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고온 화염분무열분해법에 의해 합성된 장파장 자외선 하에서의 녹색 발광 실리케이트 형광체
조중상,구혜영,이상호,강윤찬,Cho, Jung-Sang,Koo, Hye-Young,Lee, Sang-Ho,Kang, Yun-Chan 한국재료학회 2008 한국재료학회지 Vol.18 No.2
Green-emitting $Ba_{1.468}Sr_{0.5}SiO_4\;:\;Eu_{0.012},\;Y_{0.02}$ phosphor powders under long-wavelength ultraviolet light were prepared via high-temperature flame spray pyrolysis from spray solutions with and without $NH_4Cl$ flux. The effects of the temperature of the diffusion flame and the $NH_4Cl$ flux on the morphologies, crystal structures and photoluminescence intensities of the $Ba_{1.468}Sr_{0.5}SiO_4\;:\;Eu_{0.012},\;Y_{0.02}$ phosphor powders were investigated. The phosphor powders obtained from the spray solution with the $NH_4Cl$ flux had higher photoluminescence intensities compared to phosphor powders obtained from the spray solution without the flux. The photoluminescence intensity of the phosphor powders obtained from the spray solution without the flux decreased as the flow rate of the fuel gas increased. On the other hand, the photoluminescence intensity of the phosphor powders obtained from the spray solution with the flux increased as the flow rate of the fuel gas increased. The difference of in the phase purity and morphology of the powders affected the photoluminescence intensities of the phosphor powders.
전구체의 특성 및 AlF<sub>3</sub> 융제가 청색 발광의 BAM:Eu 형광체의 특성에 미치는 영향
조중상,이상호,강윤찬,Cho, Jung-Sang,Lee, Sang-Ho,Kang, Yun-Chan 한국재료학회 2008 한국재료학회지 Vol.18 No.3
Blue-emitting BAM:Eu phosphor powders were formed by post-treatment of precursor powders with hollow or dense morphologies. The morphologies of the precursor powders obtained by spray pyrolysis were controlled by changing the preparation conditions and by changing the type of spray solution. The effects of the morphologies of the precursor powders on the characteristics of the BAM : Eu phosphor powders reacted with $AlF_3$ flux were investigated. Precursor powders with a spherical shape and a hollow morphology produced BAM : Eu phosphor powders with a plate-like morphology, a fine size and a narrow size distribution. On the other hand, precursor powders with a spherical shape and dense morphology produced BAM : Eu phosphor powders with a plate-like morphology and a large size. $AlF_3$ flux improved the photoluminescence intensities of the BAM : Eu phosphor powders. The photoluminescence intensity of the fine-sized BAM : Eu phosphor powders with a plate-like morphology was 90% of the commercial product under vacuum ultraviolet conditions.
계층적 구조를 갖는 중공형 ZnCo<sub>2</sub>O<sub>4</sub> 나노 섬유의 리튬이온배터리 음극소재 적용
정순영,조중상,Jeong, Sun Young,Cho, Jung Sang 한국화학공학회 2019 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.57 No.4
본 연구는 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 전기방사공정 및 후 열처리 공정을 통해 합성했다. 용액에 polystyrene (PS) 나노비드를 첨가하여 방사된 섬유는 열처리 과정을 통해 PS가 제거됨으로써 구조체 내 기공이 균일하게 생성되었으며 이는 구조체 내로 열 전달 및 가스의 침투를 원활히 함으로써 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유가 합성될 수 있었다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유를 리튬 이차전지의 음극활물질로 적용한 결과, $1.0A\;g^{-1}$의 높은 전류밀도에도 불구하고 300 사이클 동안 $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$)의 높은 가역 용량을 유지했다. 반면 $ZnCo_2O_4$ 나노 분말은 300 사이클 후 $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$)의 방전 용량을 나타냈다. 계층적 구조를 갖는 중공형 $ZnCo_2O_4$ 나노 섬유의 우수한 리튬 저장 특성은 중공 구조 및 섬유 표면을 구성하는 $ZnCo_2O_4$ 나노결정에 기인한 결과이다. 본 연구에서 제안한 계층적 구조를 갖는 중공형 나노 섬유 구조체는 다양한 금속 산화물로 확장 적용이 가능하며 에너지 저장 분야를 포함한 여러 분야에 응용 가능하다. Hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were prepared by electrospinning and subsequent heat-treatment process. The spinning solution containing polystyrene (PS) nanobeads was electrospun to nanofibers. During heat-treatment process, PS nanobeads in the composite were decomposed and therefore generated numerous pores uniformly in the structure, which facilitated the heat transfer and gas penetration into the structure. The resulting hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers were applied as an anode material for lithium-ion batteries. The discharge capacity of the nanofibers was $815mA\;h\;g^{-1}$ ($646mA\;h\;cm^{-3}$) after the 300th cycle at a high current density of $1.0A\;g^{-1}$. However, $ZnCo_2O_4$ nanopowders showed the discharge capacity of $487mA\;h\;g^{-1}$ ($450mA\;h\;cm^{-3}$) after 300th cycle. The excellent lithium ion storage property of the hierarchical $ZnCo_2O_4$ hollow nanofibers was attributed to the synergetic effects of the hollow nanofiber structure and the $ZnCo_2O_4$ nanocrystals composing the shell. The hierarchical hollow nanofiber structure introduced in this study can be extended to various metal oxides for various applications, including energy storage.
박기대 ( Gi Dae Park ),조중상 ( Jung Sang Cho ) 한국공업화학회 2022 공업화학전망 Vol.25 No.3
충방전이 가능한 이차전지 기술은 높은 에너지밀도 및 출력 성능을 요구하는 다양한 장치의 수요 증가에 따라 지속적인 연구개발이 진행 중이다. 특히, 전기화학적 전환 및 합금 반응에 의해 동작하는 고용량 신규 소재에 대한 연구가 리튬 이온 및 차세대 나트륨, 칼륨 이온 배터리의 음극 소재로서 최근 주목받고 있다. 금속, 금속산화물 및 금속칼코겐화물을 포함하는 다양한 음극 소재는 기존의 상용화된 흑연 소재에 비해 높은 용량을 나타내지만 충방전 시 큰 부피변화율 및 낮은 전기전도도는 해당 소재의 상용화에 큰 걸림돌로 작용한다. 최근, 전기화학 반응 후 헤테로 계면을 형성하는 멀티 음이온 조성의 신규 음극 소재에 대한 연구가 진행 중이다. 헤테로 계면을 형성하는 멀티 음이온 조성의 전극소재는 기존 소재가 갖는 반복적인 사이클 동안의 불안정한 구조적 특성 및 낮은 출력성능을 개선할 수 있기 때문에 리튬뿐만 아니라 나트륨 및 칼륨 이온 배터리의 신규 음극 소재로서 연구되고 있다. 본 기고에서는 최근 헤테로 계면을 갖는 이차전지용 음극 소재에 대한 개발 현황 및 연구 동향을 심층적으로 논한다.
계층적 다공구조를 갖는 Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> 나노섬유의 리튬 이차전지 음극소재 적용
조민수 ( Min Su Jo ),조중상 ( Jung Sang Cho ) 한국화학공학회 2019 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.57 No.2
Hierarchically porous Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanofibers with meso- and macro- pores are designed and synthesized by electrospinning and subsequent heat-treatment. The macro pores are generated by selectively decomposition of polystyrene as a dispersed phase in the as-spun fibers containing Fe(acac)<sub>3</sub>/polyacrylonitrile continuous phases during heattreatment. Additionally, meso-pores formed by evaporation of infiltrated water vapor during electrospinning process interconnected the macro-pores and results in the formation of hierarchically porous Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanofibers. The initial discharge capacity and Coulombic efficiency of the hierarchically porous Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanofibers at a current density of 1.0 A g<sup>-1</sup> are 1190 mA h g<sup>-1</sup> and 79.2%. Additionally, the discharge capacity of the nanofibers is 792 mA h g<sup>-1</sup> after 1,000 cycles. The high structural stability and morphological benefits of the hierarchically porous Fe<sub>2</sub>O<sub>3</sub> nanofibers resulted in superior lithium ion storage performance.
티탄산 리튬-탄소 복합섬유의 리튬 이차전지 음극소재 적용
오장혁 ( Jang Hyeok Oh ),김성수 ( Seong Su Kim ),최윤희 ( Yun Hee Choi ),조중상 ( Jung Sang Cho ) 충북대학교 산업과학기술연구소 2020 산업과학기술연구 논문집 Vol.34 No.1
Li<sub>4</sub>Ti<sub>5</sub>O<sub>12</sub> (LTO)-carbon composite fibers are synthesized using electrospinning as anodes for lithium-ion batteries (LIBs). The commercial LTO was found to possess large BET surface area (~52 m<sup>2</sup> g<sup>-1</sup>). Besides, the composite fibers exhibit low structural variations during repeated cycling. The stable cyclability of the carbon composite fibers could be attributed to the improvement in conductivity of commercial LTO-nanopowder. The content of LTO in the LTO-carbon composite fiber was about 80 wt%. The assembled coin cells with synthesized fibers deliver an initial discharge capacity of around 125 mA h g<sup>-1</sup> at a current density of 200 mA g<sup>-1</sup>. The long-term cyclability as also noteworthy, as the prepared anode delivers a high discharge capacity of 100 mA h g<sup>-1</sup> after 800 continuous charge/discharge cycles at 200 mA g<sup>-1</sup>. The present strategy can be employed to future composite anodes to obtain enhanced lithium-ion reaction kinetics.