학술발표회 초록 - 특강 ( 촉매 및 반응공학 (Ⅱ) ) : Titania Aerogel 의 제조와 응용에 관한 연구

나병기,L . K . Campbell,E . I . Ko ( Byung Ki Na,L . K . Campbell,E . I . Ko ) 한국화학공학회 1993 추계학술발표회 Vol.- No.-

자동차용휘발유의 산화열화특성 규명 연구

나병기 ( Byung Ki Na ),민경일 ( Kyong Il Min ),임의순 ( Eui Soon Yim ),정충섭 ( Chung Sub Jung ),김재곤 ( Jae Kon Kim ) 한국화학공학회 2013 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.51 No.2

Gasoline generates organic acid and polymer (gum) by hydrocarbon oxidation depending on the storage environment such as temperature and exposure to sunlight, which can cause metal corrosion, rubber and resin degradation and vehicle malfunction caused by accumulation in fuel supply system. The gasoline which has not been used for a long time in bi-fuel (LPG-Gasoline) vehicle causes problems, and low octane number gasoline have evaporated into the field, but the exact cause has not been studied yet. In this study, we suggest a plan of quality management by investigating the gasoline oxidation behavior. In order to investigate the oxidation behavior of gasoline, changes of gasoline properties were analyzed at various storage conditions such as storage time, storage vessel type (vehicle fuel tank, PE vessel and Fe vessel) and storage circumstances (sunlight exposure and open system, etc.). Currently distributing gasoline and bioethanol blended fuel (blended 10%) were stored for 18 weeks in summer season. The sample stored in PE vessel was out of quality standard (octane number, vapor pressure, etc.) due to the evaporation of the high octane number and low boiling point components through the vessel cap and surface. Especially, the sunlight exposure sample stored in PE vessel showed rapid decrease of vapor pressure and increase of gum. Bioethanol blended fuel showed similar results as gasoline.

연구발표논문초록 : 백금 담지 촉매에서 금속 - 담체간의 상호작용에 대한 고찰

나병기 (정),이태진 (정),김영걸 (정) ( Byung Ki Na,Tae Jin Lee,Young Gul Kim ) 한국화학공학회 1982 추계총회초록집 Vol.- No.-

Mechanochemical Process로 제조된 LiCoO2의 전기화학적 특성

조병원 ( Byung Won Cho ),이중기 ( Joong Kee Lee ),이재룡 ( Jae Ryong Lee ),김수진 ( Su Jin Kim ),이관영 ( Kwan Young Lee ),나병기 ( Byung Ki Na ) 한국화학공학회 2008 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.46 No.1

탄소첨가한 Li₃V₂(PO₄)₃의 합성 및 전기화학적 특성

조영임,나병기,Jo, Yeong-Im,Na, Byung-Ki 한국전기화학회 2012 한국전기화학회지 Vol.15 No.2

본 연구에서는 탄소를 첨가하여 $Li_3V_2(PO_4){_3}$의 낮은 전기전도도를 개선시켜서 고율 방전특성, 충 방전 사이클 특성을 향상시키는 것을 목적으로 하고 있다. 탄소 첨가제로는 글루코스와 CNT (carbon nano tube)를 사용하였으며, 탄소의 첨가 여부와 탄소 원료의 종류에 따라 합성된 $Li_3V_2(PO_4){_3}$의 구조적 그리고 전기화학적 특성에 대해 연구를 하였다. $Li_3V_2(PO_4){_3}$와 $Li_3V_2(PO_4){_3}$/C의 $Li_3V_2(PO_4){_3}$/CNT의 합성방법으로는 고상법을 이용하였다. 합성된 물질을 수소환원방법을 통하여 600, 700, 800, $900^{\circ}C$에서 소성해주었다. 합성된 물질로 양극 집전판을 제작하여 상대전극을 리튬메탈로 한 Coin 2032 cell을 만들어 전기화학적 특성분석을 진행하였다. 전지테스트는 정전류법을 이용하여 3.0~4.8 V까지 충 방전 실험을 하였다. The purpose of this study was to improve the conductivity of $Li_3V_2(PO_4){_3}$ by adding carbon source so that the discharge rate and cyclic properties were improved. Glucose and CNT were added to $Li_3V_2(PO_4){_3}$ and the structure and electrochemical properties were studied. $Li_3V_2(PO_4){_3}$, $Li_3V_2(PO_4){_3}$/C and $Li_3V_2(PO_4){_3}$/CNT were synthesised by solid state reaction using hydrogen reduction method at 600, 700, 800, $900^{\circ}C$. The cathode materials were assembled to coin cell type 2032 with Lithium metal as a counter electrode. The coin cell was galvanostatically evaluated in the voltage range of 3.0~4.8 V.

탄소 피복된 SnO₂-SiO₂ 음극활물질의 전기화학적 특성

정구현,나병기,Jeong, Gu-Hyun,Na, Byung-Ki 한국청정기술학회 2013 청정기술 Vol.19 No.1

리튬이온전지에서 음극활물질의 저장용량을 증가시키기 위하여 주석산화물에 대한 연구가 많이 수행되고 있다. 주석산화물은 기존의 흑연 음극활물질보다 충방전 용량이 높다. 하지만 충방전이 진행되는 동안에 부피팽창률이 높아서 활물질이 파괴되는 현상이 나타나므로 과도한 비가역용량이 문제가 된다. 이를 해결하기 위하여 물리적 완충역할을 하는 물질이 첨가된 복합산화물을 제조하였다. $SnO_2-SiO_2$ 복합산화물을 솔-젤법을 이용하여 제조하였다. 10 vol% 프로필렌기체를 이용하여 탄소피복을 하여 전기전도성을 증가시켰다. TG/DTA, XRD, SEM과 FT-IR을 이용하여 제조된 물질의 물성을 분석하였으며, CR2032 코인셀을 제조하여 전기화학적인 특성을 조사하였다. $300^{\circ}C$로 열처리한 후에 탄소피복한 $SnO_2-SiO_2$ 활물질의 전기화학적 특성이 가장 우수하였다. Tin-based materials for lithium ion battery have been proposed as new anode candidates owing to their higher specific capacity and relatively high lithium insertion potential. Tin-based materials have been extensively studied as possible replacements for carbon anodes in lithium ion batteries. However, the large volume expansion results in severe particle cracking with loss of electrical contact, giving irreversible capacity losses which prevent the widespread use of tin-based materials in lithium batteries. So remaining studies of tin-based materials are alleviating volume expansion and improving cycle performance. In this work, $SnO_2-SiO_2$ composites were manufactured with sol-gel method to overcome their volume expansion. Carbon was coated with 10 vol% propylene gas. The characteristics of active material and the effect of heat treatment were investigated with TG/DTA, XRD, SEM and FT-IR. Electrochemical characteristics of these composites were measured with CR2032 type coin cells. Carbon coated $SnO_2-SiO_2$at $300^{\circ}C$ heat treatment showed the best electrochemical performance.

학술발표회 초록 : ( 분리기술 Poster 발표 ) ; 순수한 성분의 흡착등온식으로부터 혼합 기체의 흡착 특성의 예측

문기호,나병기,정연수,송형근,서성섭 ( Ki Ho Moon,Byung Ki Na,Yon Soo Chung,Hyung Keun Song,Sung Sup Suh ) 한국화학공학회 1994 추계학술발표회 Vol.- No.-

기공구조로 제조된 Li₄Ti₅O₁₂ 음극활물질의 전기화학적 특성

서진성,나병기,Seo, Jin-Seong,Na, Byung-Ki 한국화학공학회 2019 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.57 No.6

차세대 리튬이차전지용 음극활물질로 각광을 받고있는 $Li_4Ti_5O_{12}$는 높은 수명특성, 낮은 비가역용량 그리고 충방전시 부피팽창이 거의 없는 물질이다. 하지만 낮은 전기전도도로 인하여 높은 전류밀도에서는 용량특성이 현저하게 낮아지는 단점을 가지고 있다. 이 문제점을 해결하기 위해 P123을 첨가한 졸-겔법으로 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하였다. 제조된 샘플들의 물리적 특성을 분석하기 위해 XRD, SEM, BET를 사용하였고, 전기화학적 특성은 사이클테스트, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS)로 분석을 하였다. P123/Ti = 0.01mol의 비율로 만들어진 $Li_4Ti_5O_{12}$에서 가장 균일한 입자사이즈, 높은 비표면적, 그리고 상대적으로 높은 기공의 분포를 보였다. EIS분석 결과 기공구조의 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 저항을 나타내는 반원의 크기가 현저하게 감소하였으며, 전극 내 저항값이 줄어들었음을 알 수 있었다. 율속 테스트결과 0.2C에서 178 mAh/g, 0.5C에서 170 mAh/g, 5C에서 110 mAh/g 그리고 10C에서 90 mAh/g의 용량을 유지하였고 용량회복율 또한 99%로 매우 우수하였다. $Li_4Ti_5O_{12}$ is a promising next-generation anode material for lithium-ion batteries due to excellent cycle life, low irreversible capacity, and little volume expansion during charge-discharge process. However, it has poor charge capacity at high current density due to its low electrical conductivity. To improve this weakness, porous $Li_4Ti_5O_{12}$ was synthesized by sol-gel method with P123 as chelating agent. The physical characteristics of as-prepared sample was investigated by XRD, SEM, and BET analysis, and electrochemical properties were characterized by cycle performance test, cyclic voltammetry (CV), electrochemical impedance spectroscopy (EIS). $Li_4Ti_5O_{12}$ synthesized by 0.01mol ratio of P123/Ti showed most unified particle size, high specific surface area, and relatively high porosity. EIS analysis showed that depressed semicircle size was remarkably reduced, which suggested resistance value in electrode was decreased. Capacity in rate performance showed 178 mAh/g at 0.2C, 170 mAh/g at 0.5C, 110 mA/h at 5C, and 90 mAh/g at 10C. Capacity retention also showed 99% after rate performance.

PVC를 원료로 탄소코팅한 Li₄Ti₅O₁₂의 합성 및 전기화학적 특성

현시철,나병기,Hyun, Si-Cheol,Na, Byung-Ki 한국청정기술학회 2018 청정기술 Vol.24 No.1

리튬이온전지의 음극활물질로 사용되는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 건식 볼밀법으로 합성하였고, $Li_4Ti_5O_{12}$의 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 탄소소재인 polyvinyl chloride (PVC)를 첨가하였다. PVC는 $Li_4Ti_5O_{12}$를 합성하고 난 후에 첨가하였을 때 스피넬 구조를 갖는 물질이 잘 합성되었음을 X-ray diffraction (XRD) 실험으로 확인하였다. 합성하기 전에 탄소재를 첨가하여 열처리를 한 경우에는 탄소재가 미량 첨가되더라도 다른 결정구조의 물질이 합성되는 것을 확인할 수 있었다. 탄소재를 첨가하지 않은 $Li_4Ti_5O_{12}$의 경우 전기전도도 값이 약 $10{\mu}S\;m^{-1}$으로 부도체에 가까운 매우 작은 값을 보였다. 탄소를 첨가함에 따라서 전기전도도가 크게 향상되었으며, 압력을 증가시킬 경우에 최대 10,000배 이상 증가되었다. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) 분석결과 탄소를 첨가할 경우 저항에 해당하는 반원의 크기가 감소하였으며, 이는 전극내의 저항이 감소하였음을 보여준다. Cyclic voltammetry (CV) 분석에 의하면 탄소를 첨가할 경우에 산화피크와 환원피크의 전위차가 줄어 들었으며, 이는 리튬이온의 삽입과 탈리의 속도가 증가하였음을 의미한다. PVC를 9.5 wt% 첨가한 물질의 경우, 0.2 C-rate에서 $180mA\;h\;g^{-1}$, 0.5 C-rate에서 $165mA\;h\;g^{-1}$, 5C-rate에서 $95.8mA\;h\;g^{-1}$의 용량을 나타냄으로써 우수한 출력 특성을 보여주었다. In this study, $Li_4Ti_5O_{12}$ anode materials for lithium ion battery were synthesized by dry ball-mill method. Polyvinyl chloride (PVC) as a carbon source was added to improve electrochemical properties. When the PVC was added after $Li_4Ti_5O_{12}$ formation, the spinel structure was well synthesized and it was confirmed by X-ray diffraction (XRD) experiments. When the carbon material was added before the synthesis and the heat treatment was performed, it was confirmed that a material having a different crystal structure was synthesized even when a small amount of carbon material was added. In the case of $Li_4Ti_5O_{12}$ without the carbon material, the electrical conductivity value was about $10{\mu}S\;m^{-1}$, which was very small and similar to that of the nonconductor. As the carbon was added, the electrical conductivity was greatly improved and increased up to 10,000 times. Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) analysis showed that the size of semicircle corresponding to the resistance decreased with the carbon addition. This indicates that the resistance inside the electrode is reduced. According to the Cyclic voltammetry (CV) analysis, the potential difference between the oxidation peak and the reduction peak was reduced with carbon addition. This means that the rate of lithium ion insertion and deinsertion was increased. $Li_4Ti_5O_{12}$ with 9.5 wt% PVC added sample showed the best properties in rate capabilities of $180mA\;h\;g^{-1}$ at 0.2 C-rate, $165mA\;h\;g^{-1}$ at 0.5 C-rate, and $95.8mA\;h\;g^{-1}$ at 5 C-rate.

리튬이차전지용 SnO₂/Li₄Ti₅O₁₂의 합성 및 전기화학적 특성

양아름,나병기,Yang, A-Reum,Na, Byung-Ki 한국청정기술학회 2015 청정기술 Vol.21 No.4

리튬이차전지에서 전지의 용량을 증가시키기 위하여 음극의 전기화학적 용량을 증가시키는 것이 중요하다. 음극활물질 중에서 SnO₂와 Li₄Ti₅O₁₂는 흑연을 대체하기 위한 물질로 많은 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 SnO₂/Li₄Ti₅O₁₂ 혼합물을 고상법으로 합성하였으며, SnO₂를 Li₄Ti₅O₁₂에 혼합하여 전기화학적인 용량을 증가시키는 실험을 수행하였다. SnO₂가 혼합될 경우에 Li₄Ti₅O₁₂의 용량보다 큰 전기화학적 용량을 갖는 물질을 합성할 수 있었다. 하지만 SnO₂의 특성으로 인하여 사이클이 진행됨에 따라서 용량이 감소하는 현상이 관찰되었다. In order to increase the capacity of the lithium ion battery, the capacity of the anode should be increased. SnO₂ and Li₄Ti₅O₁₂ were studied to replace the graphite as the anode materials. In this study, SnO₂/Li₄Ti₅O₁₂ composite materials were synthesized by solid-state method. The study reported here attempts to enhance the electrochemical capacity of Li₄Ti₅O₁₂ through the incorporation of SnO₂. Sn-based Li ion storage materials are loaded on Li₄Ti₅O₁₂ surface. The SnO₂/Li₄Ti₅O₁₂ composite material has higher capacity than Li₄Ti₅O₁₂, but the cycling capacity was decreased due to SnO₂.