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현 리튬 이온 전지(Lithium ion battery, LIB)의 음극(anode) 소재인 흑연(Graphite)은 낮은 용량(Capacity, 372mAh g-1)을 갖고 있어 현대 사회가 요구하는 높은 에너지 밀도(Energy density)를 갖는 LIB를 제작하는 데에 한계가 있다. 새로운 활물질(active material)로서 실리콘은 흑연 대비 약 10배 이상 높은 용량(4200mAh g-1)을 지니고 있지만, 낮은 전도도(conductivity)와 전극의 고유 저항으로 인해 소재 고유의 이론 용량을 충분히 활용하지 못한다. 또한, 충전(Charge)과 방전(Discharge)을 거치며 상당한 부피 변화(volume expansion)로 인해 전극의 안정성(electrode stability)이 크게 저하되며, 이로 인해 실리콘 음극재 상용화에 어려움을 겪고 있다. 본 연구에서는 높은 극성 작용기를 지닌 polyacrylonitrile(PAN)를 polyoxyethylene bis-azide를 가교제로 사용하여 열처리를 통한 고리화(cyclization) 및 열 유도 클릭 반응(thermally-induced click reaction)을 통해 3D-network 구조를 형성하는 crosslinked cyclized PAN-PEG, x-cPAN-PEG, 바인더를 개발하였다. 해당 바인더는 고리화된 PAN (cyclized PAN, cPAN)에 기인하는 전자 전도도(electronic conductivity)와 함께 테트라졸-매개 PEG 그룹의 도입으로 인한 높은 이온전도도(ionic conductivity)와 실리콘에 대한 접착력을 가지며, 가교 구조에 의한 우수한 기계적 특성을 갖는다. 이를 통해 350 nm 크기의 입자사이즈를 지닌 실리콘을 활물질로 그리고 x-cPAN-PEG을 바인더로 사용한 전극에서도 88%의 높은 초기 쿨롱 효율(initial coulombic efficiency)과 4276.9 mAh g-1의 높은 초기 용량(initial capacity)을 나타내었으며, 100 cycle 이후 약 70%의 이상의 높은 용량 유지율(Capacity retention)을 나타내었다. 또한, 2 μm 크기의 실리콘을 이용한 Si/C 복합 전극(composite electrode)에서도 350사이클에서 64.6% 의 우수한 용량 유지율을 나타내어 상업용 바인더 (commercial binder)인 CMC/SBR(47.8% @ 350 cycles) 보다 우수한 셀 특성을 나타내었다.

음이온 교환막 수전해(AEMWE)의 수소 생산 효율과 내구성을 향상시키려면 고성능 음이온 교환막(AEM)과 촉매의 개발뿐만 아니라 막 전극 접합체(MEA)의 계면 저항 감소도 필수적입니다. 이러한 관점에서 본 연구에서는 AEM 구조 내의 이온 전도성기와 상호작용할 수 있는 메톡시에틸 작용기를 AEM 고분자 매트릭스에 도입하여 MEA의 막과 촉매층 사이의 계면 접착력을 향상시켰습니다. 개발된 AEM은 도입된 작용기로 인해 분자 간 상호작용이 향상되었으며, 이는 분광 분석 및 시뮬레이션을 통해 확인되었습니다. 또한, AEM에 메톡시에틸기를 도입함으로써 MEA 제작 후 AEM-이오노머 상호작용이 유도되었으며, 특히 폴리아릴피페리디늄 및 폴리아릴에테르 계열 고분자의 경우 그 효과가 더욱 두드러졌습니다. 따라서 막-촉매 계면 접착력이 강화되었습니다. 이러한 결과는 알칼리 처리 및 초음파 처리를 포함하는 촉매 박리 시험을 통해 고분자 성분의 표면 에너지로부터 추정된 접착력에 의해 더욱 확인되었습니다. 메톡시에틸기를 도입함으로써 7.09 A cm−2 및 2.0 V에서 AEMWE 셀 성능이 25% 향상되었으며, AEMWE 내구성도 향상되었습니다. 본 연구의 주요 결과에 따르면, 막-촉매 접착력과 MEA 내 촉매층 두께는 막 내 이오노머와 상호작용할 수 있는 작용기를 도입함으로써 효과적으로 제어할 수 있으며, 궁극적으로 AEMWE의 수소 생산 효율 및 내구성 향상에 기여합니다.

MWW계열 제올라이트 소재의 조성 변화에 따른 기상 유기염소화합물의 흡착특성을 파악하여 기상 유기염소화합물 흡착제거에 효율적인 흡착제 개발

본 발명은 마이크로 RNA에 반응하여 다중 유전자를 편집할 수 있는 올인원 크리스퍼 유전자 가위 시스템의 개발에 관한 것이다. 구체적인 예제로 흑색종에서 과발현되며 생장과 면역반응 등에 관여하는 타겟 유전자들의 선별, 상기 유전자에 대한 편집 효율이 가장 좋은 크리스퍼 유전자 가위 기반 gRNA (guide RNA) 선별, 상기 조성물이 흑색종에서의 마이크로 RNA에 반응하여 특이적으로 작용할 수 있는 시스템 개발, 선별된 모든 조성물을 하나의 구성물로 합친 흑색종 올인원 유전자 편집 시스템의 개발, 상기 조성물의 세포 내 전달 효율 최적화, 상기 조성물의 유전자 편집 및 치료 효율 검증에 관한 것이다.

Gradient ND필터와 OPD를 통한 동시적 실내측위와 통신기법

DEAD (diethyl azodicarboxylate)와 같은 아조 화합물은 삼차아민을 산화시켜 이미늄염을 만드는 것으로 알려져 왔다. 하지만, 불안정한 아조 화합물을 당량 이상 사용해야 한다는 단점이 있어서, 이를 대량생산에 적용하는 것은 매우 어려운 한계가 있었다. 본 연구에서는 2-(4-nitrophenyl)hydrazine-1-carboxylate의 새로운 형태의 아조 화합물을 촉매량 이용하고, 산소를 최종 산화제로 이용하여 삼차 아민의 알파자리에 CN 작용기를 도입하는 반응을 개발하였다. Tetrahydroisoquinoline을 비롯한 다양한 삼차아민의 α-cyanation이 가능하였으며, 자연에서 얻어지는 alkaloid 화합물인 (±)-tetrahydropalmatine도 개발된 반응을 통해 선택적으로 8번자리에 cyanation 되는 것을 확인하였다. 2.44g scale 의 대용량 반응에서도 반응성의 저하 없이 잘 진행됨을 확인하였으며, 본 반응을 통해 얻은 화합물을 이용하여 salsolidine을 합성하는 경로도 개발하였다.

본 발명은 반추동물의 메탄 발생을 저감하는 사료의 원재료로 활용되는 바다고리풀(Asparagopsis taxiformis) 사분포자체의 배양을 최적화하기 위해, 다양한 광질(백색, 청색, 적색, 청색+적색) 및 광주기(8:16h, 12:12h)가 생장, 광합성 및 색소 함량에 미치는 영향을 평가하고, 최적의 광조건을 제공한다. 광주기와 관계없이 청색광에서 바다고리풀의 성장률 및 광합성 활성이 가장 높게 관측되었으며, 적색광에서는 성장률 및 광합성 활성은 낮았으나 엽록소와 피코에리트린 함량이 가장 높게 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로, 생장 최적화를 위해 청색광을 적용하고, 색소 함량을 증가시키기 위해 적색광을 적용하는 배양 방법이 효과적임을 확인하였다.

HEV용 전력변환시스템에서 V2L 기능을 수행하기 위한 추가 회로의 스위치 통합 기술

공액 고분자는 기계적 유연성, 비용 효율성, 경량성 덕분에 휴대용 센서 장치의 감지 재료로서 큰 잠재력을 가지고 있습니다. 그러나 이들은 무기 기반 가스 센서에 비해 개발이 뒤처지기 때문에 주변 조건에서 낮은 민감도와 낮은 안정성 등의 문제에 직면해 있습니다. 기능성 나노물질을 고분자 반도체에 통합하면 가스 민감도와 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 본 연구에서는 제올라이트 나노결정과 공액 고분자를 혼합하여 제작된 새로운 유기-무기 하이브리드 가스 센서를 제시합니다. 공액 고분자 매트릭스에 마그네슘을 포함한 델라미네이트 MCM T웬티-Two (MWW) 층(Mg-DML-x, x = 100–160 C) 제올라이트를 도입하여 높은 반응성과 빠른 반응 속도를 유지하면서 가스 sensing 성능을 크게 향상시켰습니다. 마그네슘의 구조적 치수와 프레임워크의 영향을 탐구하기 위해 Mg-DML-x의 결정화 온도를 조정했습니다. 결과는 Mg-DML-x의 2차원 구조와 루이스 기본 구조의 마그네슘이 NO2 가스 분자에 대해 강한 친화력을 가지며, Mg-DML-x의 결정화 온도가 높아질수록 이러한 친화력이 더욱 강해진다는 것을 보여줍니다.

본 발명은 이온 전도도와 알칼리 내구성이 우수한 음이온 교환막 및 이의 제조방법에 관한 것이다.