In this study we investigated the effect of the multi-step texturing process on the electrical and optical properties of hydrogenated Al-doped zinc oxide (HAZO) thin films deposited by rf magnetron sputtering. AZO films on glass were prepared by changing the H2/(Ar+H2) ratio at a low temperature of 150˚C. The prepared HAZO films showed lower resistivity and higher carrier concentration and mobility than those of non-hydrogenated AZO films. After deposition, the surface of the HAZO films was multi-step textured in diluted HCl (0.5%) for the investigation of the change in the optical properties and the surface morphology due to etching. As a result, the HAZO film fabricated under the type III condition showed excellent optical properties with a haze value of 52.3%.

수소에너지는 풍부한 자원으로부터 얻을 수 있는 2차 청정에너지로서 연소 및 반응 생성물이 환경을 오염시키지 않을 뿐만 아니라 에너지의 수송 및 저장이 용이한 화학적 매체이다. 물의 전기분해를 이용한 수소제조는 오염을 유발시기지 않으면서도 영구적인 재생에너지 시스템으로 이용할 수 있다. 고온 수증기전해의 핵심기술은 분해된 산소 또는 프로톤 이온이 전해질을 통해 신속하게 전달될 수 있는 전해질의 개발이 제1 핵심요건이며, 이어서 전류효율에 큰 영향을 미치는 전해질막과 전극재료의 접합기술의 확보가 중요한 핵심 요소기술이다.

Poly(vinyl chloride) (PVC) 주사슬과 poly(hydroxyethyl acrylate) (PHEA) 곁사슬로 구성된 가지형 공중합체를 원자전달라디칼 중합을 통해 합성하였다. PVC의 2차 염소원자의 직접적인 개시반응에 의해 친수성인 PHEA 단량체를 그래프팅시켰다. 이렇게 합성된 PVC-g-PHEA을 술포석시닉산(SA)를 사용하여 가교시켰으며, 이는 가지형 공중합체의 -OH 그룹과 SA의 -COOH와의 에스테르 반응임을 FT-IR 분광법을 이용하여 분석하였다. 이온교환능(IEC)은 SA 함량이 증가함에 따라 계속하여 증가하여 0.87 meq/g까지 도달하였고, 이는 전해질막에 이온 그룹수가 증가하기 때문이다. 하지만, 함수 율은 SA 함량이 20 wt%까지는 증가하다 그 이상에서는 감소하였다. 또한 수소 이온 전도도도 SA 함량에 따라 증가하여 20 wt% SA 농도에서 0.025 S/cm의 최대값을 나타내었고, 이는 SA 함량이 증가함에 따라 이온 그룹의 수가 증가하는 효과와 가교가 증가하는 효과가 서로 경쟁적으로 일어나기 때문으로 사료된다.

Oxide effects experiments on massive hydriding reactions of Zr alloy with hydrogen gas were carried out at 400˚C under 1 atm in a H2 environment with a thermo-gravimetric apparatus (TGA). Experimental results for oxide effects on massive hydriding kinetics show that incubation time is not proportional to oxide thickness. The results also show that the massive hydriding kinetics of pre-filmed Zr alloys follows linear kinetic law and that the hydriding rates are similar to that of oxide-free Zr alloys once massive hydriding is initiated. Unlikely microstructure of the oxide during incubation time, physical defects such as micro-cracks and pores were observed in the oxide after incubation time. Therefore, it seems that the massive hydriding of Zr alloys can be ascribed to short circuit paths and mechanical or physical defects, such as micro-cracks and pores in the oxide, rather than to hydrogen diffusion through the oxide resulting from the increase of oxygen vacancies in the hypo-stoichiometric oxide.

The hydrogen gas sensing properties of a zinc oxide nanowire structure were studied. Porous zinc oxide nanowire structures were fabricated by oxidizing zinc deposited on a single-wall carbon nanotube (SWNT) template. This revealed a porous ZnO-SWNT composite due to the porosity in the SWNT film. The gas sensing properties were compared with those of zinc oxide thin films deposited on SiO2/Si substrates in sensitivity and operating temperature. The composite structure showed higher sensitivity and lower operating temperature than the zinc oxide film. It showed a response even at room temperature while the film structure did not.

폴리스티렌-폴리히드록시에틸 아크릴레이트(PS-b-PHEA) 디블록 공중합체와 폴리비닐알콜(PVA)을 1 : 1 무게비로 블렌딩하여 수소 이온 전도성 가교형 고분자 전해질막을 개발하였다. 특히 술포석시닉산(SA)를 사용하여 디블록 공중합체의 PHEA 블록과 PVA와 가교반응을 시켰고, 이를 FT-IR 분광법을 이용하여 분석하였다. 이온교환능(IEC)은 SA 함량이 증가함에 따라 계속하여 증가하여 0.95 meq/g까지 도달하였고, 이는 전해질막에 이온 그룹수가 증가하기 때문이다. 하지만, 함수율은 SA 함량이 20 wt%까지는 증가하다 그 이상에서는 감소하였다. 또한 수소 이온 전도도도 SA 함량에 따라 증가하여 20 wt% SA농도에서 0.024 S/cm의 최대값을 나타내었다. 함수율과 수소이온전도도의 이러한 경향은 SA 함량이 증가함에 따라 이온 그룹의 수가 증가하는 효과와 가교가 증가하는 효과가 서로 경쟁적으로 일어나기 때문으로 생각된다.

The hydrogen embrittlement susceptibility of high strength TRIP/TWIP steels with the tensile strength of 600Mpa to 900Mpa grade was investigated using cathodically hydrogen charged specimens. TWIP steels with full austenite structure show a lower hydrogen content than do TRIP steels. The uniform distribution of strong traps throughout the matrix in the form of austenite is considered beneficial to reduce the hydrogen embrittlement susceptibility of TWIP steels. Moreover, an austenite structure with very fine deformation twins formed during straining could also improve the ductility and reduce notch sensitivity. In Ubend and deep drawing cup tests, TWIP steels show a good resistance to hydrogen embrittlement compared with TRIP steels.

Carbon nanotube (CNT)/ composites were synthesized to enhance the hydrogen storage properties. The emphasis was made on the effect of different shortening methods of CNTs on the open-tip structure and the resulting properties. The use of open CNTs as a starting material resulted in an enhanced hydrogen properties of CNT/ composites. Among the employed methods for the shortening of CNTs, wet milling using ethanol was the most efficient, while ultrasonic acid treatment or thermal decomposition resulted in a less hydrogen storage capacity.

This study examined the effect of growth temperature on the electrical and optical properties ofhydrogenated Al-doped zinc oxide (AZO:H) thin films deposited by rf magnetron sputtering using a ceramictarget (98wt.% ZnO, 2wt.% Al2O3). Various AZO films on glass were prepared by changing the substratetemperature from room temperature to 200oC. It was shown that intentionally incorporated hydrogen plays animportant role on the electrical properties of AZO:H films by increasing free carrier concentration. As a result,in the 2% H2 addition at the growth temperature of 150oC, resistivity of 3.21×10-4Ω·cm, mobility of 21.9cm2/V−s, electric charge carrier concentration of 9.35×1020cm-3 was obtained. The AZO:H films show a hexagonalwurtzite structure preferentially oriented in the (002) crystallographic direction.

Poly(vinyl alcohol-co-ethylene) (PVA-co-PE)와 poly(styrene sulfonic acid-co-maleic acid) (PSSA-co-PMA)을 고분자 블렌딩 방법으로 50 : 50의 무게비율로써 수소이온 전도성 가교형 전해질막을 제조하였다. PSSA와 PMA이 3 : 1과 1 : 1의 몰 구성비로 되이 있는 두 가지 종류의 PSSA-co-PMA 고분자를 수소이온 전도성 고분자로 사용하였으며, PVA-co-PE 고분자는 에틸렌의 함량이 0, 27 그리고 44 mol%인 고분자를 사용하였다. 전해질 막은 PVA의 히드록실 그룹과 PMA의 카르복시릭 그룹 사이의 에스테르화 반응을 통한 열가교를 통해 제조하였고, FT-IR을 통하여 이를 확인하였다. PSSA-co-PMA의 몰비율이 3 : 1로 구성되어 제조된 전해질막은 몰비율 1 : 1로 구성되어 제조된 막보다 더 낮은 이온교환용량과 더 높은 함수율, 수소이온 전도도를 나타내었다. 또한, 전해질막에서 PE의 함량이 증가할수록 이온교환용량, 함수율, 수소이온 전도도가 계속해서 감소하는 경향성을 보였다. 전해질막의 이러한 물성들은 술폰산기의 함량과 친수성, 막의 가교구조 사이의 경쟁적인 효과로써 설명하였다.