In this study, the side reactions that greatly affect the coulombic efficiency of a zinc-air secondary battery are quantitatively analyzed on the basis of the charging-discharging characteristics, open circuit self-discharge characteristics, and a series of calculations. In particular, the charge amounts consumed by water electrolysis and self-discharge during charging process are separately determined so that the charging efficiency (the amount of charge used in actual charging with respect to the applied charge amount) can be estimated, which would enable systematic understanding of the cause of coulombic efficiency degradation. Using two cells with different charging overvoltages, the validity of the proposed method can be assessed.
Methodologies to improve photovoltaic performance of dye-sensitized solar cell (DSSC) are reviewed. DSSC is usually composed of a dye-adsorbed $TiO_2$ photoanode, a tri-iodide/iodide redox electrolyte and a Pt counter electrode. Among the photovoltaic parameters of short-circuit photocurrent density, open-circuit voltage and fill factor, short-circuit photocurrent density is the collective measure of light harvesting, charge separation and charge collection efficiencies. Internal quantum efficiency is known to reach almost 100%, which indicates that charge separation occurs without loss by recombination. Thus, light harvesting efficiency plays an important role in improvement of photocurrent. In this paper, technologies to improve light harvesting efficiency, including surface area improvement by nano-dispersion, size-dependent light scattering efficiency, bi-functional nano material, panchromatic absorption by selective positioning of three different dyes and transparent conductive oxide (TCO)-less DSSC, are introduced.
The paper describes the effects of magnetic field on the electrochemical polishing process in the view of ionic in the electrolyte. Theoretical background was suggested how magnetic field increases the material removal efficiency and surface finishing ability Magnetic field changes the jonic movement in the electrolyte from linear motion to curved or complex oscillating one, thus increases the electrolytic current density and, as the results, the finishing efficiency.
The effects of additive(grain refiner, GR) on process efficiency of the Ni-Fe-P alloy electrodeposition and the material properties of the deposit were investigated. Electrochemical properties of the deposits were investigated using polarization and electrochemical impedance techniques, and the material properties of the deposits were characterized through inductively coupled plasma(ICP), spiral contractometer, XRD, SEM and TEM. When the additive was added into the electrodeposition bath, current efficiency, Ni content and corrosion resistance of the deposit increased, whereas residual stress, surface roughness and grain size of the deposit decreased.
The removal of 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) in aqueous solution by coupled electro-oxidation and Fe(II) activated persulfate oxidation process was investigated. The electrochemical oxidation was performed using carbon sheet electrode and persulfate using Fe(II) ion as an activator. The oxidation efficiency was investigated by varying current density (2 - 10 mA/㎠), electrolyte (Na2SO4) concentration (10 - 100 mM), persulfate concentration (5 - 20 mM), and Fe(II) concentration (10 - 20 mM). The 2,4-D removal efficiency was in the order of Fe(II) activated persulfate-assisted electrochemical oxidation (Fe(II)/PS/ECO, 91%) > persulfate-electrochemical oxidation (PS/ECO, 51%) > electro-oxidation (EO, 36%). The persulfate can be activated by electron transfer in PS/ECO system, however, the addition of Fe(II) as an activator enhanced 2,4-D degradation in the Fe(II)/PS/ECO system. The 2,4-D removal efficiency was not affected by the initial pHs (3 - 9). The presence of anions (Cl- and HCO3-) inhibited the 2,4-D removal in Fe(II)/PS/ECO system due to scavenging of sulfate radical. Scavenger experiment using tert-butyl alcohol (TBA) and methanol (MeOH) confirmed that although both sulfate (SO4•-) and hydroxyl (•OH) radicals existed in Fe(II)/PS/ECO system, hydroxyl radical (SO4•-) was the predominant radical.
The thermodynamic performance of the electrochemical hydrogen compressor was analyzed to perform a comparative analysis with the performance of the mechanical compressor. The performance was analyzed through the applied current and the measured voltage value. The test results showed that the efficiency of the electrochemical hydrogen compressor was high in the low current density range. In addition, it was confirmed that the amount of increasing compress work of the electrochemical hydrogen compressor is smaller than that of the mechanical compressor. Therefore, it is expected to have higher efficiency than mechanical compression when compressed with a sufficiently high-pressure range.
Jung-Hoon Choi;Byeonggwan Lee;Ki-Rak Lee;Hyun Woo Kang;Hyeon Jin Eom;Seong-Sik Shin;Ga-Yeong Kim;Geun-Il Park;Hwan-Seo Park
Nuclear Engineering and Technology
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제54권12호
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pp.4441-4448
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2022
The electrochemical oxidation process has been widely studied in the field of wastewater treatment for the decomposition of organic materials through oxidation using ·OH generated on the anode. Pt anode electrodes with high durability and long-term operability have a low oxygen evolution potential, making them unsuitable for electrochemical oxidation processes. Therefore, to apply Pt electrodes that are suitable for long-term operation and large-scale processes, it is necessary to develop a new method for improving the decomposition rate of organic materials. This study introduces a method to improve the decomposition rate of organic materials when using a Pt anode electrode in the electrochemical oxidation process for the treatment of organic decontamination liquid waste. Electrochemical decomposition tests were performed using sodium dodecylbenzenesulfonate (SDBS) as a representative organic material and a Pt mesh as the anode electrode. Y2O3 particles were introduced into the electrolytic cell to improve the decomposition rate. The decomposition rate significantly improved from 21% to 99%, and the current efficiency also improved. These results can be applied to the electrochemical oxidation process without additional system modification to enhance the decomposition rate and current efficiency.
A commercial PbO2 mesh cylinder electrode was utilized as the anode for the electrochemical degradation of the textile effluent after the biological treatment with the titanium cylinder as the cathode in a self-made tube electrolyzer. The electrochemical performances of the PbO2 electrode in tube electrolyzer under different initial pH, electrolyte flow rates, current densities and times of the electrochemical degradation were investigated. The experimental results illustrated that the PbO2 electrode can reduce the chemical oxygen demand (COD) of the textile effluent from 94.0 mg L-1 to 65.0 mg L-1 with the current efficiency of 88.3%, the energy consumption of 27.7 kWh kg-1 (per kilogram of degraded COD) and the carbon emissions of 18.0 kg CO2 kg-1 (per kilogram of degraded COD) under the optimal operating conditions. In addition, the COD of the textile effluent could be reduced from 94.0 mg L-1 to 22.0 mg L-1 after the fifth electrochemical degradation. Therefore, PbO2 mesh cylinder electrode in the tube cylinder was promising for the electrochemical degradation of the textile effluent.
본 연구는 화학종을 포함한 반응을 위해 종합적인 보존법칙과 운동학적 모델을 사용하여 수치해석을 진행하였다. 삼차원 형상으로 전극 전위, 바나듐 이온농도, 과전압 그리고 저항손실을 계산하였다. 셀의 온도, 초기 바나듐 이온농도를 변수로 설정하고 각 변수에 따른 전압과 손실을 계산하였다. 계산된 양극, 음극에서의 과전압과 전해액 상의 저항 손실을 통해 각각의 변수가 바나듐 레독스 플로우 배터리의 전기화학적 성능에 미치는 영향을 수치해석적으로 예측하고 분석하였다. 셀의 온도가 $20^{\circ}C$에서 $80^{\circ}C$로 증가되면 전압효율은 89.34%에서 87.29%로 2.05% 감소한다. 바나듐 농도가 $1500mol/m^3$에서 $3000mol/m^3$으로 증가되면 전압효율은 88.65%에서 89.25%로 0.6% 상승하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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