• 제목/요약/키워드: 흑연전극

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리튬이온전지용 주석산화물이 도포된 흑연전극의 싸이클 성능 (The Cycling Performance of Graphite Electrode Coated with Tin Oxide for Lithium Ion Battery)

  • 강태혁;김형선;조원일;조병원;주재백
    • 전기화학회지
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    • 제5권2호
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    • pp.52-56
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    • 2002
  • 졸-겔법을 이용하여 주석산화물을 흑연입자 표면에 도포하고 $400-600^{\circ}C$에서 열처리하여 미세결정구조를 갖는 리튬이온 전지용 주석산화물 전극을 제조하였다. 도포 된 주석산화물의 양은 $2.25 wt\%\~11.1 wt\%$로 조절하여 실험한 결과 주석산 화물의 함량에 따라 방전용량이 증가하고 또한 초기의 비가역 용랑도 증가함을 알 수 있었다. 싸이클에 따른 주석 산화물 전극의 방전용량은 propylene carbonate(PC) 계 전해액에서도 초기 싸이클에서 350mAh/g 이상, 30 싸이클 후 에서는 300mAh/g을 나타낸 반면, 표면개질이 되지 않은 흑연전극의 경우에는 140mAh/g의 방전용량을 나타내었다. 충방전 속도를 C/5에서 C/2로 빠르게 했을 때 주석산화물 전극과 흑연전극의 방전용량은 초기 용량의 $92\%,\;77\%$로 각각 나타났다. 이러한 전극 특성의 향상은 주석산화물이 리튬이온과 반응하여 형성된 리튬 옥사이드$(Li_2O)$부동태 피막이 흑연전극의 탈리 현상을 막고 또한 환원된 주석이 흑연입자간의 전기전도를 원활하게 하여 전극의 전류분포를 향상시키기 때문인 것으로 해석되었다.

양극분극에 의한 흑연전극의 계면반응에 대한 연구 (Study on the Surface Reactions of Graphite Electrodes by Anodic Polarization)

  • 오한준;김인기;이종호;이영훈
    • 대한화학회지
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    • 제41권1호
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    • pp.1-11
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    • 1997
  • 0.5 M $K_2SO_4$ 용액에서 여러 가지 세 탄소전극(glassy carbon, 인조흑연, graphite foil)에 대하여 양극분극에 따른 전극표면반응에 대한 연구를 임피던스 스펙트로스코피를 통하여 실시했다. Graphite foil 전극의 경우 이중츨 capacotance는 다른 두 전극재료에 비하여 높게 나타났으며, 양극분극시 glassy carbon과 인조 흑연(PVDF 혼합 graphite)은 전극계면에서 흡착현상에 의한 capacitance C의 영향이 현저하게 나타남을 알 수 있었다. 3종류 전극재료의 전기화학적 거동은 전극표면 조직의 차이에 의해 glassy carbon의 경우는 분극시 파라데이 임피던스의 영향을 받으며, graphite foil의 경우는 field transport의 지배를 받아 전압의 변화에 의한 임피던스 파라미터의 변화는 거의 나타나지 않았다.

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황산 용액중의 분극시 나타나는 탄소전극들의 계면반응 (Study on the surface reactions of carbon and graphite electrodes in sulfuric acid solution)

  • 오한준;김인기;이종호;이영훈
    • 한국결정성장학회지
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    • 제6권4호
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    • pp.648-662
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    • 1996
  • 임피던스 스펙트럼을 이용하여 황산 용액에서 glassy carbon과 인조흑연(PVDF 합성 흑연)의 전극표면에 cyclic 분극을 부하 하였을 경우 전극표면에서 나타나는 표면반응에 대하여 조사하여 . 두 재료 표면에서 산소의 산화 혹은 환원과 관련되거나 또는 탄소재료 표면에 화학흡착된 표면작용기(surface functional group)의 변화와 관련되는 것으로 생각되는 산화환원 피크가 potentio-dynamic곡선에서 나타났다. 이러한 전극 표면에서의 표면작용기의 산화환원은 glassy carbon과 PVDF합성 흑연의 임피던스 스펙트럼에도 커다란 영향을 미치는 것으로 나타났다. 또 glassy carbon과 PVDF합성 흑연에서의 임피던스 파라미터는 분극부하에의해 현저한 변화가 나타났다.가 나타났다.

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금 나노입자를 회합시킨 수식된 흑연전극으로 NADH의 전기촉매 산화반응 (Electrocatalytic Oxidation of NADH at the Modified Graphite Electrode Incorporating Gold Nano Particles)

  • 차성극;한성엽
    • 전기화학회지
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    • 제10권1호
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    • pp.1-6
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    • 2007
  • 금 나노 입자를 회합시킨 흑연전극 표면에 mercaptopropionic acid(mpa)를 사용하여 자기조립 단층막(self-assembled monolayer: SAMs)을 생성시키고 이어서 도파민(dopa)과의 짝지움 반응을 통하여 Gr(Au)/mpa-dopa형의 수식된 전극을 제작하여 NADH의 전기촉매 산화반응에 적용하였다. 이 수식 전극이 전자전달반응속도와 반응과정에 대하여 연구하였다. 전극 표면에 고정된 도파민이 NADH와 이차반응 속도상수는 회전 전극법으로 0.1 M 인산염 완충용액(pH=7.0)에서 결정하였으며 그 값이 $5.06{\times}10^5M^{-1}s^{-1}$였고, $EC_{cat}$ 및 전자전달이 지배적인 과정이었다. 그러나 반응초기 즉, $10^{-3}s$ 이내에서는 이 전극에서 확산에 영향을 받으며 그 때 확산계수는 $4.64{\times}10^{-4}cm^2s^{-1}$이다.

Redox Flow Battery용 일체화된 흑연/DSA 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Assembled-Graphite/DSA Electrode for Redox Flow Battery)

  • 김형선
    • 전기화학회지
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    • 제13권2호
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    • pp.123-127
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    • 2010
  • Redox Flow Battery용 고내구성 및 고효율 전극의 제조를 위해 DSA(Dimensionally Stable Anode)를 집전체 및 전극으로 사용하고 흑연 입자를 이용한 전극을 제조하여 DSA와 압연하는 방법으로 일체화 된 흑연/DSA 전극의 전기화학적 특성을 조사하였다. 1 M $VOSO_4$ + 5M $H_2SO_4$ 혼합용액과 2 M $VOSO_4$ + 2.5M $H_2SO_4$ 혼합된 용액의 전해액 시스템에서 Cyclic Voltammetry(CV) 방법을 이용하여 -0.7 V에서 1.6 V vs. SCE의 전위범위에서 전극의 특성을 실험한 결과, 높은 농도의 2M $VOSO_4$ 전해액에서도 바나듐 이온들의 redox couple 반응을 잘 나타내고 있으며 가역성도 우수한 것으로 나타났다. 따라서 본 연구에서 제조된 일체화된 흑연/DSA 전극을 redox flow battery에 적용할 경우에 고내구성, 내부식성 및 전지의 에너지밀도, 출력밀도와 에너지효율을 향상시킬 것으로 판단된다.

미생물연료전지의 성능향상을 위한 하이드로젤 및 다중벽 탄소나노튜브를 이용한 산화전극의 표면개질 (Modification of Anode Surface with Hydrogel and Multiwall Carbon Nanotube for High Performance of Microbial Fuel Cells)

  • 송영채;김대섭;우정희;유규선;정재우;이채영
    • 대한환경공학회지
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    • 제34권11호
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    • pp.757-764
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    • 2012
  • 본 연구에서는 흑연섬유직물로 이루어진 산화전극의 표면을 하이드로젤 및 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체를 이용하여 표면을 개질하였다. 개질된 산화전극이 미생물연료전지의 성능향상에 미치는 영향을 회분식 시스템을 이용하여 평가하였으며, 개질하지 않은 흑연섬유직물 및 흑연펠트 산화전극과 비교하였다. 미생물연료전지의 전력밀도는 산화전극 및 환원전극의 성능에 크게 영향을 받았다. 최대전력밀도는 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체로 흑연섬유직물 표면을 개질한 산화전극을 사용한 경우 $1,162mW/m^2$로서 표면개질을 하지 않은 흑연섬유직물 산환전극을 사용한 미생물연료전지에 비하여 27.7% 향상되었다. 산화전극 표면을 개질에 사용된 하이드로젤과 다중벽탄소나노튜브 복합체는 산화전극 표면의 생물친화도와 전도성을 증가시키고 활성화저항을 크게 감소시킬 수 있는 우수한 표면개질제로 평가되었다.

펠레트 충전층 전극 반응기의 특성 -흑연 펠레트 전극- (The Behavior of Pellet Packed-bed Electrodes Reactor -Graphite Pellet Electrode-)

  • 김학준
    • 공업화학
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    • 제3권4호
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    • pp.657-662
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    • 1992
  • 흑연 펠레트 전극으로 채워진 복극성 고정상 충전층 전극 반응기에 대하여 등가회로 모델을 적용하여 반응기에 가해진 전류에 대한 복극성 전극에 흐른 Faradaic 전류의 비를 전해액의 전도도와 순환속도에 대하여 검토하였다. 전전류에 대한 Faradaic 전류의 비는 인가전류(전압)에 따라 증가하며, 전해액 전도도와 액 순환속도의 증가에 따라 감소하였다.

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구리 프탈로시아닌으로 표면처리된 흑연 음극의 속도특성 및 저온성능 개선 (Improvement of Rate Capability and Low-temperature Performances of Graphite Negative Electrode by Surface Treatment with Copper Phthalocyanine)

  • 정선형;박상진;류지헌;오승모
    • 전기화학회지
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    • 제18권3호
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    • pp.130-135
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    • 2015
  • 흑연 분말을 프탈로시아닌 또는 구리 프탈로시아닌과 함께 비활성 분위기에서 각각 열처리하여 표면처리를 진행하였고, 이의 속도특성과 저온 작동특성을 조사하였다. 표면처리 후 흑연 분말의 표면에 비정질 탄소와 구리의 코팅 층이 균일하게 형성되었다. 표면처리를 통하여 흑연 전극의 속도특성이 개선되는 것을 확인하였는데, 특히 구리 프탈로시아닌으로 처리한 경우 속도특성의 향상이 두드러졌다. 흑연 전극의 저항을 교류 임피던스와 펄스 저항측정법을 활용하여 조사하였는데, 구리 프탈로시아닌으로 처리된 흑연 전극의 경우가 저항이 가장 작았다. 프탈로시아닌으로 부터 유도된 비정질 탄소 층이 리튬이온의 확산을 용이하게 하고, 구리 프탈로시아닌으로부터 유도된 금속상태의 구리는 전자 전도도를 증가시키기 때문에 저항을 감소시키는 것으로 판단된다.

전극 소재에 따른 방전가공 특성에 관한 연구 (A study on the characteristics of EDM with the electrode materials)

  • 정태성;이상훈
    • 한국정밀공학회:학술대회논문집
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    • 한국정밀공학회 2006년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.569-570
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    • 2006
  • In this study, the characteristics of Electrical Discharge Machining (EDM) with the electrode materials were investigated. EDM experiments have been carried out on electrodes with eight different copper-based and graphite-based materials. From the results, the copper-based electrodes showed excellent surface roughness than the graphite-based electrodes. But graphite based electrodes have advantages in economic aspects.

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흑연전극상의 SEI 형성에 미치는 EC계 전해질 농도의 영향 (Electrolyte-concentrations Effects on SEI Formation on Graphite Negative Electrode in EC-based Electrolyte Solutions)

  • 최동귀;정순기
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2007년도 추계학술발표논문집
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    • pp.356-358
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    • 2007
  • 본 논문에서는 농도가 다른 EC계의 전해질 용액 중에서 흑연의 Cyclic voltammetry(CV)를 측정하였다. CV후 전극표면에 생성된 SEI를 투과형 전자현미경으로 분석한 결과, PC계에서 얻어지는 결과와 유사하게 충 방전 반응 및 생성된 SEI의 성질이 전해질의 농도에 크게 의존하고 있음을 확인하였다.

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