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전기화학 증착법에 의해 합성된 폴리옥소메탈레이트/폴리피롤/탄소천 전극의 전기화학적 특성
윤조희 ( Jo Hee Yoon ),최봉길 ( Bong Gill Choi ) 한국공업화학회 2016 공업화학 Vol.27 No.4
본 연구에서는 폴리옥소메탈레이트(polyoxometalate, POM)가 도핑된 폴리피롤(polypyrrole, Ppy)을 3차원 구조의 탄소천(carbon cloth, CC) 표면 위에 전기화학적 증착법을 이용하여 합성하고 이의 의사커패시터 특성을 순환전압전류법과 정전류 충전-방전법을 사용하여 분석하였다. POM-Ppy의 코팅은 전기화학적 증착 시간에 따라서 얇은 conformal형태의 코팅으로 조절되었다. 제조된 POM-Ppy/CC의 재료 특성은 전자주사현미경과 X-선 분광분석을 사용하여 분석하였다. POM-Ppy/CC의 3차원 나노복합체 구조는 높은 비정전용량(561 mF/cm2), 고속 충방전(85% 용량 유지율) 및 장수명특성(97% 용량 유지율)을 나타내었다. In this report, polyoxometalte (POM)-doped polypyrrole (Ppy) was deposited on surface of three-dimensional carbon cloth (CC) using an electrodeposition method and its pseudocapacitive behavior was investigated using cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge. The POM-Ppy coating was thin and conformal which can be controlled by electrodeposition time. As-prepared POM-Ppy/CC was characterized using scanning electron microscope and energy-dispersive X-ray spectroscopy. The unique 3D nanocomposite structure of POM-Ppy/CC was capable of delivering excellent charge storage performances: a high areal capacitance (561 mF/cm2), a high rate capability (85%), and a good cycling performance (97% retention).
우수한 전기화학적 센싱 성능을 지닌 티타늄 와이어 기반의 휴대 및 일회용 pH 센서 개발
윤은섭 ( Eun Seop Yoon ),윤조희 ( Jo Hee Yoon ),손선규 ( Seon Gyu Son ),김서진 ( Seo Jin Kim ),최봉길 ( Bong Gill Choi ) 한국공업화학회 2021 공업화학 Vol.32 No.6
본 연구에서는 하이드로늄 이온 농도를 모니터링하기 위한 티타늄(Ti) 와이어를 기반으로 하는 휴대용 일회용 pH 센서를 성공적으로 개발하였다. 센싱 전극은 Ti 와이어에 이리듐 산화물을 전기화학적으로 증착하여 제조하였고, 기준전극으로 Ti 와이어에 Ag/AgCl 잉크를 코팅하였다. pH 센서에 두 개의 전극을 결합한 후 pH 센서를 다양한 pH 용액에 담그면 개방 회로 전위 신호를 수집할 수 있다. 상기 제조된 pH 센서는 감도, 응답 시간, 반복성, 선택도 및 안정성 측면에서 우수한 전기화학적 감지 성능을 보여 주었다. 현장 검사 응용을 시연하기 위해서 pH 센서를 모바일 애플리케이션과 통신할 수 있는 무선 전자 모듈과 통합하였다. 이 휴대용 pH 센서는 실제 샘플의 pH 변화를 정확하게 측정했으며 결과는 상용 pH 측정기의 데이터와 일치하였다. A portable and disposable pH sensor based on Ti wire was successfully developed for monitoring hydronium ion concentrations. A sensing electrode was prepared by electrochemically depositing iridium oxide onto a Ti wire, while a reference electrode was fabricated by coating Ag/AgCl ink on a Ti wire. Combining the two electrodes in the pH sensor enabled the collection of open circuit potential signals when the sensor was immersed in solutions of various pH values. The pH sensor exhibited excellent electrochemical sensing performance in terms of sensitivity, response time, repeatability, selectivity, and stability. To demonstrate point-of-measurement applications, the pH sensor was integrated with a wireless electronic module that could communicate with a mobile application. The portable pH sensor accurately measured pH changes in real samples. The results obtained were consistent with those of using a commercial pH meter.
스크린 프린팅 탄소 전극의 이리듐 산화물 표면 개질과 이의 임피던스 센서 응용
길민식 ( Min Sik Kil ),윤조희 ( Jo Hee Yoon ),장진우 ( Jinwu Jang ),최봉길 ( Bong Gill Choi ) 한국공업화학회 2023 공업화학 Vol.34 No.5
본 연구에서는 스크린 프린팅 공정을 통해 탄소 잉크 기반의 2상 전극을 제작하고, 전극 표면에 이리듐 산화물(IrO<sub>x</sub>)을 코팅함으로써 전극의 분극 현상을 제어할 수 있는 임피던스 센서를 개발하였다. IrO<sub>x</sub>는 순환 전압 전류법으로 탄소전극의 표면 위에 순환 수(0~50 cycles)에 따라서 코팅되었다. 전자주사현미경을 이용하여 cycle 수가 증가할수록 IrO<sub>x</sub>입자의 크기와 수가 증가하는 경향성을 확인하였다. 전기화학 임피던스 분석을 이용하여 상기 제조된 센서들의 NaCl 농도에 따른 임피던스 변화 값을 조사하였다. 50 cycle에서 제조된 센서가 가장 우수한 결정계수와 재현성을 나타내었으며, 이는 분극 현상이 잘 제어되었기 때문이다. 실제 용액 샘플들을 이용한 삼투압 장비와 비교 측정 실험을 수행함으로써 IrO<sub>x</sub> 기반 센서의 안구건조증 진단 센서로의 활용가치를 증명하였다. In this study, we developed an impedance sensor capable of controlling electrode polarization by coating iridium oxide (IrO<sub>x</sub>) on the surface of the screen-printed carbon electrode. IrO<sub>x</sub> was deposited on the surface of carbon electrodes according to the number of cycles (0~50 cycles) by cyclic voltammetry. Observation of scanning electron microscope images revealed that the size and number of IrO<sub>x</sub> particles increased as the number of cycles increased. The changes in impedance responses as a function of the NaCl concentration of the as-obtained sensors were investigated using electrochemical impedance spectroscopy. The sensors manufactured in 50 cycles exhibited the best coefficient of determination and reproducibility, attributed to the well-controlled electrode polarization. We further demonstrated the usefulness of the IrO<sub>x</sub>-based sensor as a diagnosis sensor for dry eye syndrome by comparing the results of the commercially available osmometer and our sensor using actual solution samples.
수중 음향 측정방식을 이용한 금강 중,하류의 눈불개 이동성 평가
윤주덕 ( Ju Duk Yoon ),김정희 ( Jeong Hui Kim ),인동수 ( Dong Su In ),황은지 ( Eun Ji Hwang ),윤조희 ( Jo Hee Yoon ),이영준 ( Young Joon Lee ),장광현 ( Kwang Hyeon Chang ),장민호 ( Min Ho Jang ) 한국하천호수학회(구 한국육수학회) 2012 생태와 환경 Vol.45 No.4
Visual monitoring is hard to apply on fish because they are living in a water system. To overcome this problem, acoustic telemetry, which is effective for underwater monitoring, is often used for studying fish behaviors, such as movement distance, route and patterns. In this study, in order to monitor the movement pattern of Squaliobarbus curriculus (family Cyprinidae), we used acoustic telemetry and identified the home range and movement distances. A total of nine individuals were released at two different locations: one is at the estuary barrage (Sc1~~3) and the other is at the lower part of Baekjae Weir (Sc4~~9), located in Geum River. Approximately, a 70 km section from the estuary barrage was investigated. Fish, which were released at the estuary barrage, utilized up to 12.7 km upstream as home range from the release site. At the lower part of Baekjae Weir, most of the fish moved and stayed within a 7.2 km downstream area, except for Sc6, which moved 53.4 km (linear maximum distance from release site) downstream from the release site. Relatively small sized fish (Sc7~~9) did not show any movement. Accumulated movement distance significantly correlated with the standard length of S. curriculus (rs=0.715, p=0.03). Moreover, the standard length of moving fish was significantly larger than that of not moving fish (Mann- Whitney U test, p=0.024). Therefore, the movement distance of S. curriculus has been correlated with fish size; movement distance was increased with the standard fish length. Although the sample size of monitored fish was small, various meaningful data were collected by acoustic telemetry. Consequently, this technique could be a method available for effectively monitoring the behavior and ecology of native Korean and endemic species.
아세트산 에틸 제거를 위한 공침법 기반의 Cu 및 Mn 이종금속 촉매의 제조
김민재 ( Min Jae Kim ),윤조희 ( Jo Hee Yoon ),정재민 ( Jae-min Jeong ),최봉길 ( Bong Gill Choi ) 한국공업화학회 2022 공업화학 Vol.33 No.5
최근 촉매 소각 공정은 휘발성 유기 화합물을 저온(< 450 ℃)에서 고효율( > 95%)로 산화 및 분해하기 위해 상당한 주목을 받고 있다. 많은 귀금속 촉매 물질이 잘 연구되어 사용되고 있으나 단가가 비싸고 위험하다. 본연구에서는 Cu와 Mn 전구체의 공침법을 활용하여 간단하고 손쉬운 합성 방법을 개발함으로써 고활성 및 저비용의 Cu-Mn 바이메탈 촉매를 제조하였다. 촉매 합성은 Cu와 Mn의 조성비를 조절하여 최적화하였다. 최적화된 촉매는 메조포러스 구조로 230.8 ㎡/g의 넓은 표면적을 나타냈다. 촉매 성능을 입증하기 위해 에틸 아세테이트의 산화 반응에 대해 Cu-Mn 촉매를 테스트했으며, 250 ℃의 저온에서 100%의 높은 전환 효율을 나타내었다. The catalytic thermal oxidizer process has recently attracted considerable attention for the oxidation and decomposition of volatile organic compounds at low temperatures (< 450 ℃) with high efficiency ( > 95%). Although many noble metal catalytic materials are well established, they are expensive and hazardous. Herein, highly active and low-cost Cu-Mn bimetallic catalysts were prepared using a simple and facile synthesis method involving the co-precipitation of Cu and Mn precursors. The synthesis of the catalyst was optimized by controlling the composition ratio of Cu and Mn. The optimized catalyst exhibited a large surface area of 230.8 ㎡/g with a mesoporous structure. To demonstrate the catalytic performance, the Cu-Mn catalyst was tested for the oxidation reaction of ethyl acetate, showing a high conversion efficiency of 100% at a low temperature of 250 ℃.