Simultaneous Ni and C codeposition by electrolysis was investigated with the aim of obtaining better corrosionresistivity and surface conductivity of a metallic bipolar plate for application in fuel cells and redox flow batteries. The carboncontent in the Ni-C composite plate fell in a range of 9.2~26.2at.% as the amount of carbon in the Ni Watt bath and theroughness of the composite were increased. The Ni-C composite with more than 21.6at.% C content did not show uniformlydispersed carbon. It also displayed micro-sized defects such as cracks and crevices, which result in pitting or crevice corrosion.The corrosion resistance of the Ni-C composite in sulfuric acid is similar with that of pure Ni. Electrochemical test results suchas passivation were not satisfactory; however, the Ni-C composite still displayed less than 10−4A/cm2 passivation currentdensity. Passivation by an anodizing technique could yield better corrosion resistance in the Ni-C composite, approaching thatof pure Ni plating. Surface resistivity of pure Ni after passivation was increased by about 8% compared to pure Ni. On theother hand, the surface resistivity of the Ni-C composite with 13at.% C content was increased by only 1%. It can be confirmedthat the metal plate electrodeposited Ni-C composite can be applied as a bipolar plate for fuel cells and redox flow batteries.

A Si-CuO-graphite composite was prepared by a mechanical alloying (MA) method. The Si-CuO composite has a mixture structure, where CuO is homogeneously dispersed in Si. Also, and phases were formed during MA and heat treatment. Graphite with the Si-CuO composite was mixed in the same mill for 30 minutes with weight ratio of Si-CuO composite and graphite as 1:1. The Si-CuO composite was homogeneously covered with graphite. SiC phase was not formed. Electrochemical tests of the composite have been investigated, and the first charge and discharge capacities of the material were about 870mAh/g and 660mAh/g, respectively. Those values are about 76% of the first cycle efficiency. The cycle life of the composite showed that the initial discharge capacity of 660 mAh/g could be maintained up to 92% after 20 cycles.

자전고온합성반응법을 이용하여 이규화 몰리브덴-텅스텐(Mo1-z , Wz)Si2을 합성하였다. 조성 (z)을 변화시켜 성형한 원통형 시편에 합성반응 중 전달되는 온도변화를 예측하기 위하여 시편의 중앙에 열전대를 삽입하였다. 반응 선단면이 열전대를 통과할 때 가장 높은 반응온도를 보이고 이것을 단열반응 온도라 간주하였다. 따라서 본 연구에서는 이러한 온도변화를 예측하기 위하여 자전조온합성반응의 모델링을 계시하고자 하였으며, 실험을 통하여 측정한 반응온도 분포곡선의 거동을 비교하였다. 각각의 시료에 대한 실험결과 측정된 반응속도는 약 2.14~1.35mm/sec, 반응온도는 1883K~1507K의 간을 보였다. 두 항 모두 텅스텐의 함량이 증가함에 따라 감소하는 경향을 나타냈으며, 수치해석을 통하여 거의 유사한 반응온도를 얻었다. 시료의 초기온도를 증가시킬 경우 반응온도는 증가함이 예측되었고, z=0.5인 시료에 대하여 반응온도가 1900k 이상이 되기 위해서는 약 800K-900K의 예열이 필요하였다.

10-50wt% 범위의 W을 함유하는 Ni-W 합금을 전기도금에 의해 제조하였다. 합금 중의 W 량은 전류밀도가 증가함에 따라 증가하였다. 전류밀도가 50mA/cm2이하인 경우 Ni-W합금은 미세한 결정립을 갖는 Ni의 고용체이었으며, 전류밀도가 50mA/cm2이상인 경우 비정질상으로 변화하였다. 이들의 결정질→비정질 천이는 W량이 40-46wt%인 구간에서 일어났으며 반각폭이 3배이상으로 증가하였다. 결정질 합금의 격자상수는 평형상태도 상의 W의 고용한계(약 30wt%)를 초과하는 40wt%까지 연속적으로 증가하는 것으로 나타나 Ni이 W을 과고용하고 있는 상태인 것으로 밝혀졌다. 비정질 Ni-W 합금은 400˚C이상의 온도에서 열처리하면 강한 [111]방향성을 가지며 재결정하였으며, 800˚C이상의 온도에서는 과고용된 W이 석출하였다. 합금조성 및 결정구조의 전류밀도 의존성을 이용하여 Ni-30%W과 Ni-50%W 합금층이 반복되는 결정질/비정질의 다층도금을 제조하였다.