본 연구는 EMG(electromyography) 텍스타일 전극 개발을 목적으로 레이어 수의 디자인 및 원단을 다르게 하여 성능 및 신호 획득 안정성을 평가한다. 레이징 및 프레스 공정을 통하여 텍스타일 전극을 제조하며 Layer-0, Layer-1, Layer-2로 레이어 유무 및 수에 따른 결과를 분석했다. 이에 레이어 유무에 따라서는 근활성 측정에 영향을, 수가 많을수록 높은 성능이 나타남을 확인할 수 있었다. Layer-2 구조로 통일하여 5가지의 원단(네오프렌, 스판덱스 쿠션, 폴리에스테르 100%, 나일론 스판덱스, 광목 캔버스)으로 전극을 제조해 실험해 보았다. 성능적인 면에서, 원단의 중 량이 높은 나일론 스판덱스가 높은 성능을 보였으며, 스판쿠션 텍스타일 전극이 근활성도 수득에 높은 안정성을 보 였다. 이에 위 연구는 레이어에 따른 성능 연관성과 전극-피부사이의 닿는 면적 간의 관계 등을 고찰하여 슬리브 전체의 의복압을 늘리는 대신 특정 센서 측정 부위에만 높은 압력을 가함으로 차후 연구에서 레이어의 수 및 물성에 따른 전극의 공학적 설계 가능성을 제시한 의의가 있다.

In this study, we synthesized pH-controlled resorcinol-formaldehyde (RF) gels through the polymerization of two starting materials: resorcinol and formaldehyde. The prepared RF gels were dried using an acetone substitution method, and they were subsequently carbonized under nitrogen atmosphere to obtain carbon xerogels (CX_Y) prepared at different pH (Y). The carbon xerogels were utilized as active materials for coin-type organic supercapacitor electrodes to investigate the influence of pH on the electrochemical properties of the carbon xerogels. The carbon xerogels prepared at lower pH (CX_9.5 and CX_10) exhibited sufficient particle growth, with a three-dimensional network of particles during the RF gel formation, resulting in the development of abundant mesopores. Conversely, the carbon xerogels prepared at higher pH (CX_11 and CX_12) retained densely packed structures of small particles, leading to pore collapse and low specific surface areas. Consequently, CX_9.5 and CX_10 showed high specific surface areas, and provided ample adsorption sites for the formation of electric double layers with electrolyte ions. Moreover, the three-dimensional particle network in CX_9.5 and CX_10 significantly enhanced electrical conductivity. The presence of well-developed mesopores in these materials further facilitated the effective transport of electrolyte ions, contributing to their superior performance as organic supercapacitor electrodes. This study confirmed that pH-controlled carbon xerogels are one of the promising active materials for organic supercapacitor electrodes. Furthermore, we concluded that pH during RF gel formation is a crucial factor determining the electrode performance of the carbon xerogels, highlighting the need for precise pH control to obtain high-performance carbon xerogel electrodes.

ITO 투명 전극 필름은 디스플레이, 전기 자동차 등 산업 전 범위에서 널리 사용되는 전자 재료이다. 본 연구에서는 이러한 indium tin oxide (ITO) 필름의 열성형 안정성을 향상시키기 위하여 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):poly(styrenesulfonate) (PEDOT:PSS) 전도성 고분자 코팅 용액 조성을 결정하였다. 1000 S/cm의 고 전도성을 보이는 PEDOT:PSS 용액에 끓는점이 각기 다른 4가지 종류의 용매를 희석하였고, 코팅 전 후 면저항 변화를 분석하였다. 또한 380~800 nm 영역의 광 투과율 분 석 및 Raman 스펙트럼 분석을 통하여 PEDOT:PSS 박막이 코팅된 ITO 투명 전극의 전기적 특성 결정 메커니즘을 규명하였 다. 230°C 열성형 공정 결과 ITO 필름은 113% 연신 상태에서 이미 전기 전도성을 읽었지만, ethylene glycol을 희석 용매로 사용하여 얻어진 전도성 고분자 박막이 적용된 ITO 필름은 126% 고 연신 상태에서도 초기 60 Ω/sq 면저항을 246 Ω/sq로 유지하는 우수한 전기 전도성을 보였다.

Small-film-type ion sensors are garnering considerable interest in the fields of wearable healthcare and home-based monitoring systems. The performance of these sensors primarily relies on electrode capacitance, often employing nanocomposite materials composed of nano- and sub-micrometer particles. Traditional techniques for enhancing capacitance involve the creation of nanoparticles on film electrodes, which require cost-intensive and complex chemical synthesis processes, followed by additional coating optimization. In this study, we introduce a simple one-step electrochemical method for fabricating gold nanoparticles on a carbon nanotube (Au NP–CNT) electrode surface through cyclic voltammetry deposition. Furthermore, we assess the improvement in capacitance by distinguishing between the electrical double-layer capacitance and diffusion-controlled capacitance, thereby clarifying the principles underpinning the material design. The Au NP–CNT electrode maintains its stability and sensitivity for up to 50 d, signifying its potential for advanced ion sensing. Additionally, integration with a mobile wireless data system highlights the versatility of the sensor for health applications.

Due to its excellent processability, thermal conductivity and high corrosion resistance, copper tubes applied to heat exchangers are being joined through brazing to increase heat exchange efficiency. In order to improve performance, the issue of joint quality of copper tubes, a major member of heat exchangers, is emerging, so research is needed to obtain excellent joint quality of brazing joints that may be damaged. In this study, the quality change of joints according to process variables was studied through induction heating brazing experiments using high frequency. The depth of penetration, which indicates the quality of the junction, was measured, and the center position of the high-frequency electrode and the height of the electrode, which change the location of the heat source applied to the junction, were selected as process variables. Lastly, the thermal image data obtained between the brazing experiments were obtained and the joint quality according to the temperature gradient of the joint was analyzed.

실버 페이스트는 상대적으로 낮은 열처리로 공정이 가능하기 때문에 전자 소자 응용분야에서 유용한 전극 재료이다. 본 연구에서는 은 페이스트 전극에 대기압 플라즈마 제트를 이용하여 전극 표면을 처리 했다. 이 플라즈마 제트는 11.5 kHz 작동 주파수에서 5.5 ~ 6.5 kV의 고전압을 사용하여 아르곤 분 위기에서 생성되었다. 플라즈마 제트는 대기압에서 수행함으로써 인쇄 공정에 더 유용할 수 있다. 플라즈 마 처리시간, 인가된 전압, 가스유량에 따라 전극의 표면은 빠르게 친수성화 되었으며 접촉각의 변화가 관 찰되었다. 또한, 대면적 샘플에서 플라즈마 처리 후 접촉각의 편차가 없었는데, 이는 기판의 크기에 관계없 이 균일한 결과를 얻을 수 있었다는 것을 의미한다. 본 연구의 결과는 대면적 전자소자의 제조 및 향후 응 용 분야에서 적층 구조를 형성하는데 매우 유용할 것으로 기대된다.

본 연구에서는 실버 파우더의 입자 크기, 즉 평균 입자 크기가 2㎛과 7㎛, 이렇게 2가지 실버 페이스트를 개발하였다. 이렇게 개 발된 실버 페이스트에 대해서 점도 및 점탄성, 경화후에 잔류용제 유무 확인을 위한 TGA측정, Strain에 따른 저항 변화 및 전극 표면 구조 변화에 대해서 검토하였다. 이러한 결과를 정리하면 Strain에 따른 저항 변화를 최소화하기 위해서는 실버 파우더의 입 자를 2㎛정도인 것이 가장 바람직함을 알 수 있었다.

Environmental issues such as global warming due to fossil fuel use are now major worldwide concerns, and interest in renewable and clean energy is growing. Of the various types of renewable energy, green hydrogen energy has recently attracted attention because of its eco-friendly and high-energy density. Electrochemical water splitting is considered a pollution-free means of producing clean hydrogen and oxygen and in large quantities. The development of non-noble electrocatalysts with low cost and high performance in water splitting has also attracted considerable attention. In this study, we successfully synthesized a NiCo2O4/NF electrode for an oxygen evolution reaction in alkaline water splitting using a hydrothermal method, which was followed by post-heat treatment. The effects of heat treatment on the electrochemical performance of the electrodes were evaluated under different heat-treatment conditions. The optimized NCO/NF-300 electrode showed an overpotential of 416 mV at a high current density of 50 mA/cm2 and a low Tafel slope (49.06 mV dec-1). It also showed excellent stability (due to the large surface area) and the lowest charge transfer resistance (12.59 Ω). The results suggested that our noble-metal free electrodes have great potential for use in developing alkaline electrolysis systems.

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.

This study compares the characteristics of a compact TiO2 (c-TiO2) powdery film, which is used as the electron transport layer (ETL) of perovskite solar cells, based on the manufacturing method. Additionally, its efficiency is measured by applying it to a carbon electrode solar cell. Spin-coating and spray methods are compared, and spraybased c-TiO2 exhibits superior optical properties. Furthermore, surface analysis by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) exhibits the excellent surface properties of spray-based TiO2. The photoelectric conversion efficiency (PCE) is 14.31% when applied to planar perovskite solar cells based on metal electrodes. Finally, carbon nanotube (CNT) film electrode-based solar cells exhibits a 76% PCE compared with that of metal electrodebased solar cells, providing the possibility of commercialization.

광전기화학 성능을 향상시키기 위해 각 ZnO, ZnSe과 g-C3N4 소재의 장점을 살리도록 3성분계 적층 구조를 디자 인했다. 용액공정으로 FTO 기판위에서 ZnO 나노로드 어레이가 성장하도록 한 후 ZnO표면에 Se을 부착시켜 ZnO표면에 서 ZnSe층이 형성 되도록 이온 치환법을 도입하였다. ZnO/ZnSe 나노로드 위에 g-C3N4 층을 스핀코팅 한 후 각 층이 화 학적 접합이 되도록 질소 분위기 하에서 열처리를 하였다. AM 1.5G, 0.5 V 외부전압하에서 각 적층구조별로 광전기화학 적 전류밀도를 측정하였고 비교 결과 ZnO/ZnSe/g-C3N4 나노로드가 ZnO 및 ZnO/ZnSe 나노로드에 비하여 보다 높은 광 전류 밀도가 측정되었다. 수직 정렬된 ZnO 육각 프리즘형태는 큰 비표면적과 축 방향을 따라 전자 흐름을 원활히 하고, ZnSe 층은 비표면적과 광흡수 범위를 더욱 넗히는 효과를 가져왔다. 이로 인하여 ZnO/ZnSe/g-C3N4 삼원 접합 전극의 향상된 성능은 가시광선 흡수범위 확장, 전하 분리 강화 및 전자 전도도 향상으로 인한 시너지 효과에 기인되는 것으로 판단된다.

Generally, Au electrodes are the preferred top metal electrodes in most perovskite solar cells (PSCs) because of their appropriate work function for hole transportation and their resistance to metal-halide formation. However, for the commercialization of PSCs, the development of alternative metal electrodes for Au is essential to decrease their fabrication cost. Ag electrodes are considered one of the most suitable alternatives for Au electrodes because they are relatively cheaper and can provide the necessary stability for oxidation. However, Ag electrodes require an aging-induced recovery process and react with halides from perovskite layers. Herein, we propose a bilayer Au/Ag electrode to overcome the limitations of single Au and Ag metal electrodes. The performance of PSCs based on bilayer electrodes is comparable to that of PSCs with Au electrodes. Furthermore, by using the bilayer electrode, we can eliminate the aging process, normally an essential process for Ag electrodes. This study not only demonstrates an effective method to substitute for expensive Au electrodes but also provides a possibility to overcome the limitations of Ag electrodes.

본 연구는 나노섬유를 제조하는데 빠르고 효과적인 전기방사법을 이용하여 PVA(Polyvinyl alcohol)와 AgNO3를 혼합하여 제조한 용액을 금속산화물 기반 나노 섬유로 이루어진 투명 전극을 제조하고 그 특성을 분석하였다. PVA/AgNO3 혼합 용액을 전기방사법을 이용하여 유리기판 위에 나노 섬유 구조체 형태로 방사하여 250 ℃에서 2 시간 동안 열처리 과정을 통해 전기 전도성이 향상된 은 나노 섬유 기반 투명 전극을 제조하였다. 제조된 투명전극은 four-point probe 장비를 이용하여 전기적 특성을 분석하였으며, UV - Vis spectrophotometer 를 이용하여 제조된 투명전극의 투과도를 확인하였다. 또한, Scanning Electron Microscopy (SEM)과 Energy Dispersive Spectrometer(EDS)를 통해 은 나노 섬유의 표면 특성과 성분을 확인하였다. 이러한 분석들을 통해, 전기 방사 시간에 따른 면 저항과 투과도의 최적화된 조건을 확인할 수 있었으며, 은 나노 섬유로 이루어진 투명 전극은 전기적, 광학적, 기계적 특성이 우수하여 태양전지, 디스플레이, 터치스크린과 같은 차세대 유연 디스플레이에 적용 가능성을 보여주었다.