리튬 이차 전지의 전기화학적 특성 및 안전성 향상을 위한 음극 활물질 표면 처리 재료로 $Al_2O_3$와 $nano-Li_4Ti_5O_{12}$등이 사용된다. 표면 처리된 음극 활물질의 형상과 특성을 관찰하기 위해 주사전자현미경(Scanning electron microscopy, SEM), 투과전자현미경(Transmission electron microscopy, TEM)으로 관찰하였으며, 전기화학적 특성 및 안전성 평가를 위해 충방전기 및 가속 율열량계(Accelerating Rate Calorimeter, ARC)를 사용하였다. 각각의 금속 산화물에 따른 초기 효율 및 초기 용량은 82.5%와 350mAh/g로 동일하지만, 충방전 율속에 따른 특성 및 수명, 그리고 열적 안전성은 $nano-Li_4Ti_5O_{12}$로 음극 활물질을 표면 처리 한 활물질이 더 우수하였다.
Alper Erdem Yilmaz;Baybars Ali Fil;Murat Tolga Yilmaz;Serkan Bayar;Zuhal Koksal
Journal of Electrochemical Science and Technology
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제15권1호
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pp.178-189
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2024
This work aims to investigate the efficiency of electrocoagulation (EC) of pistachio processing industrial wastewater (PPIW) using the continuous EC process. The tubular reactor made of stainless steel with an internal diameter of 60 mm was used as a cathode electrode. The effect of some parameters was examined on the removal of chemical oxygen demand (COD) and total phenols (TP) removal efficiency. The influences of the initial pH of wastewater (from 4 to 8), flow rate (from 25 to 125 mL/min), current density (from 7 to 21 mA/cm2), and supporting electrolyte type (NaCl, NaNO3, and Na2SO4), supporting electrolyte concentration (from 10 to 100 mg/L NaCl) on removal efficiency were investigated to determine the best experimental conditions. The examination of the physico-chemical parameters during the EC treatment showed that the best removal efficiency was obtained under conditions where the flow rate was 25 mL/min (20 min reaction time), the pH value was 5.2, and the current density was 21 mA/cm2 has set. Under these experimental conditions, COD and TP removal efficiency were found to be 75% and 97%, respectively, while energy consumption was 18.5 kW h/m3. The study results show that the EC can be applied to PPIW pre-treatment.
Deburring and edge finishing technology as the final process of machining operation is required for manufacturing of advanced precise conponents. But, deburring is considered as a difficult problem on going to the high efficient production and automation in the FMS. Removal of burr couldn't have a standard of its definition because of its various shapes, dimensions and properties and mostly depends on manual treatment. Especially, deburring for cross hole inside is very difficult owing to its shape passing through out perpendicular to a main hole. The electrochemical method is suggested as its solution in practical aspect. Therefore, electrochemical deburring technology needs to be developed for the high efficiency and automation of internal deburring in the cross hole. In this study, the new process in the eliminating burr inside cross hole, electrochemical deburring by the wheel electroplated with Cubic-Boron-Nitrade abrasives, is suggested. Its deburring mechanism is described and machining performances is investigated. Also, CBN electroplated wheel is designed and manufactured and then characteristics of electrochemical deburring are investigated through experiments. Overall electrochemical deburring performance against burr inside cross hole is examined in the various power sources such as peak current and direct current.
전기화학적 환원 반응을 이용하는 전기 분해에 의한 방법으로 중금속 폐수를 처리하여 금속성분을 회수하는데 있어 cyclic voltammetry를 적용하였다. 아연용액에서의 아연전극과 탄소전극에 대한 전기적 반응 특성은 voltammogram으로 확인할 수 있었으며 수중 아연이온 환원은 전위가 -0.76V 이하에서 반응이 일어나는 것을 알 수 있었다. 용액 중 아연이온의 산화와 환원으로 인해 형성되는 금속 특성은 X선 회절분석 결과를 통해서 확인할 수 있었으며, AFM 이용하여 구리판에 환원된 아연을 관찰할 수 있었다. 본 연구의 결과는 전기분해에 의한 폐수 중 중금속의 처리 및 회수에 있어 기초자료로 활용죌 수 있을 것으로 사료된다.
A new treatment of LiV$_3$O$_{8}$ has beer proposed for improving its electrochemical behavior as a cathode material secondary lithium batteries. Early in its development, the preparation method of LiV$_3$O$_{8}$ strongly influenced its electrochemical properties, such as discharge capacity, rate capability and cycling efficiency. In the present experiment, a new synthesis route has been applied to obtain LiV$_3$O$_{8}$ . Instead of the conventional high temperature technique leading to the crystalline form, a solution technique producing the amorphous form has been used. This material, after dehydration, shows an electrochemical performance exceeding that of the crystalline one. These measurements showed that the ultrasonic treatment process of crystalline LiV$_3$O$_{8}$ causes a decrease in crystallinity and considerable increases in specific surface area and interlayer spacing. So the ultrasonic method provides a convenient means for improving the electrochemical behavior of LiV$_3$O$_{8}$ as a cathode material for secondary lithium batteries.batteries.
The removal of organic carbon and nutrients (i.e. N and P) from wastewater is essential for the protection of the water environment. Especially, nitrogen compounds cause eutrophication in the water environment, resulting in bad water quality. Conventional nitrogen removal systems require high aeration costs and additional organic carbon. Microbial electrochemical system (MES) is a sustainable environmental system that treats wastewater and produces energy or valuable chemicals by using microbial electrochemical reaction. Innovative and cost-effective nitrogen removal is feasible by using MESs and increasing attention has been given to the MES development. In this review, recent trends of MESs for nitrogen removal and their mechanism were conclusively reviewed and future research outlooks were also introduced.
This paper presents a study on the hydrogen embrittlement of Ti-6Al-4V alloys with different microstructures depending on annealing treatment. They were electrochemically charged with hydrogen and subjected to tensile tests to investigate hydrogen embrittlement behavior. Tensile test results showed that the elongation of Ti-6Al-4V alloy specimens was remarkably decreased with increasing the volume fraction of β phase after hydrogen charging. This is because the β phase with a relatively low diffusivity tends to easily form a hydride at grain boundaries during electrochemical hydrogen charging. After hydrogen charging of the Ti-6Al-4V alloy specimen, it found that silver particles were decorated mostly at the grain boundary, and coarser silver particles were usually formed in the specimen annealed at 950 ℃. Therefore, the specimen having higher β phase fraction shows a poor hydrogen embrittlement resistance because the β phase promotes the formation of coarse hydride during electrochemical hydrogen charging, which leads to a large decrease in ductility.
Recently burr technology is rising in the fields of the precision manufacturing and the high quality machining, deburring has treated as a difficult problem on going to the high efficiency, automation in the FMS. Removal of burr with various shapes, dimensions and properties couldn't be standardized and has depended on manual treatment. Especially, deburring for cross hole inside owing to passing through out perpendicular to a main hole is more difficult, the electrochemical method is proper as its solution at practical aspects. Burr elimination in the cross hole drilling of governor shaft used in the automobile engine so far has been worked by a manual post-processing by a skillful worker, which becomes a factor of productivity-down and cost-up so that improvement of machining process is needed. Therefore, for the high efficiency and automation of internal deburring in the cross hole, development of electrochemical deburring technology is needed. So, the new process in the burr treatment is supposed. In this study, characteristics of electrochemical deburring through experiments were identified and factors such as electrolytic gap and electorlytic fluid contributed to removal burr height were analyzed. Also, deburring efficiency and electrolytic performance for cross hole were examined according to electrolytic current and electrochemical deburring condition corresponding to acquired edge quality was found out.
KIM, Seo-Han;KIM, Shin;KIM, Tae-Hun;SONG, Pung-Keun
한국표면공학회:학술대회논문집
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한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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pp.69-69
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2017
For several decades, industrial processes consume a huge amount of raw water for various objects that consequently results in the generation of large amounts of wastewater. There effluents are mainly treated by conventional technologies such are aerobic, anaerobic treatment and chemical coagulation. But, there processes are not suitable for eliminating all hazardous chemical compounds form wastewater and generate a large amount of toxic sludge. Therefore, other processes have been studied and applied together with these techniques to enhance purification results. These techniques include photocatalysis, absorption, advanced oxidation processes, and ozonation, but also have their own drawbacks. In recent years, electrochemical techniques have received attention as wastewater treatment process that show higher purification results and low toxic sludge. There are many kinds of electrode materials for electrochemical process, among them, boron doped diamond (BDD) attracts attention due to good chemical and electrochemical stability, long lifetime and wide potential window that necessary properties for anode electrode. So, there are many researches about high quality BDD, among them, researches are focused BDD on Si substrate. But, Si substrate is hard to apply electrode application due to the brittleness and low life time. And other substrates are also not suitable for wastewater treatment electrode due to high cost. To solve these problems, Ti has been candidate as substrate in consideration of cost and properties. But there are critical issues about adhesion that must be overcome to apply Ti as substrate. In this study, to overcome this problem, TiN interlayer is introduced between BDD and Ti substrate. TiN has higher electrical and thermal conductivity, melting point, and similar crystalline structure with diamond. The TiN interlayer was deposited by reactive DC magnetron sputtering (DCMS) with thickness of 50 nm, $1{\mu}m$. The microstructure of BDD films with TiN interlayer were estimated by FE-SEM and XRD. There are no significant differences in surface grain size despite of various interlayer. In wastewater treatment results, the BDD electrode with TiN (50nm) showed the highest electrolysis speed at livestock wastewater treatment experiments. It is thought to be that TiN with thickness of 50 nm successfully suppressed formation of TiC that harmful to adhesion. And TiN with thickness of $1{\mu}m$ cannot suppress TiC formation.
This article involves a unified treatment of equilibrium thermodynamics of the chemical reaction coupled with other interfacial (phase boundary) reactions. The modified (restrictive) chemical potential ${\mu}_k^+$, such as electrochemical potential, hydrostatic-chemical (mechanochemical) potential (exceptionally in the presence of the pressure difference) and surface-chemical potential, was first introduced under the isothermal and isobaric conditions. This article then enlightened the equilibrium conditions in case where the release of chemical energy is counterbalanced by the supply of electrical energy, by the supply of hydrostatic work (exceptionally in the presence of ${\Delta}p$), and finally by the release of surface energy, respectively, at constant temperature T and pressure p in terms of the modified chemical potential ${\mu}_k^+$. Finally, this paper focussed on the difference between chemical and electrochemical equilibria based upon the fundamentals of the isothermal and isobaric equilibrium conditions described above.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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