• 제목/요약/키워드: Cathode reduction

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고율 방전용 $Li/SOCl_2$ 전지의 카본 양극 개선에 관한 연구 (Studies on Improved Carbon Cathode Performance in High Rate $Li/SOCl_2$ Cell)

  • 최정자;조성백;박희숙
    • 한국세라믹학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.225-232
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    • 1997
  • 고율 방전용 Li/SOCl2전지의 성능은 카본 양극에 의해 크게 영향을 받는다. 전지가 방전되는 동안 SOCl2의 환원은 다공성 카본 양극에서 일어나고 기공내에 방전반응 생성물-주로 LiCl-이 석출된다. 이러한 현상으로 양극 표면이 부동화되어 전지의 성능이 제한된다. 양극이 성능을 향상시키기 위해 양극이 표면밀도와 두께를 각각 변화시켜 양극 반쪽셀 정전류 방전실험(50mA/$\textrm{cm}^2$)을 행하였다. 실험 결과 0.04g/$\textrm{cm}^2$, 두께 1.4mm의 양극이 가장 좋은 특성을 보였다. 표면 밀도가 0.04 g/$\textrm{cm}^2$로 일정하고 두께가 0.8mm, 1.4mm의 양극에서 분극현상은 두께가 두꺼운 1.4mm양극에서 감소하였으며 방전경과시간과 방전용량(Ah/$\textrm{cm}^2$)이 증가하였다. 두 양극에 대한 기공률 측정 결과 두께 1.4mm양극이 두께 0.8mm양극보다 전체 기공부피가 크고 전지성능과 연관되는 mesopore(0.05 $\mu$m~0.5$\mu$m)와 macropore(>0.5$\mu$m)부피가 더 증가하였다. 방전 후 카본 양극의 표면분석 결과 등방결정과 판상구조 집합체 형태의 LiCl과 소량의 S를 확인하였다.

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진동 탈리에 의한 전해정련 고체음극에서의 우라늄 생성물 회수 연구 (Study on the Vibrational Scraping of Uranium Product from a Solid Cathode of Electrorefiner)

  • 박성빈;강영호;황성찬;이한수;백승우;안도희
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.315-319
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    • 2015
  • 전해환원공정의 금속전환체로부터 우라늄을 회수하는 전해정련공정의 수율을 높이기 위해 고수율 전해정련장치가 개발되었다. 전해정련장치의 수율을 증대시키기 위해서는 고체음극에 전착되는 우라늄 덴드라이트를 음극 표면으로부터 효율적으로 회수할 수 있어야 한다. 철강 재료의 음극을 고체음극으로 사용하면, 우라늄 덴드라이트가 전착되어 쉽게 떨어지고 않고 고착 되어 점착계수(sticking coefficient)가 높아진다. 본 연구에서는 효율적으로 고체음극의 점착계수를 낮출 수 있는 진동 탈리법을 개발하였고 이를 적용하였다. 고체음극에 진동을 가함으로써 고체 표면에서 우라늄 전착물이 흑연음극의 자발특성과 유사하게 효율적으로 탈리됨을 확인하였다. 이러한 진동모드에 의한 고체음극에서의 전착물의 탈리 특성을, 고수율 전해정련장치 개념으로 개발한 흑연음극의 자발탈리 특성과 비교 검토하였다. 그리고 우라늄 덴드라이트의 진동 탈리에 대한 인가전류밀도와 진동 스트로크에 의한 영향 등을 고찰하였다.

Electrochemical Control of Metabolic Flux of Weissella kimchii sk10: Neutral Red Immobilized in Cytoplasmic Membrane as Electron Channel

  • PARK, SUN-MI;KANG, HYE-SUN;PARK, DAE-WON;PARK, DOO-HYUN
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제15권1호
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    • pp.80-85
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    • 2005
  • Electrochemical control of the metabolic flux of W. kimchii sk10 on glucose and pyruvate was studied. The growing cell of W. kimchii sk10 produced 87.4 mM lactate, 69.3 mM ethanol, and 4.9mM lactate from 83.1mM glucose under oxidation condition of the anode compartment, but 98.9 mM lactate, 84.3mM ethanol, and 0.2 mM acetate were produced from 90.8 mM glucose under reduction condition of the cathode compartment for 24 h, respectively. The resting cell of W. kimchii sk10 produced 15.9 mM lactate and 15.2 mM acetate from 32.1 mM pyruvate under oxidation condition of the anode compartment, and 71.3 mM lactate and 3.8 mM acetate from 79.8mM pyruvate under reduction condition of the cathode compartment. The redox balance (NADH/$NAD^+$) of metabolites electrochemically produced from pyruvate was 1.05 and 18.76 under oxidation and reduction conditions, respectively. On the basis of these results, we suggest that the neutral red (NR) immobilized in bacterial membrane can function as an electron channel for the electron transfer between electrode and cytoplasm without dissipation of membrane potential, and that the bacterial fermentation of W. kimchii sk10 can be shifted to oxidized or reduced pathways by the electrochemical oxidation or reduction, respectively.

Development of Micro-Tubular Perovskite Cathode Catalyst with Bi-Functionality on ORR/OER for Metal-Air Battery Applications

  • Jeon, Yukwon;Kwon, Ohchan;Ji, Yunseong;Jeon, Ok Sung;Lee, Chanmin;Shul, Yong-Gun
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권3호
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    • pp.425-431
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    • 2019
  • As rechargeable metal-air batteries will be ideal energy storage devices in the future, an active cathode electrocatalyst is required with bi-functionality on both oxygen reduction reaction (ORR) and oxygen evolution reaction (OER) during discharge and charge, respectively. Here, a class of perovskite cathode catalyst with a micro-tubular structure has been developed by controlling bi-functionality from different Ru and Ni dopant ratios. A micro-tubular structure is achieved by the activated carbon fiber (ACF) templating method, which provides uniform size and shape. At the perovskite formula of $LaCrO_3$, the dual dopant system is successfully synthesized with a perfect incorporation into the single perovskite structure. The chemical oxidation states for each Ni and Ru also confirm the partial substitution to B-site of Cr without any changes in the major perovskite structure. From the electrochemical measurements, the micro-tubular feature reveals much more efficient catalytic activity on ORR and OER, comparing to the grain catalyst with same perovskite composition. By changing the Ru and Ni ratio, the $LaCr_{0.8}Ru_{0.1}Ni_{0.1}O_3$ micro-tubular catalyst exhibits great bi-functionality, especially on ORR, with low metal loading, which is comparable to the commercial catalyst of Pt and Ir. This advanced catalytic property on the micro-tubular structure and Ru/Ni synergy effect at the perovskite material may provide a new direction for the next-generation cathode catalyst in metal-air battery system.

폐이차전지 블랙 매스(Black Mass) 구성 성분의 열중량 특성 분석 (Thermogravimetric Analysis of Black Mass Components from Li-ion Battery)

  • 김관호;유광석;김민규;이훈
    • 자원리싸이클링
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    • 제32권6호
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    • pp.25-33
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    • 2023
  • 이차전지 산업의 성장과 함께 이차전지의 생산량과 사용량의 급격한 증가가 예상되며, 이와 맞물려 생산 스크랩을 포함한 폐이차전지의 재활용에도 많은 관심과 노력이 이루어지고 있다. 그동안 폐이차전지 재활용은 양극재를 중심으로 많은 노력이 이루어졌지만, 핵심 광물의 공급망 확보와 재활용률 향상을 위해 음극재의 재활용에도 많은 관심이 기울이기 시작하였다. 음극재의 주성분인 흑연 분석을 위해 석탄의 함량을 측정하는 공업분석이 활용될 수 있지만, 기존의 석탄 분석에 활용되는 공업분석 방법은 블랙 매스의 구성 성분 간의 상호작용으로 인해 정확한 측정이 불가능하다. 이에 본 연구에서는 산소 분위기에서 950℃까지의 온도 상승에 따른 블랙 매스 각 성분의 열중량 변화를 측정하였다. 측정 결과 양극재의 경우에는 양극재에 포함된 바인더와 도전재의 산화에 의한 약 5%의 질량 감소 이외에는 질량 변화가 측정되지 않았으며, 음극재의 경우에는 약 2%의 바인더에 의한 질량 감소 이외에는 모두 고정 탄소에 의한 질량 감소로 측정되었다. 또한 블랙 매스에 함유될 수 있는 금속 전극(Al, Cu)들은 온도가 상승함에 따라 산화되어 질량이 증가하는 현상이 관찰되었다. 다양한 혼합 비율의 양극재/음극재 혼합 시료의 열중량 변화 측정 결과는 양극재와 음극재 각각의 열중량 변화를 통해 계산할 수 있는 예측값과 유사한 결과를 보여, 블랙 매스의 열중량 특성 변화를 통해 음극재의 함량 도출이 가능할 수 있음을 확인하였다.

p-nitrosalicylic acid의 전해환원에 의한 PAS의 합성과 Polarograph연구 (Polarographic Studies on Electrochemical Reduction of p-Nitrosalicylic Acid and the Electrochemical Synthesis of p-Aminosalicylic Acid)

  • 김준용
    • 약학회지
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    • 제17권4호
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    • pp.217-222
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    • 1973
  • Although a considerable amount of work has ben carried out, on the reduction of p-nitrosalicylic acid with Pb, Ni, Cu and Hg cathodes, published results do not proceeded the synthesis of p-aminosalicylic acid. In order to get the reduction potential and the mechanism of reduction, therefore, the electrode reactions occurring during "polarographic reduction" have been studied more fully. As a result, the author found that p-aminosalicylic acid (PAS) can be only produced in a HCl-ethanol solution using Sn cathode with the current density of 4.0A/$dm^{2}$, at 40-$50^{\circ}$.

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Electrocatalytic Reduction of Carbon Dioxide on Sn-Pb Alloy Electrodes

  • Choi, Song Yi;Jeong, Soon Kwan;Park, Ki Tae
    • 한국기후변화학회지
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    • 제7권3호
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    • pp.231-236
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    • 2016
  • Electrocatalytic reduction can produce useful chemicals and fuels such as carbon monoxide, methane, formate, aldehydes, and alcohols using carbon dioxide, the green house gas, as a reactant through the supply of electrical energy. In this study, tin-lead (Sn-Pb) alloy electrodes are fabricated by electrodeposition on a carbon paper with different alloy composition and used as cathode for electrocatalytic reduction of carbon dioxide into formate in an aqueous system. The prepared electrodes are measured by Faradaic efficiency and partial current density for formate production. Electrocatalytic reduction experiments are carried out at -1.8 V (vs. Ag/AgCl) using H-type cell under ambient temperature and pressure and the gas and liquid products are analyzed by gas chromatograph and liquid chromatograph, respectively. As results, the Sn-Pb electrodes show higher Faradaic efficiency and partial current density than the single metal electrode. The Sn-Pb alloy electrode which have Sn:Pb molar ratio=2:1, shows the highest Faradaic efficiency of 88.7%.