• 제목/요약/키워드: 전기화학 임피던스

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무도장 내후성강의 장기 내식성 및 그 현장즉시측정법 (Long-term corrosion-resistance of an uncoated weathering steel and its on-line and in-situ measurements)

  • 박정렬;김규영
    • 한국강구조학회 논문집
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    • 제16권4호통권71호
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    • pp.415-423
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    • 2004
  • 옥외 강구조물의 중요 소재인 무도장 내후성강의 장기 내식성을 평가하기 위해 우선 9년 이상 산업대기와 전원대기에 폭로된 본 강판 및 비교재 일반강판 시편의 천향면에 대해 중성의 인공우수에 침적시켜 전기화학적 부식전위, 임피던스 및 동전위 양분극 곡선으로 측정 및 그 결과를 고찰하였다. 산업대기 및 전원대기에 천향면으로 폭로된 내후성강 표면에는 부동태적인 안정화 녹층이 발달하였으며, 산업대기 폭로 표면의 인공우수에서의 부식속도는 $3{{\mu}m}/y$로 측정되어 우수한 내후내식 녹층으로 덮혀 있었다. 지속적으로 인공우수에 침적시키면 모든 시편 녹층은 점진적으로 열화되어 모재 철분의 양극산화용해 율속의 부식으로 진전됨을 나타내었다. 내후성 합금성분은 이런 부식의 진전을 지연시키고 있었다. 장기 내식성을 잘 평가하기 위해서는 9년보다 훨씬 장기간 대기폭로된 강재표면과 해당 대기 응축수 모사 수용액을 이용한 전기화학적 측정이 필요하다. 특히 본 측정방법들은 강재 표면의 원하는 부위와 폭로시간대에 거의 비파괴적으로 부식상황과 녹층의 상태와 정량적인 부식속도를 직접 바로 측정할 수 있게 하므로 강재를 사용한 교량, 탑, 건축물 등의 강구조물의 표면에 전기화학적 cell을 구성하고 이동측정기를 사용하면 강구조물의 내후 내식성을 현장즉시 측정 및 평가를 효과적으로 가능하게 할 수 있다.

TiO2 Ceramic Filler가 혼합된 젤상의 PAN 고분자 전해질을 이용한 리튬금속 이차전지의 특성 (Characteristics of Lithium Metal Secondary Battery Using PAN Gel-electrolyte Mixed with TiO2 Ceramic Filler)

  • 임효성;김형선;조병원;이태희
    • 전기화학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.106-110
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    • 2002
  • Ethylene carbonate(EC), propylene carbonate(PC), dimethyl carbonate(DMC)의 가소제와 $LiPF_6$ 리튬염 및 $TiO_2$ 충진제를 이용하여 젤형 polyacrylonitrile(PAN) 전해질을 제조하였다. 고분자 전해질의 전기화학적 안정성, 이온전도도, 리튬전극과의 호환성 등의 전기화학적 특성과 기계적 특성을 조사하였다. 이러한 고분자 전해질을 이용하여 조립된 리튬이차전지의 충방전 특성을 조사하였다 EC, PC 혼합 가소제를 이용하여 제조된 고분자 전해질은 $TiO_2$가 첨가됨에 따라 고분자 전해질이 견딜 수 있는 최대 하중이 2배 가깝게 증가하였다. EC, PC혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질은 상온에서 $2\times10^{-3}S/cm$의 이온전도도를 나타내었고, 4.5V까지 전기화학적으로 안정하였다. 리튬금속을 사용하여 제조된 셀의 임피던스 결과에서도 EC, PC 혼합 가소제와 $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질이 20일 동안 계면 저항 $130\Omega$으로 가장 안정하였다. $LiCoO_2$ 양극과 리튬 음극, $TiO_2$가 혼합된 고분자 전해질로 구성된 전지는 충방전효율이 1C 방전속도에서 $90\%$를 나타내었다.

열처리된 탄소나노튜브 상대전극의 전기화학적 특성 연구 (Electrochemical properties of heat-treated multi-walled carbon nanotubes)

  • 이수경;문준희;황숙현;김금채;이동윤;김도현;전민현
    • 한국진공학회지
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    • 제17권1호
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    • pp.67-72
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    • 2008
  • 본 연구에서는 염료감응 태양전지의 상대전극으로써 다중벽 탄소나노튜브를 사용하여 전기화학적 특성에 미치는 열처리 효과에 대해 연구하였다. 다중벽 탄소나노튜브는 실리콘 기판위에 철 촉매를 사용하여 열화학 기상증착법으로 합성하였다. 직경이 다른 다중벽 탄소나노튜브를 각각 성장하여 두 개의 샘플을 준비하였고 질소 분위기의 RTA(rapid thermal annealing) system에서 $900^{\circ}C$ 온도로 1분간 열처리 하였다. 다중벽 탄소나노튜브의 구조적, 전기적, 전기화학적 특성은 FE-SEM, Raman spectroscopy, 2-point probe station, electrochemical impedance spectroscopy (EIS)을 이용하여 측정하였다. 라만 스펙트럼 분석에서 열처리 한 다중벽 탄소나노튜브의 I(D)/I(G) ratio는 상당히 감소한 것을 확인하였으며, 다중벽 탄소나 노튜브 표면과 전해질과의 산화 환원 반응 특성에서는 열처리 전보다 열처리 후의 전해질과의 산화 환원 반응 특성이 향상된 것을 알 수 있었다. 표면에서의 반응 저항 또한 열처리 후의 다중벽 탄소나노튜브가 더 낮은 값을 나타내었다. 그 결과, 열처리 후의 다중벽 탄소나노튜브를 상대전극으로 사용하였을 때의 전기화학적 특성이 더 좋은 것을 확인하였다.

Fe을 도핑한 Li[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2의 구조적인 안정성 및 전기화학적 특성 (The Structural Stability and Electrochemical Properties of Fe Doped Li[Ni0.575Co0.1Mn0.325]O2)

  • 양수빈;유기원;장병찬;손종태
    • 전기화학회지
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    • 제17권3호
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    • pp.149-155
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    • 2014
  • 본 연구에서는 리튬 이차전지의 양극 재료인 $Li[Ni_{0.575}Co_{0.1}Mn_{0.325}]O_2$를 공침법(Co-precipitation)으로 전구체를 합성 하였고, 철(Fe)을 도핑 함으로써 양극 활물질을 합성하였다. 합성된 양극 활물질을 시차주사현미경 (SEM, Scanning electron microscope)과 X선-회절분석(XRD, X-ray diffraction)으로 분석하였다. X선-회절분석 결과 철(Fe)을 도핑 함으로써 a축과 c축이 증가하였고, $I_{(003)}/I_{(104)}$의 비가 증가하는 것과 $I_{(006)}+I_{(102)}/I_{(101)}$비가 작아지는 것을 통해 구조적 안정성이 증가하는 것을 확인했다. 전기화학적 특성 측정 결과 사이클 특성이 향상되었고, 임피던스 측정 결과 전하 이동 저항($R_{ct}$) 값이 낮아짐을 통해 전기화학적 분석 결과에서도 철(Fe)을 도핑 하였을 때 개선 된 특성을 나타내었다. 특히, 고온 조건에서 사이클 특성이 개선되는 것을 확인 하였는데, 이는 구조적 안정성이 사이클 특성에 기여하였기 때문이다.

수정진동자 미세저울을 이용한 방식도막의 물 흡수 측정 (Measurement of Water Absorption in Anticorrosive Organic Coatings Using Quartz Crystal Microbalance (QCM))

  • 이근대;도윤정;김진호;박성수;홍성수;서차수;박진환
    • 한국해양공학회지
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    • 제17권6호
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    • pp.77-82
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    • 2003
  • The absorption of water into an anti-corrosive organic coating, such as alkyd and urethane resin coating, was investigated, using a quartz crystal microbalance (QCM). Anticorrosive properties of the coatings were also measured, by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The overall absorption of water in the coating is determined by the chemical nature of resin, and decreases with increasing thickness. The enhancement of anti-corrosive performance, through increase of coating thickness, was more remarkable in the case of the coating that hadlower equilibrium water absorption. The absorption kinetics curves were Fickian in nature. The EIS analysis confirmed that the resin, having lower equilibrium water absorption, shows higher anti-corrosive performan.

금속용사피막을 갖는 강재의 시멘트 모르타르 내 부식거동에 관한 실험적연구 (An Experimental Study on the Corrosion Behavior in the Steel Meterial Embedded in Cement Mortar with Metal Spray Method)

  • 박장현;김인수;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2017년도 춘계 학술논문 발표대회
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    • pp.105-106
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    • 2017
  • The metal spray method, one of the surface anti-corrosion methods to prevent the corrosion of the steel material, does little effects on the material, while it can be used on a wider surface. However, metal spraying is used only in a limited environment, and research on the case of using with concrete is lacking. The purpose of this study was to observe the corrosion behavior of steels with metal spray coatings in concrete using electrochemical methods And to evaluate the performance of the method according to the type of metal used in the metal spray. As a result, the Al metal spray coating showed the best performance, because Aluminum is oxidized in the cement mortar and forms alumina oxide film.

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EIS를 이용한 염화물 및 방청제가 첨가된 콘크리트에 매립된 철근의 방식성능 평가에 관한 실험적 연구 (A Experimental Study on the Evaluation of Anti-corrosion Performance of rebar in concrete added chloride and inhibitor using EIS method)

  • 박장현;이한승
    • 한국건축시공학회:학술대회논문집
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    • 한국건축시공학회 2016년도 추계 학술논문 발표대회
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    • pp.134-135
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    • 2016
  • To evaluate anti-corrosion performance of rebar in concrete according to the amount of chloride and inhibitor, electrochemical impedance spectroscopy(EIS) method was conducted in this study. For the anti-corrosion performance evaluation according to time, Impedance of rebar in concrete was measured before and after 5 cycle of corrosion acceleration. As a results, The impedance of rebar in concrete added chloride decreased than before corrosion acceleration. However impedance of other specimens was maintained or increased than before corrosion acceleration.

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전도성 고분자 전해질막을 이용하는 전기화학적 시스템의 임피던스 해석 (Impedance analysis of electrochemical systems using an ion-conducting polymer electrolyte membrane)

  • Park, Jin-Soo;Moon, Seung-Hyeon;Kim, Chang-Soo
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 2004년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.1-8
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    • 2004
  • Ion-conducting polymer electrolyte membranes (PEMs) have recently used in developing fuel cell or solar cell for portable, mobile and residential applications [1]. Polymer electrolyte membrane fuel cell (PEMFC), direct methanol fuel cell (DMFC), alkaline electrolyte fuel cell (AFC) and dye-sensitized solar cell have been employing the ion-conducting PEMs to complete their electrical circuits to produce electricity.(omitted)

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흑연 표면의 PVP와 실리카의 아민 작용기로 결합된 흑연/실리콘/피치 음극 복합소재의 전기화학적 성능 (Electrochemical Performance of Graphite/Silicon/Pitch Anode Composites Bonded with Graphite Surface PVP and Silica Amine Function Group)

  • 이수현;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권1호
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    • pp.118-123
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    • 2019
  • 본 연구에서는 리튬이온전지 음극소재인 흑연의 낮은 이론 용량을 개선하기 위해 흑연/실리콘/피치 음극 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. 흑연의 표면에 양친성 물질인 Polyvinylpyrrolidone (PVP)을 코팅한 후 (3-Aminopropyl)triethoxysilane(APTES)로 표면 처리된 실리카를 결합시켜 흑연/실리카를 합성하였으며, 실리카의 질량비에 따라 피치 소재로 코팅한 후 마그네슘 열 환원법을 통하여 실리카를 실리콘으로 환원시켜 흑연/실리콘/피치 복합소재를 제조하였다. 흑연/실리콘/피치 음극소재는 XRD, SEM과 TGA를 통해 물리적 특성을 분석하였으며, 전기화학적 특성은 1.0 M $LiPF_6$ (EC:DMC:EMC=1:1:1 vol%)의 전해액을 사용하여 충 방전 사이클, 율속, 순환전압전류, 임피던스 테스트를 통해 조사하였다. 제조된 흑연/실리콘/피치 복합소재의 실리카 비율이 28.5 wt% 일때 537 mAh/g의 높은 초기 방전 용량을 나타내었으며, 30 사이클까지의 사이클 성능은 95%로 매우 우수한 사이클 안정성과 율속 테스트에서 0.1 C/0.2 C 일 때 98% 회복을 나타냄을 확인하였다.

리튬이온배터리용 도파민이 코팅된 실리콘/실리콘 카바이드 음극복합소재의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Dopamine coated Silicon/Silicon Carbide Anode Composite for Li-Ion Battery)

  • 김은비;이종대
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제61권1호
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    • pp.32-38
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    • 2023
  • 본 연구에서는 리튬 이온 배터리 용 음극활물질인 실리콘의 사이클 안정성 및 율속 특성을 개선하기 위해 도파민이 코팅된 실리콘/실리콘카바이드/카본(Si/SiC/C) 복합소재의 전기화학적 특성을 조사하였다. Stöber 법에 CTAB을 추가하여 CTAB/SiO2를 합성한 후 열 흡수제로써 NaCl을 첨가한 마그네슘 열 환원법을 통해 Si/SiC 복합소재를 제조하였으며, 도파민의 중합반응을 통해 탄소코팅을 하여 Si/SiC/C 음극소재를 합성하였다. 제조된 Si/SiC/C 음극소재의 물리적 특성 분석을 위해 SEM, TEM, XRD와 BET를 사용하였으며, 1 M LiPF6 (EC : DEC = 1 : 1 vol%) 전해액에서 리튬 이온 배터리의 사이클 안정성, 율속 특성, 순환전압전류 및 임피던스 테스트를 통해 전기화학적 특성을 조사하였다. 제조된 1-Si/SiC는 100사이클, 0.1 C에서 633 mAh/g의 방전용량을 나타냈으며, 도파민이 코팅된 1-Si/SiC/C는 877 mAh/g으로 사이클 안정성이 향상된 것을 확인할 수 있었다. 또한 5C에서 576 mAh/g의 높은 용량과 0.1 C/0.1 C 일 때 99.9%의 용량 회복 성능을 나타내었다.