생하는 비산재를 이용하여 저밀도 폴리에틸렌 열분해용 저가 크래킹 촉매를 합성하였다. 석탄비산재에 포함되어 있는 실리카와 알루미나를 NaOH와의 융합을 통해 용출시키고 이를 공침시킴으로써 비정질 실리카알루미나 촉매로 합성하였다. NaOH/석탄비산재 중량비와 활성화 시간 등의 합성조건이 촉매 합성에 미치는 영향을 살펴보기 위하여 열중량분석기를 사용하여 저밀도 폴리에틸렌 촉매 열분해를 수행하였다. 열분해 온도 변화와 열분해 생성물의 비점분포를 분석하여 합성 촉매의 성능을 평가하였으며 합성된 촉매의 물리적 특성과 촉매 활성간의 관계를 고찰하였다. NaOH/석탄비산재의 중량비가 1.2이고 활성화 시간이 8시간일 때 합성된 촉매가 가장 우수한 성능을 나타내었다. 최적 조건에서 합성된 촉매는 상용촉매와 유사한 활성을 나타내어 우수한 효과를 나타내었으며 폐플라스틱 재활용에 효과적으로 사용할 수 있으리라 예측된다.

• 대한화학회지
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• 제42권1호
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• pp.122-134
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• 1998

리튬 2차 전지의 양극재료로 사용되는 스피넬형 망간산화물$(Li_xMn_2O_4)$의 전기화학적 특성과 스피넬 전극에서 용량 감소가 일어나는 원인들에 대해 알아보았고, 용량감소를 억제할 수 있는 방안들을 제시하였다. 스피넬 전극의 가역성은 스피넬 산화물의 합성방법에 따른 순도, 입자크기 및 입자크기 분포, 전극극판을 구성하는 활물질, 카본 도전재 및 결합제의 상대적인 함량 그리고 극판의 미세구조 등에 의해 결정된다. 또한 전해액을 구성하고 있는 유기용매와 리튬염의 종류도 스피넬 전극의 충방전특성에 중요한 영향을 미친다. 스피넬의 합성단계에서는 불순물의 생성과 양이온 자리바꿈(cation mixing) 등을 최소화하여야 한다. 극판의 제조시 도전재의 양은 최소화하여야 하나 스피넬의 전도도가 작으므로 도전재의 양이 너무 적으면 극판의 저항에 의한 분극손실이 크다. 결합제는 극판 구성요소의 분산도와 기계적 강도의 측면에서 최적화되어야 한다. 액체전해질로 carbonate 계열의 용매에 fluorine을 포함하고 있는 리튬염을 사용할 경우에 전해액의 산화와 스피넬의 용해 정도가 적어 양극의 용량감소가 적다. 또한, 표면적이 크고 입자크기가 작은 도전재를 사용할 경우 분극손실은 적으나 잔해질의 분해반응이 심하므로 이들 사이에 적절한 trade-off가 요구된다.

• 한국환경농학회지
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• 제18권4호
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• pp.327-331
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• 1999

Pot당 풍건토양 15㎏에 질소비료를 제외한 인산과 가리비료만 시용한 무질소구(None-N), 질소비료로 요소를 시용한 요소구(urea, control)와 질소비료로 폐지섬유를 이용한 시제품을 사용한 시제품구(SRF)에 배추(평강하보배추)를 공시하여 작물의 생육, 수량 및 수량구성요소, 작물의 양분이용율 및 토양의 화학적 특정변화 등을 조사하여 실용화 가능성을 검토한 결과는 다음과 같다. 시제품의 질소수중용출량은 12시간까지는 60.4%로 급격하게 용출량이 많았으나, 그 후 서서히 용출되어 72시간에 75%까지 용출되었다. 최엽장은 시제품구와 요소구간에 전생육기에 비슷한 경향을 보였다. 정식 후 40일의 엽록소 함량과 광합성능력은 시제품구에서 요소구보다 다소 높았다. 구고, 구폭, 엽수 및 개체당 생체중은 시제품구와 요소구간에 통계적인 유의성은 없었다. 수확기에 식물체중 전질소함량과 질소이용율은 시제품구가 요소구보다 높았으며, 질소흡수량은 시제품구가 요소구보다 11% 높았다. 시험 후 토양중 전질소함량은 시제품구와 요소구간에 비슷한 경향이었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제36권2호
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• pp.276-285
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• 2012

본 연구목적은 열간압연용 런-아웃 테이블 롤러 표면의 기계적 성질을 개선하기 위해 다공질 자용성 합금으로 피복하는 방법을 개발하는 것이다. 열간압연에서 런-아웃 테이블의 롤러 내구성을 높이기 위해서는 고온에서 롤러표면의 경도를 높게 유지해야 하고, 내마모성, 내식성, 내열성, 내소부성 및 내응착성의 향상을 유지하여야 한다. 또한, 고온의 열연 강판을 안정적으로 이송할 수 있도록 하기 위해서는 롤러표면에 적절한 마찰계수를 유지하도록 하여야 하고, 롤러와 강판 사이에 미끄럼 발생이 없어야 한다. 본 연구에서는 자용성 합금에 텅스텐카바이드를 첨가시켜 서메트화하여 롤러의 내마모성을 증대시켰고, 미세 철분말을 롤러표면에 피복하여 다공질을 만들어 마찰계수를 높이고 붙잡음성을 향상시켰다. 그 결과, Ni-Cr 피복 롤러에 비하여 다공질 자용성 합금 피복 롤러는 피복층에 철분이 5 ~ 10 wt%로 많이 함유되어 재용융 공정에서 전기로로 가열하여 일부분만 합금화되고 나머지는 산화 및 용해에 의해 탈락되어 다공질로 나타나 강판과의 붙잡음성을 향상시켰다.

• 한국응용약물학회:학술대회논문집
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• 한국응용약물학회 1997년도 춘계학술대회
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• pp.116-116
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• 1997

Complex formation of practically insoluble dexamethasone dipropionate (DDP) with ${\beta}$-cyclodextrin (${\beta}$-CD), dimethyl-${\beta}$-cyclodextrin (DMCD), trimethyl-${\beta}$-cyclodextrin (TMCD), 2-hydroxypropyl-${\beta}$-cyclodextrin (HPCD) and sulfobutyl ether ${\beta}$-cyclodextrin (SBCD) in water was investigated by solubility method at various temperatures. Water solubility of DDP was found to be 1.78 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ at 37$^{\circ}C$. Propylene glycol (PG)-water cosolvent increased the solubility of DDP, but the solubilization was not sufficient (8.93 $\mu\textrm{g}$/$m\ell$ in 20% PG). The addition of CD markedly increased the solubility of DDP in water, and A$\sub$L/ type phase solubility diagrams were obtained with ${\beta}$-CD, TMCD, HPCD and SBCD, where the apparent stability constants of the soluble complexes at 25$^{\circ}C$ were determined to be 1388, 216, 1054, and 1992 M$\^$-1/, respectively. However, DMCD remarkably increased the solubility of DDP, and showed an A$\sub$P/ type diagram, suggesting that DMCD forms a soluble complex of high order with DDP. The stability constant for the DDP-DMCD complex at 25$^{\circ}C$ was determined to be 19132 M$\^$-1/. The thermodynamic parameters were calculated for the inclusion complex formation in aqueous solution. CD (1${\times}$10$\^$-2/M) remarkably decreased the partition coefficients of DDP between isopropyl myristate/water in the order of TMCD < ${\beta}$-CD < HPCD < SBCD < DMCD, and in squalane/water system in the order of HPCD < TMCD < ${\beta}$-CD < DMCD < DMCD $\leq$ SBCD. This finding represents that, in a o/w type cream, cyclodextrin complexation with DDP may result in high concentration of DDP in aqueous phase. The permeation of DDP through a cellophane membrane was highly suppressed by the addition of CD, and the degree of suppression was different among CDs, indicating that CD may control the skin permeation of DDP. The dissolution rates of solid dispersions with CDs were much faster than those of drugs alone and corresponding physical mixtures. All DDP-CD solid dispersions exceeded the equilibrium solubility. Consequently these results suggest that complex formation of DDP with CDs may provide useful means to markedly enhance the solubility, and CDs are useful in the semi-solid preparations such as creams and gels for topical application.

• 자원환경지질
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• 제29권2호
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• pp.215-225
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• 1996

All the radionuclides in high-level nuclear waste will decay to harmless levels eventually but for some radionuclides decay is so slow that their radiation remains dangerous for times on the order of tens or hundreds of thousands of years. At the present time, the most favorite disposal plan for high-level radioactive waste is a mined geological disposal in which canister enclosing stable solid form of radioactive waste is placed in mined cavities locating hundred meters below the surface. The chief hazard in such disposal is dissolution of radionuclides from the waste in the groundwater that will eventually carry the dissolved radionuclides to surface environments. The hazard from possible escape of the radionuclides through groundwater can be delayed by engineered and geologic barriers. The engineered barriers can become useless by unexpected geologic catastrophe such as volcanism, earthquake, and tectonic movement and by fraudulent work such as careless construction, improperly welded canisters within the first few decades or centuries. As a result, dangerously radioactive waste which is still intensively radioactive is directly exposed to attack by moving groundwater. All the more, it is almost impossible to control repositories for times more than 10,000 years. Therefore, naturally controlled geologic, barriers whose properties will not be changed within 10,000 years are important to guarantee the safety of repositories of high-level radioactive waste. In Sweden and France, the suitability of granite for the mined geological disposal of high-level waste has been studied intensively. According to the research in Sweden and France, granites has the following physio-chemical characteristics which can delay the transportation of radionuclide by groundwater. First, the permeabilities of granites decreases as the depth increases and is $10^{-8}{\sim}10^{-12}m/s$ at depth below 300 m. Second, groundwater at depth below 300 m has pH=7-9 and reducing condition (Eh=-0.1~0.4). This geochemical condition is desirable to prevent both canister and solid waste from corrosion. Third most radionuclides are not transported by low solubilities and some radionuclide with high solubility such as Cs and Sr are retarded by absorption of geologic media through which ground water flows. Therefore, if high-level waste is disposed at depth below 300 m in the granite body which has a low permeability and is geologically stable more than 10,000 years, the safety of repositories from the hazard due to radionuclide escape can guaranteed for more than 10,000 years.