• 제목/요약/키워드: 전기화학 반응

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면역 조직화학 반응이 통합된 바이오칩의 전기화학 및 광학적 분석 (Integration of immunohistochemical reactions into Electrochemical and Optical Analyses of Biochips)

  • 최형길;홍은경;이승원;윤현철
    • KSBB Journal
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    • 제20권2호
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    • pp.123-128
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    • 2005
  • 효율적인 바이오칩을 개발을 위해 칩 표면에 생체 물질들의 상호반응이 효과적으로 일어날 수 있는 센싱 표면의 조성과 항원-항체 반응과 같은 생체인식 반응을 정량적 신호로 전환하는 방법에 대해 연구하였다. 전기화학식 센서의 표면을 개선하기 위해 폴리아미도아민 덴드리머를 가교 물질로 도입하였다. 생체 분자들의 인식작용을 정량적인 신호로 전환하기 위해 전형적인 면역조직화학분석에서 사용된 반응들을 바이오센서에 적용한 방법론을 사용하였다 효소에 의해 촉매되는 신호화 방법은 면역반응들에 대하여 광학식 센서와 전기화학식 센서에서 공히 수행되었으며, 매우 정량적인 신호로 측정되었다. 측정된 신호들로부터 단백질 농도에 비례하는 검량곡선을 획득할 수 있었으며 다양한 면역 샘플에 대한 적용 가능성을 제시하였다.

고분자연료전지에 사용되는 e-PTFE 지지체의 펜톤반응 후 화학적 열화 (Chemical Degradation of e-PTFE Support Used in PEMFC after Fenton Reaction)

  • 오소형;임대현;이무석;이동훈;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권4호
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    • pp.536-540
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    • 2020
  • 고분자연료전지(PEMFC) 고분자막의 지지체는 기계적 내구성 향상에 핵심적인 역할을 한다. 지지체로 사용하는 e-PTFE는 화학적으로 안정하여 PEMFC 구동과정에서 전기화학적인 열화에 대해서는 거의 연구되지 않았다. 본 연구에서는 e-PTFE가 Fenton 반응과정에서 발생한 라디칼과 과산화수소에 화학적으로 안정한지 검토하였다. Fenton 반응 과정에서 e-PTFE의 주사슬이 끊어져 지지체의 화학적 구조와 형태 변화가 발생하였고, 그에 따라 인장 강도가 감소하였다. 실제 PEMFC 구동과정에서 고분자막 이오노머의 전기화학적 열화는 라디칼과 과산화수소에 의해서 고분자막 내부에서 발생하므로, e-PTFE 지지체의 셀 내에서 전기화학적 열화도 발생할 수 있음을 본 연구 결과가 보였다.

오존 이용의 변천과 장래전망

  • 대한전기협회
    • 전기저널
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    • 통권271호
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    • pp.63-68
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    • 1999
  • 오존(Ozone) 이용의 역사는 19세기의 음료수 살균으로 거슬러 올라간다. 그후 선택적 화학반응을 이용한 화학합성, 1970년대의 공해대책시대의 배수(排水)탈색(脫色)$\cdot$탈취(脫臭), 수질 유지로 진전되어 왔다. 최근에는 특히 여러 가지 제품의 제조프로세스 등에서 환경부하가 적고 생산성이 좋은 프로세스가 요청되고 있어, 그러한 관점에서도 분해 후 무해한 산소로 되돌아가는 산화제인 오존의 활용이 기대를 모으고 있다. 기술면에서는 오존 단독처리에 더하여 과산화수소나 자외선과의 병용에 의한 촉진산화처리, 생물처리와의 병용처리 등 반응속도의 향상, 비처리물질의 확대를 겨냥한 새로운 반응기술, 대용량$\cdot$고농도 오조나이저(Ozonizer), 클린 오조나이저 등, 적용분야의 확대를 가능케 하는 오존발생기술, 하드웨어 기술의 진보가 현저하다. 최근에는 이 최신기술과 다른 기술과의 복합에 의한 새로운 제안도 많이 나오고 있으며, 수처리를 중심으로 신(新)프로세스에 더하여, 예를 들면 펄프 표백(漂白) 프로세스와 반도체 제조프로세스 등에의 적용이 급속하게 확대되는 경향이 있어, 바야흐로 새로운 분야를 개척하게 됨으로써 고객의 요구가 다시 신기술을 일으키는 쪽으로 돌아가고 있다고 할 수 있다.

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고성능 전기화학 장치용 마이크로-나노 하이브리드 다공성 니켈 전극

  • 최우성;신헌철
    • 한국재료학회:학술대회논문집
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    • 한국재료학회 2012년도 춘계학술발표대회
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    • pp.88.2-88.2
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    • 2012
  • 활성 물질의 원활한 확산을 위한 경사형 마이크로 기공과 넓은 반응 면적을 제공하는 나노 기공을 동시에 가지는 하이브리드 다공성 구리의 전기화학적 합성법이 보고된 이후, 이를 기능성 전기화학 장치에 활용하기 위한 많은 연구가 진행되고 있다. 하지만, 구리는 일반적으로 전기화학적 비활성 물질이기 때문에 전극 활물질로서 직접 활용되는 것은 극히 제한적이다. 또한, 전해 도금에 의하여 합성되므로 비전도성 기재 위에 형성이 불가능하여, 비전도성 기재가 기본이 되는 장치에 적용하는 것 역시 어렵다. 본 연구에서는 전해 도금법을 기본으로 하여 마이크로-나노 하이브리드 다공성 구조를 가지는 니켈을 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성하였다. 전도성 기재 위에 제조된 니켈의 구조는 전반적으로 기존의 다공성 구리와 거의 유사하였으나 마이크로 기공의 밀도와 수지상의 형태에 있어 차이점을 보였다. 비전도성 기재 위에 형성된 니켈의 경우에는 중간 열처리 과정으로 인해 나노 수지상 구조의 다소간의 뭉침이 발견될 뿐 전도성 기재 위에 형성된 니켈과 구조가 동일하였다. 전도성 및 비전도성 기재 위에 형성된 니켈 다공성 구조를 기본을 하여 각각 전기화학적 캐패시터용 전극과 연료전지용 전극을 제작하였고, 기본적인 전기화학 특성을 파악하여 니켈 다공성 구조의 응용 가능성을 타진하였다.

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PEMFC내 가변적인 전극조건에 따른 전기화학적 특성분석 (Electrochemical Characteristic Analysis based on Various Electrode's Condition of a PEMFC)

  • 남윤아;김종훈;최현지;탁용석
    • 전력전자학회:학술대회논문집
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    • 전력전자학회 2017년도 전력전자학술대회
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    • pp.461-462
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    • 2017
  • 가장 대표적인 연료전지인 고분자 전해질 연료전지(PEMFC; polymer electrolyte membrane fuel cell)은 두 개의 전극으로 이루어지며, 각 전극(electrode)에 공급되는 수소(anode)와 공기(cathode)의 원활한 반응을 위해 촉매(catalyst)로서 백금(Pt)을 사용한다. 이 때, 촉매의 실험 조건에 따라 연료전지 두 전극의 반응이 달라지므로 촉매의 가변성 즉, 가변적인 전극 조건에 따른 전기화학적 특성이 면밀히 분석되어야 한다. 그러므로, 본 논문에서는 촉매의 변화에 기인한 가변적인 전극 특성에 따른 연료전지의 전기화학적 특성 분석을 실시하였다.

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전기화학적 공정에 의한 클로레이트의 생성메커니즘 (Formation Mechanism of Chlorate ($ClO_3\;^-$) by Electrochemical Process)

  • 백고운;정연정;강준원;오병수
    • 대한환경공학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.627-634
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    • 2009
  • 본 연구는 염화 이온 ($Cl^-$)을 전해질로 이용하는 전기화학적 공정에서 생성되는 염소산화부산물인 클로레이트 ($ClO_3\;^-$, 염소산염)의 생성 메커니즘을 알아보기 위해 수행되었다. 우선, pH 및 초기농도에 따른 생성 특성을 살펴보았으며, 유리염소 생성과의 관련성 및 오존, OH 라디칼 등의 혼합산화제의 영향을 간접 평가하여 클로레이트의 생성 메커니즘을 구체화하였다. 그 결과, 클로레이트의 생성은 유리염소 (HOCl/$OCl^-$)의 전기화학적 반응을 주된 반응으로 하며, 염화 이온의 직접 양극산화 반응 및 OH 라디칼에 의한 경로가 있음을 확인하였다. 이어서 생성된 클로레이트가 퍼클로레이트로 산화되는 반응도 볼 수 있었다. 또한, 전극 간격에 따른 생성 농도를 유리염소 생성과 함께 평가하여, 유리염소 생성 효율은 극대화 시키되 클로레이트의 발생을 최소화 할 수 있는 최적조건을 찾는 방안을 제시하였다.

전기화학적 방법과 활성오니 공정의 병합에 의한 농공단지폐수 처리 (Treatment of Wastewater from Agricultural Industrial Complex by Combination of Electrochemical and Activated Sludge Process Systems)

  • 이홍재;서동철;조주식;박현건;이춘식;허종수
    • 한국환경농학회지
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    • 제20권4호
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    • pp.289-296
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    • 2001
  • 농공단지 폐수의 효과적인 처리를 위하여 스테인레스 전극판을 이용한 전기화학적 방법에 의한 pilot 실험 및 pilot 전기화학반응조를 생물공정의 전처리 과정으로 도입하여 이들 두 공정을 연계처리 실험을 하여 오염물질 제거효율을 조사하여, 이들 두 공정의 연계가능성을 조사한 결과는 다음과 같다. 전기화학방법에 의한 pilot 실험장치에서의 체류시간별 유출시간에 따른 COD 처리율은 체류시간 30분 및 60분에서 유출시간 8시간 이후부터 약 $78{\sim}81%$로 체류시간 15분으로 하였을 경우에 비해 그 처리율이 높았고, 탁도 처리율은 모든 조건에서 전기반응시간 초기부터 90%이상이었다. T-N 및 T-P 처리율은 체류시간 30 및 60분에서 유출 전 기간 동안 처리율이 각각 약 $71{\sim}74$$85{\sim}98%$로서 체류시간 15분에 비해 약간 높았다. 전기화학적 처리공정을 생물학적 처리공정의 전처리과정으로 도입한 실험과 단독 생물학적 처리공정의 실험을 동시에 실시한 결과에서의 SVI 및 MLSS의 농도변화는 유출 전 기간 동안 두 처리 공정 모두 각각 약 $82{\sim}112$$1,230{\sim}1,750$ mg/L로서 전반적으로 안정한 경향이었으며, SVI는 안정범위인 $50{\sim}150$을 충족시켰다. COD 처리율은 두 처리공정 모두 유출초기에 약 90%로 높았고 유출시간이 경과할수록 단독 활성슬러지 공정에서는 처리율이 미미하게 감소하였으나 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서는 미미하게 증가하여, 유출시간 72시간 후 COD 처리율은 각각 약 87 및 95%로서 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 약 8% 증가하였다. 탁도 처리율은 두 처리공정 모두 유출 전 기간 동안 약 95%이상 높게 처리되었다. T-N 처리율은 유출 전 기간 동안 단독 활성슬러지 공정 및 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 각각 약 $62{\sim}74$$72{\sim}86%$로서 연계한 공정에서 T-N 처리율이 10%이상 증가되었다. T-P 처리율은 전기반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정에서 단독 활성슬러지 공정에 비해 유출 72시간후에는 각각 약 97 및 82%로서 전기화학반응조와 활성슬러지 공정을 연계한 처리공정이 약 15%이상 높았다.

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N'-phenyl-N-(2-chloroethyl)-N-nitrosourea 유사체의 전기화학적 거동 및 N-aminourea의 합성 (Electrochemical Behaviors of N'-phenyl-N-(2-chloroethyl)-N-nitrosourea Analogous and Synthesis of N-aminourea)

  • 원미숙;김정균;심윤보
    • 대한화학회지
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    • 제35권6호
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    • pp.707-712
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    • 1991
  • 수은 pool 전해조를 사용하여 (5:3) EtOH/4N-HCl 용액계에서 선택적인 -N-N=O기의 전기화학적 환원에 의해 N'-phenyl-N-(2-chloroethyl)-N-nitrosourea로부터 N'-phenyl-N-(2-chloroethyl)-N-aminourea를 합성하였다. 전기화학적 환원에 앞서 반응의 최적조건을 검토하기 위하여 몇 가지 N'-aryl-N-(2-chloroethyl)-N-nitrosourea 유사체에 대하여 pH변화에 따른 환원전위를 순환전압전류법으로 조사한 결과 pH에 따라 $E_p$값이 "-"쪽으로 이동하였으며 aryl기의 치환기 효과는 -N-N=O기의 환원 전위에 크게 영향을 미치지 않는 것으로 나타났다. 용액계의 pH에 따른 반응성을 조사한 결과 강산성 용액(pH<1)에서 반응이 가장 잘 진행되며 -0.7 V vs. Ag/AgCl/4 N-HCl에서 N-N=O기의 선택적인 4전자 환원반응에 의해 N-N$H_2$가 생성됨을 확인하였다.

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아연의 전기화학적 산화.환원 반응에 미치는 산화아연 농도의 영향 (Effects of Zinc Oxide Concentrations on Electrochemical Zinc Redox Reaction)

  • 김성수;정순기;김양수
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2011년도 춘계학술논문집 1부
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    • pp.510-512
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    • 2011
  • 본 연구에서는 수지상 아연 생성 반응에 영향을 주는 인자로써 산화아연의 농도에 주목하여, 아연의 전기화학적 산화 환원 반응에 미치는 전해질 농도의 영향을 규명하는 것을 목적으로 하였다. 아연의 석출 용해 반응은 산화아연의 전해질 농도에 크게 영향을 받았다. 저농도에서는 사이클이 진행될수록 충 방전 효율이 크게 저하되는데 비해, 고농도에서는 상대적으로 고효율이 유지되었다. 또한 각 농도의 용액에서 50 사이클이 진행된 후 생성된 수지상 아연은 저농도에서 생성된 수지상 아연보다 고농도에서의 수지상 아연이 두꺼운 것을 확인하였다.

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