• 대한화학회지
• /
• 제39권9호
• /
• pp.722-727
• /
• 1995

순환 전압-전류법으로 합성한 폴리아닐린 막의 전기화학적 임피던스 측정을 0.1M 황산용액에서 수행하였다. 전기 전도성을 갖는 퍼텐셜 영역에서 전하-이동 정항은 낮은 값을 나타냈으며, 따라서 교환 전류밀도는 큰 값으로 측정되었다. 고분자의 축전 용량은 이중층 축전 용량보다 크게 나타났으며 이값은 전극 퍼텐셜에 따라 변하였다. 측정된 임피던스 데이터로부터 전극의 등가 회로를 추정하였으며, 이 등가 회로를 토대로 하여 폴리아닐린 막대에서 혼입된 이온의 물질 이동 파라미터를 산출하였다.

• 공업화학
• /
• 제21권1호
• /
• pp.52-57
• /
• 2010

중금속 이온이나 방사성 양이온을 처리하는 공정으로서 화학약품에 의한 침전법이나 일반 이온교환법을 가장 보편적으로 활용하고 있으나, 이 공정들은 약품의 과다 투여, 유효 금속의 폐기, 고형 폐기물에 의한 2차적인 토양 오염 유발 등과 같은 문제점을 가지고 있다. 이에 따라 최근 들어 선진국을 중심으로 전해환원 전착반응과 이온교환 반응을 결합시킨 전기화학적 이온교환법을 대체 신기술로 개발하고자 많은 관심과 연구가 집중되고 있다. 본 연구에서는 전기화학적 이온교환체 중의 하나인 nickel hexacyanoferrate (NiHCNFe)의 최적 제조조건을 규명하기 위해, 기지금속인 니켈판 표면에 화학적 방법과 전기화학적 방법으로 NiHCNFe 막을 생성하였으며, NiHCNFe의 구조 형태와 조성을 각각 SEM과 EDS 분석을 통하여 조사하였다. 또한 NiHCNFe 막이 생성된 니켈판을 운전전극으로 설치한 단일 평행평판 이온교환 전극반응기에서 산화-환원 전위를 연속적으로 순환시켜 순환전위곡선을 측정하고 피크 전류의 변화 거동을 조사하였다. 본 연구의 실험 결과에 의하면, 화학적으로 제조한 NiHCNFe가 전기화학적으로 제조한 경우보다 우수함을 알 수 있었고, 특히 118 h 화학반응시킨 NiHCNFe 이온교환체의 조밀도, 밀착성, 내구력이 가장 우수하게 나타났다.

• 멤브레인
• /
• 제30권5호
• /
• pp.350-358
• /
• 2020

본 연구에서는 다공성 탄소 전극의 음극과 양극 표면에 각각 양이온교환고분자(Nafion)와 음이온교환고분자(aminated polyphenylene oxide, APPO)를 코팅하여 막 결합형 축전식 탈염(membrane capacitive deionization, MCDI) 공정에 적용하였다. 또한 위 공정의 성능을 탄소 전극만으로 구성한 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI) 공정과 비교 평가해 보고 염 제거 효율이 최대로 나타나는 MCDI 공정의 최적 운전 조건을 탐색하고자 하였다. 염 제거 효율은 MCDI 공정이 CDI 공정에 비해 높게 나타났으며 Nafion과 APPO를 적용한 MCDI 공정에서 흡착 조건이 1.2 V, 3 min이고 탈착 조건이 -1.0 V, 1 min 일 때의 염 제거 효율이 82.1%로 최댓값을 보임을 확인했다.

• 분석과학
• /
• 제11권6호
• /
• pp.460-468
• /
• 1998

$SOPDH_2$, $SNDH_2$, $EBNH_2$, $PBNH_2$ Schiff base 리간드와 이들의 [$Co(II)(SND)(H_2O)_2$], [$Co(II)(SOPD)(H_2O)_2$], [$Co(II)(EBN)(H_2O)$], [$Co(II)(PBN)(H_2O)$] 착물들을 합성하였다. Co(II) 착물들에서 Schiff base 리간드와 Co(II)의 몰 결합 비는 1:1로 주어졌으며 6배위 결합을 합성하였다. Co(II) 착물이 수식된 유리질 탄소전극을 사용하여 1 M KOH 수용액에서 산소 환원 반응을 순환 전압전류법으로 알아보았다. Schiff base Co(II) 착물이 수식된 전극에서의 산소의 환원 전류는 알몸 유리질 탄소전극에서 보다 더 증가하였고 환원 전위는 양전위 방향으로 더 이동하였다. 산소 환원 반응에 관여한 전자수와 교환 속도 상수 값은 순환 전압전류 곡선으로부터 구하였다. 산소 환원 반응경로는 최종 생성물이 $H_2O_2$로 가는 $2e^-$ 전이 반응을 나타내었으며 촉매가 수식된 전극에서의 교환 속도 상수는 알몸전극의 값에 비해 약 2~10배 정도 증가하였다.

• 분석과학
• /
• 제23권5호
• /
• pp.505-510
• /
• 2010

톨루엔에 녹인 폴리부타디엔을 탄소가루의 결합재로 사용하였을 때, 탄소반죽은 전극 제작 후 용매 증발에 의하여 기계적 물성을 보였으며, 이 성질은 탄소반죽전극 실용화의 선행조건을 충족시키는 것이었다. 부타디엔 고무를 결합재로 사용하여 새로운 효소전극을 제작하고, 그것이 정량적인 전기화학적 행동을 보이는지 확인하기 위하여 여러 가지 전기화학 속도론적 파라메터 즉 대칭인자, 교환전류밀도, 이중층의 축전용량, 시간상수, 최대전류, Michaelis 상수 등을 구하였다. 이 결과들은 부타디엔 고무가 탄소반죽전극 실용화에 추천할 만한 위한 결합재임을 보여 주는 것이었다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
• /
• 제39권1호
• /
• pp.75-80
• /
• 2015

최근 일정기간 해상에서 운용된 해양교통시설물은 수주와 파도 유입구에 해조류 증착이 발생되어, 파력발전 효율이 감소되는 문제점이 발생하였다. 따라서 해조류 증착을 억제하고자 단일채널 AFS(Anti-Fouling System)를 적용하였다. 그러나 단일채널 AFS에 이용된 구리 전극봉의 이온화 불균형 현상이 나타났다. 구리 전극봉의 이온화 불균형은 전극봉의 교환시기를 앞 당겨, 잦은 전극봉의 교체가 필요한 문제가 발생하였다. 본 논문에서는 다 채널 전류제어 방식을 이용한 해양교통시설물용 다채널 AFS의 알고리즘을 만들고, 하드웨어를 설계, 제작하였다. 그리고 기존의 단일채널 AFS와 다채널 AFS의 실 해역실험을 통해 제어방식에 따른 구리 전극봉 이온화 차이를 확인할 수 있는 비교 실험을 진행하였다. 실 해역실험결과 다채널 AFS에 이용된 구리 전극봉이 균일하게 이온화 되는 것을 확인할 수 있었다.

• 멤브레인
• /
• 제32권6호
• /
• pp.496-513
• /
• 2022

본 연구에서는 음이온 교환막 수전해 시스템에 적용가능성을 확인하고자 상용 음이온 교환막인 FAA-3-50, Neosepta-ASE, Sustainion grade T, Fujifilm type 10의 관련 물성을 평가하였다. 음이온교환막을 이용하는 특성상 음이온교환기의 확인을 위하여 SEM/EDX를 이용하여 상용막의 모폴로지와 표면의 원소를 분석하여 상용막이 포함하고 있는 작용기의 분포를 확인하였다. 또한, UTM과 TGA를 이용하여 기계적 강도 및 열분해온도를 측정하여 수전해의 구동조건을 만족하는지 확인하였다. 음이온 교환막으로서의 성능을 파악하기 위하여 중요한 특성인 이온교환용량과 이온전도도를 측정하였으며, 알칼리 환경에서 구동되기 때문에 각각의 상용막의 내알칼리성을 확인하기 위한 내구성 테스트를 진행하여 비교하였다. 최종적으로 막-전극 접합체를 제조하여 수전해 single cell test를 진행하여 60℃, 70℃, 80℃의 온도 조건에서 cell 성능을 확인하였고 장기 cell test로 다른 온도에서 20 cycle 측정하여 수전해 성능을 비교하여 상용막의 음이온 교환막 수전해에 적용가능성을 비교하여 확인하였다.

• 멤브레인
• /
• 제24권4호
• /
• pp.332-339
• /
• 2014

본 연구에서는 축전식 탈이온 공정(capacitive deionization, CDI)의 성능을 개선하기 위해 poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) (PPO)를 기저물질로 이용하여 코팅이 가능한 음이온교환 이오노머(quaternized PPO, QPPO) 용액을 제조하였다. 제조된 QPPO는 상용 음이온교환막(AMX, Astom Corp., Japan) 대비 우수한 이온전도도 특성을 나타내었으며 전기화학적 특성 또한 동등 수준임을 확인할 수 있었다. 다공성 탄소 전극에 이오노머 용액을 코팅하여 CDI 성능평가를 수행하였으며 그 결과 약 94.9%의 높은 염 제거 효율을 나타내었다. 기존의 CDI와 상용 음이온교환막을 결합한 membrane CDI (MCDI), QPPO가 코팅된 전극을 사용한 coated CDI (CCDI)의 탈염 성능을 비교한 결과 QPPO의 높은 이온선택성 및 낮은 이온 전달저항으로 CCDI가 기존의 CDI에 비해 52.1%, MCDI에 비해 18.3% 향상된 높은 염 제거 성능을 나타냄을 확인하였다.

• 공업화학전망
• /
• 제14권6호
• /
• pp.21-28
• /
• 2011

이온교환막을 이용한 전기적 탈염기술은 막모듈 내에 양이온교환막과 음이온교환막을 교대로 장착시키고 모듈의 양단 전극에 전압을 적용함으로써 물속에 용존되어 있는 양이온과 음이온들을 전기의 힘을 이용하여 선택적으로 투과시키는 원리를 기반으로 하는 청정공정 기술이다. 이온교환막 공정은 전통적으로 산/알칼리의 생산, 산업폐수의 중금속의 제거, 해수의 담수화, 반도체 산업의 초순수의 제조, 해수에서 식염의 제조, 발효산업의 유기산 및 아미노산의 회수 등 다양한 산업분야에서 응용되어 왔다. 최근에는 이러한 기존의 응용분야에서 벗어나 새롭게 응용분야가 넓어지고 있다. 이온교환막과 다공성 탄소전극을 결합한 막축전식 해수담수화기술, 해수와 담수의 염도차를 이용한 역전기투석식 해수발전 등의 새로운 선택분리기능 및 응용분야를 가진 이온교환막의 개발 및 공정에 관한 연구가 활발히 이루어지고 있다. 그러나 국내에서는 이온교환막이 아직 상용화되지 않고 있어 이온교환막을 이용한 응용연구가 활발하게 진행되지 못하고 있어 그 개발이 시급하다. 본 논문에서는 먼저 이온교환막을 이용한 전기투석식 탈염기술, 물분해 전기투석, 전기탈이온 공정에 관한 동향을 조사하였다. 아울러 미래의 이온교환막의 응용기술인 해수담수화기술로서 역삼투법과 경쟁하여 에너지를 낮게 소모할 것으로 예상되는 분리막을 이용한 막축전식 탈염기술과 무한한 신재생에너지원인 해수와 담수를 이용한 역전기투석 해수발전기술에 대해 기술의 원리들과 최근의 연구동향 등을 정리하였다.

• 조명전기설비학회논문지
• /
• 제19권4호
• /
• pp.79-84
• /
• 2005

본 논문은 액중 이온교환수 발생장치 내에 양${\cdot}$음이온교환격막을 중심으로 불평등전계를 형성할 수 있는 사선빗살형 전극을 설치하였다. 그리고 정극성과 부극성의 펄스전압을 인가하여 펄스전압의 극성변화에 의한 산화환원전위 변화가 이온교환수 발생장치 내에서 발생된 용존산소량에 미치는 영향을 비교 검토하였다. 실험결과, 이온교환수 발생장치 내에 인가된 펄스전압의 극성변화와 전기비저항의 차에 의한 산화환원전위 및 용존산소농도 변화를 관찰할 수 있었다. 그리고 인가된 펄스전압의 극성변화와 전기 비저항 차에 의한 전위변화가 용존산소농도를 증가시켜 액중에서 고농도의 이온들을 생성시킴을 알 수 있었다.