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집전체 없이 지탱이 가능한 키틴 기반 아연-이온 전지 전극 개발
박정호,송명오,진정호,정지원 한국화상학회 2022 한국화상학회지 Vol.28 No.3
리튬-이온 전지 기술의 발전과 함께 다량의 리튬 사용에 따라 리튬-이온 전지에 대한 수요와 공급의 균형이 무너지고 있으며, 따라서 리튬을 대체할 수 있는 차세대 이차 전지의 개발이 필요해지고 있다. 최근 친환경적이며, 값싸며 안전 하고, 다가의 전자를 활용할 수 있는 아연 이온을 활용하는 수계 아연-이온 전지가 주목받고 있다. 그럼에도 불구하 고 아연-이온 전지에 사용될 수 있는 전류 집전체에 대한 개발 연구는 거의 없으며, 특히 현재 사용되고 있는 금속 기반의 전류 집전체는 그 무게가 무거워 실용적으로 사용되기 힘들다. 본 연구에서는 접착 특성이 매우 우수한 키틴 바인더를 사용하여 집전체 없이 지탱이 가능한 전극을 개발하였으며 아연-이온 전지에서의 그 특성을 평가하였다. 전 극 제조는 전통적인 코팅법과 스핀 코팅법을 사용하여 비교하였으며, 스핀 코팅이 더 균일한 전극 형성과 함께 더 우 수한 배터리 성능을 나타냄을 확인하였다. As lithium-ion battery (Li-ion battery, LIB) technology has been developed, the consumption of Li is expected to increase, leading to unbalance of demand and supply. Therefore, we need to develop advanced rechargeable batteries that can replace LIB. Recently, aqueous Zn-ion batteries (ZIBs) have been spotlighted due to eco-friendly, low-price, safe, and multivalent Zn ions. Nevertheless, up to date, a current collector for ZIBs has been rarely studied, and currently used metallic current collectors, including titanium and stainless steel, can not be practically employed because they are heavy. In this work, we developed a free-standing cathode using a chitin binder for ZIBs. We fabricated the free-standing cathode by utilizing conventional coating and spin coating methods, comparing them regarding materials property and electrochemical battery performance. We confirmed that the spin coating method enabled the electrode to be homogeneous, enhancing ZIB cell performance.
이축압출을 통한 베타-키틴나노섬유 강화 PLA 복합체 제조
진정호,송명오,김지혜,이진환 한국키틴키토산학회 2023 한국키틴키토산학회지 Vol.28 No.3
In this study, we report on the fabrication of PLA composites incorporating β–chitin nanofiber (ChNF) as nanofiller for improving mechanical ductility of PLA. Raw β–chitin powder was sourced from squid pen, and then chemically modified with succinyl anhydride followed by nanofibrillation to obtained succinylated ChNF (SChNF). After compounding PLA with SChNF at 1 wt%, 2 wt% and 3 wt% using TSE (twin screw extrusion), the mechanical properties of the specimens produced by injection molding are evaluated in tensile testing. As a result, at 1wt% loading of SChNF, the PLA/SChNF composite showed improved elongation at break (28.6 %) and toughness (8.97 MJ/m3 ), while not compromising its tensile strength compared to neat PLA (63.5 MPa). Tensilefractured surfaces were analyzed by SEM to determine the effect of SChNF filler on the improved mechanical properties
전기방사 키틴 나노섬유로 강화된 실크 피브로인 기반 투명 복합 필름
장세연 ( Seyeon Jang ),송명오 ( Myeong-oh Song ),강석주 ( Seok Ju Kang ),진정호 ( Jungho Jin ) 한국키틴키토산학회 2021 한국키틴키토산학회지 Vol.26 No.1
본 연구에서는 전기방사 공정을 이용해 제작한 키틴 멤브레인에 실크 피브로인 수용액을 함침하여 투명한 키틴-실크피브로인 복합체 필름을 제작하였다. 키틴과 실크 피브로인의 복합화에 따라 화학 및 결정구조, 광학적 특성, 기계적 특성이 어떻게 달라지는지 알아보았다. 키틴-실크 피브로인 복합체 필름에서는 키틴 멤브레인과 실크 피브로인 필름의 특징적인 peak들이 복합화되어 나타나는 것을 확인하였다. 키틴 멤브레인은 0%(파장: 550 nm)의 투과도를 나타내지만, 키틴과 유사한 굴절률을 갖는 실크 피브로인을 키틴 멤브레인 내부에 고르게 함침함으로써 89%(파장: 550 nm)의 투과도를 갖는 투명한 복합체 필름을 형성할 수 있었다. 또한 키틴-실크 피브로인 복합체는 키틴과 실크 피브로인 사이의 상호작용과 실크 피브로인의 β-sheet 형성에 의해 단일 실크 피브로인 필름보다 높은 강도와 연신율을 가지는 것을 확인하였다. Here, we introduce transparent chitin-silk fibroin composite film, which shows excellent optical and mechanical properties. We fabricated transparent chitin-silk fibroin composite film by impregnating the chitin membranes with an aqueous silk fibroin solution. Chitin membrane is simply produced by an electrospinning process. The chitin-silk fibroin composite film was analyzed by Fourier transform infrared (FT-IR) spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), UV-vis spectrometry, and tensile test. It was confirmed through the SEM image that the chitin membrane was completely impregnated with an aqueous silk fibroin solution. The chitin membrane impregnated with an aqueous silk fibroin solution has a transmittance of 89%. Moreover, the mechanical properties of the chitin-silk fibroin composite films were improved compared to the silk fibroin film.