• Journal of Industrial and Engineering Chemistry
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• 제68권
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• pp.168-172
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• 2018

This study first investigates the effect of the choice of cation on three different ionic-liquid-based gel polymer electrolytes (ILPEs) with polyimide membranes. The preparation of three ILPEs based on electrospun membranes of PI and incorporating a room-temperature ionic liquid, 1-alkyl-3-methylimidazolium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide complexed with lithium bis(trifluoromethylsulfonyl)imide, is described. ILPE-EMImTFSI has an ionic conductivity as high as $5.3{\times}10^{-3}S\;cm^{-1}$ at $30^{\circ}C$. Furthermore, it shows higher thermal stability and electrochemical oxidation stability compared to the other two ILPEs because of its stronger bonds. These results indicate that polyimide-based ILPE-EMImTFSI is a good candidate for use in high-safety rechargeable lithium metal batteries.

• 한국전기전자재료학회논문지
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• 제36권1호
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• pp.1-9
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• 2023

According to the recent global warming, it is necessary to use energy efficiently together with eco-friendly energy. The development of alternative technologies is requisite for managing the current energy and climate crises. In this regard, "smart windows," which can control solar radiation, can be used to mitigate energy demands. Electrochromic devices (ECDs) effectively control the amount of solar energy reaching commercial and other living areas and maintain climate conditions via color modulation in response to small external stimuli, such as temperature and light irradiation. However, the performance and the stability of ECDs depend on the state of the electrolyte and sealing of the device. To resolve the aforementioned issues, an ECD was manufactured by using a poly (methyl methacrylate) (PMMA)-based gel polymer electrolyte (GPE), and a laminating method was used to adequately seal the ECD. The concentrations of PMMA, acetonitrile (ACN), and ferrocene (Fc) were controlled to optimize the composition of the GPE to achieve an enhanced electrochromic performance. The fabricated GPE-based ECD afforded high optical contrast (~81.92%), with high electrochromic stability up to 10,000 cycles. Moreover, the lamination method employing the GPE could be used to fabricate large-area ECDs.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제8권2호
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• pp.107-114
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• 2017

Pseudo capacitors belong to one group of super capacitors which are consisted with non carbon based electrodes. As such, conducting polymers and metal oxide materials have been employed for pseudo capacitors. Conducting polymer based pseudo capacitors have received a great attention due to their interesting features such as flexibility, low cost and ease of synthesis. Much work has been done using liquid electrolytes for those pseudo capacitors but has undergone various drawbacks. It has now been realized the use of solid polymer electrolytes as an alternative. Among them gel polymer electrolytes (GPEs) are in a key place due to their high ambient temperature conductivities as well as suitable mechanical properties. In this study, composition of a polyacrylonitrile (PAN) based GPE was optimized and it was employed as the electrolyte in a pseudo capacitor having polypyrrole (PPy) electrodes. GPE was prepared using ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), sodium thiocyanate (NaSCN) and PAN as starting materials. The maximum room temperature conductivity of the GPE was $1.92{\times}10^{-3}Scm^{-1}$ for the composition 202.5 PAN : 500 EC : 500 PC : 35 NaSCN (by weight). Performance of the pseudo capacitor was investigated using Cyclic Voltammetry technique, Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) technique and Continuous Charge Discharge (GCD) test. The single electrode specific capacity (Cs) was found out to be 174.31 F/g using Cyclic Voltammetry technique at the scan rate of 10 mV/s and within the potential window -1.2 V to 1.2 V. The same value obtained using EIS was about 84 F/g. The discharge capacity ($C_d$) was 69.8 F/g. The capacity fade over 1000 cycles was rather a low value of 4%. The results proved the suitability of the pseudo capacitor for improving the performance further.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제17권3호
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• pp.331-337
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• 2006

높은 이온전도도와 충분한 기계적 강도, 전해질 누수가 적은 새로운 형태의 고분자 전해질막(pore-gel SPE)을 연구 개발하였다. 다공성 PVDF-HFP 고분자막의 기공 내에 전해질 용액을 흡수시킨 후 막 내에서 젤화를 진행시켰다. 전해질 용액은 2:2:1의 비를 갖는 PC/EC/DMA에 1M SA(Salicylic acid)를 용해하고 여기에 고분자막을 용해시킬 수 있는 아세톤을 첨가하였다. 초음파를 이용함으로써 고분자막의 용액 흡수율을 증가시키고 또 고분자막에서 젤화를 촉진 시킬 수 있었다. 이렇게 젤화한 막의 이온전도도는 젤화 전 막보다 $1{\sim}2.2$ 배 향상되었고, 인장강도는 gel-type SPE 보다 40 배 증가하였으며, 전해질 누수실험결과 hybrid-type SPE는 13%의 누수를 보였으나 본 연구의 막(pore-gel SPE)은 6%로 감소함을 보였다.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.141-144
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• 2003

Proton conducting polymeric gels as the electrolytes of electrochemical capacitors have been prepared by two different methods: 1) swelling a polymethacrylate-based polymer matrix in aqueous solutions of inorganic and organic acids, and 2) polymerizing complexes of anhydrous acids and prepolymers with organic plasticizer. The FT-IR spectra strongly suggest that the carbonyl groups in the polymer matrix interact with protons from the doped acids. High ionic (proton) conductivity in the range of $6\times10^{-4}-4\times10^{-2}\;S\;cm^{-1}$ was obtained at room temperature for the aqueous gels. The non-aqueous polymer complexes showed rather low ionic conductivity, but it was about $10^{-3}\;S\;cm^{-1}\;at\;70^{\circ}C$ for the $H_3PO_4$ doped polymer electrolyte. The mechanisms of ion (proton) conduction in the polymeric systems are discussed.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제36권4호
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• pp.1253-1258
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• 2019

고분자를 기반으로 하는 고체 전해질은 수퍼커패시터, 배터리, 센서, 액추에이터 등 다양한 전기화학 소자에 응용이 가능한 소재로써, 기존 고분자 전해질의 낮은 이온전도도를 향상시키기 위해서 다양한 이온성 액체 기반의 고체 전해질에 관한 연구가 활발히 진행 중에 있다. 이온성 액체의 높은 전기적 특성 및 전기화학적, 열적 안정성과 고분자의 우수한 기계적인 강도를 활용한 젤 상태의 고체 전해질인 이온젤은 차세대 웨어러블 및 플렉시블 전자소자에 응용되어 연구되고 있다. 따라서 본 연구에서는 이러한 이온성 액체와 고분자 기반의 고체 전해질을 제조하고 특성을 분석하여 탄소나노복합체 기반의 전극에 적용하여 다양한 전자소자에 응용이 가능한 이온전도도 및 안정성이 향상된 이온성 액체 기반의 고체 전해질을 개발하고자 한다. 제조된 고체전해질은 전기화학적 임피던스법을 이용하여 이온 전도도를 측정하여 보았으며 이온성 액체를 첨가하여 제조한 고체전해질의 이온 전도도가 1.26 × 10^-1 S/cm 로 확인되었다. 또한 제조된 고체 전해질을 이용하여 전고체형 수퍼커패시터를 제조하여 전기화학적 특성을 비교하여 보았으며, 수퍼커패시터의 전기화학적 특성 역시 이온성 액체를 첨가하여 제조된 고체 전해질을 사용하였을 때 향상된 전기화학적 특성을 나타내었다.

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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• pp.69-72
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• 2004

So far the most practical polymer electrolytes are gel systems, which contain a polymeric matrix, a lithium salt, and aprotic organic solvents. This has met with success but has had disadvantages that the addition of solvents promotes deterioration of the electrolyte's mechanical properties and increases its reactivity towards the lithium metal anode.[1](omitted)

• 한국막학회:학술대회논문집
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• 한국막학회 2003년도 The 4th Korea-Italy Workshop
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• pp.37-40
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• 2003

Mesoporous zeolite - heteropolyacid-polymer hybrid membrane was prepared by sol-gel processes to make a proton conducting membrane. The crystallinity of mesoporous zeolite in composite membrane was increased with contents of heteropolyacid. Proton conductivity obtained from impedance measurements increases with contents of heteropolyacid, about 10$^{-3}$ S/cm in ca. 1.5 Wt% heteropolyacid.

• 공업화학
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• 제28권2호
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• pp.153-157
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• 2017

Hydroxyethyl-cellulose (HEC) 함량별로 겔 타입 내부전해질을 제작하여 이온전도도와 내구성 측정 실험을 수행하였다. 이온전도도 측정결과 HEC 함량이 증가할수록 이온전도도가 감소하여 12% 함량의 겔 타입 내부전해질은 기준전극에 적용이 어려울 것으로 판단하였다. HEC 함량별 내구성 실험결과, HEC의 함량이 감소할수록 carrier density가 증가하여 다공성 막을 통해 유출되는 전해질(KCl)의 양이 증가하였다. 따라서 선박평형수 처리장치와 같이 장시간 사용하기 위해 겔 타입 내부전해질을 HEC 10%로 선정하였다. HEC 10%의 겔 타입 내부전해질을 이용하여 기준전극과 TRO (total residual oxidants) 센서를 제작하여 TRO 분리능 실험을 수행하였다. TRO 센서에 50 mV의 전위를 30 s 동안 동일하게 인가하여 전류변화를 비교한 결과 0.2~30 PSU 조건에서 0~15 mg/L의 TRO 농도가 분리됨을 확인하였다. 따라서 HEC를 이용한 겔 타입 내부전해질을 TRO 센서에 적용할 수 있으며, 이를 이용하여 담수뿐만 아니라 해수 조건에서 TRO를 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제14권5호
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• pp.2529-2535
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• 2013

SPEEK/PWA/silica 전해질 복합막을 제조하기 위하여 졸-겔 방법을 이용하였다. 졸-겔반응의 전구체로는 TEOS를 사용하였으며 첨가제 겸 촉매로는 phosphotungstic acid(PWA)를 사용하였다. FE-SEM 분석을 통하여 PWA 및 silica 나노입자들은 고분자속으로 균일하게 분산되는 것을 확인할 수 있었다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 함수율은 TEOS의 비율이 낮은 경우에는 TEOS의 증가에 따라 함수율이 감소하였지만 TEOS의 비율이 높은 경우에는 TEOS의 영향을 적게 받았다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 이온전도도는 함수율의 변화와 유사한 경향을 나타내었으며 TEOS의 비율이 증가함에 따라 처음에는 이온전도도가 감소하다가 다시 증가하는 경향을 나타내었다. SPEEK/PWA/silica 복합막의 메탄올 투과도는 TEOS의 농도가 증가함에 따라 투과도가 감소하는 경향을 나타내었다.