• 전기화학회지
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• 제1권1호
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• pp.40-44
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• 1998

pH변화를 정밀하게 측정하기 위하여 빠른 응답특성과 높은 감도를 갖는 전기화학적 전위차를 이용한 LAPS(Light-Addressable Potentiometric Sensor) 소자 및 시스템을 제작하여 그 기초 특성을 조사하였다. 먼저 pH 변화에 따른 LAPS의 정전기적 인 변화특성 및 소자의 변수를 LAPS 등가회로 모델을 이용한 모의실험을 통해 검증하고 이러한 모의 실험을 바탕으로 하여 LAPS 소자 및 시스템을 제작하였다. 제작된 LAPS 시스템은 pH 2-11 사이에서 56 mV/pH의 선형적인 감도를 보였다. 구성된 LAPS 시스템의 다양한 응용성을 도모하기 위한 시도로서 먼저, 일반적인 urea 센서가 가지는 긴 응답시간의 단점을 극복하기 위해 nitrocellulose membrane 에 urease가 고정화된 막을 LAPS에 부착하여 측정한 결과 urease 농도 $50{\mu}g/ml,500{\mu}g/ml$에 대하여 각각 0.29mV/sec, 0.816 mV/sec의 매우빠른 응답특성을 얻을 수 있었다. 또한 환경적 측면에서 중요한 우라닐 이온의 감지를 위하여 우라늄 인식 매체를 LAPS의 감지부에 부착하고 수용액 속에 녹아 있는 우라늄 이온을 측정한 결과 $10^{-11}\~10^{-4}M$의 넓은 농도 범위에서 25mV/decade 감도를 보였다

• 전기화학회지
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• 제7권1호
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• pp.38-43
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• 2004

전기화학적으로 이온을 흡착시켜 제거시키는 capacitive deionization(CDI) 공정용 전극으로 탄소에어로젤에 실리카젤이 첨가된 다공성 탄소에어로젤 복합전극을 사유하여 1,000ppm NaCl수용액에서 10회와 100회 동안 싸이클을 변화시켜 탈염과 재생 특성에 대한 충전과 방전 시 시간에 따른 전류변화, 싸이클에 대한 전하량 변화, 그리고 CDI효율을 조사하였다. Paste rolling법으로 제조된 탄소에어로젤 복합전극은 CDI반응진행에 대한 전극 활물질의 탈락이 없이 전극의 성형성이 크게 향상되었고, 전극시트 제조시간을 $50\%$ 이상 단축시킬 수 있었다. 10분동안 충전과 방전으로 10회 싸이클까지의 전하량 결과를 살펴보면, $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 C복합전극의 평균 충전 전하량이 실리카젤이 첨가되지 않은 A전극에 비해 $3\%$ 증가하였으며, 평균 방전 전하량은 $7\%$증가하였다. 5분동안 충전과 방전으로 100회 싸이클까지 평균 충전 전하량을 보면 $25w1.\%$와 $50wt.\%$의 실리카젤이 첨가된 B복합전극과 C복합전극은 A전극에 비해 각각 $6\%,\;14\%$증가하였으며, 또한 평균 방전 전하량도 각각 $9\%,\;21\%$증가하여 복합전극의 전하량 특성이 매우 우수하였다. 100회 싸이클까지의 CDI효율은 싸이클이 진행되면서 $70\%$ 이상으로 안정하게 유지하였고, 100회 싸이클에서는 B 복합전극이 $72.3\%$, C 복합전극이 $74.0\%$로 A 전극$(63.1\%)$보다 $10\%$이상 우수한 CDI 효율을 나타내었다.

• 한국해양공학회지
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• 제30권4호
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• pp.327-333
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• 2016

Reinforced concrete structures have found wide usage in land and maritime applications. However, the corrosion of reinforced concrete has been recognized as a serious problem from economic and safety standpoints. In previous studies, the corrosion behavior of the inner steel bar embedded in mortar (W/C: 0.4, 0.5) was investigated using electrochemical methods. In this study, multiple mortar test specimens (W/C: 0.6) with six different cover thicknesses were prepared and immersed in flowing seawater for five years. Subsequently, equations related to the cover thickness, period of immersion, and corrosion characteristics of the embedded steel bar were evaluated using electrochemical methods. Prior to immersion, the corrosion potentials indicated an increase with increasing cover thickness, and after five years, all corrosion potentials demonstrated a trend in the positive direction irrespective of the cover thickness. However, the relationships between the corrosion potential and cover thickness were not in complete agreement. Furthermore, after five years, all of the corrosion potentials indicated values that were nobler compared to those obtained prior to immersion, and their corrosion current densities also decreased compared to their values obtained prior to immersion. It was considered that the embedded steel bar was easily corroded because of the aggression of water, dissolved oxygen, and chloride ions; a higher W/C ratio also assisted the corrosion process. The corrosive products deposited on the surface of the steel bar for five years cast a resistance polarizing effect shifting the corrosion potential in the nobler direction. Consequently, it was considered that the W/C ratio of 0.6 showed nearly same results as those of W/C of 0.4 and 0.5. Therefore, the corrosion potential as well as various parameters such as the cover thickness, period of immersion, and W/C ratio must be considered at once for a more accurate evaluation of the corrosion property of reinforced steel exposed to marine environment for a long period.

• 마이크로전자및패키징학회지
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• 제28권4호
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• pp.85-89
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• 2021

AlGaN 기반 UV-C 발광다이오드(LEDs)에 전기화학적 전위차 활성화(EPA)에 의한 p-형 활성화를 진행하였다. 높은 저항과 낮은 전도도를 유발하는 중성 Mg-H의 복합체의 수소원자를 EPA를 이용하여 제거하여 p-형 활성화 효율을 높였다. 중성 Mg-H 복합체는 주요 매개 변수인 용액, 전압, 시간에 의해 Mg^-과 H⁺로 분해되며, 2차 이온질량 분광법(SIMS) 분석을 통하여 개선된 정공 캐리어의 농도를 확인할 수 있었다. 이 메커니즘은 결국 내부 양자효율(IQE)의 증가, 광 추출 효율 향상, 역 전류 영역의 누설전류 값 개선, 접합 온도 개선 등을 이루어 결과적으로 UV-C LED의 수명을 향상시켰다. 체계적인 분석을 위해 SIMS, Etamax IQE 시스템, 적분구, 전류-전압(I-V) 측정 등을 사용하였으며, 그 결과를 기존의 N₂-열 처리 방법과 비교 평가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제48권2호
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• pp.275-282
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• 2010

아염소산나트륨($NaClO_2$)의 무격막 전기분해(un-divided electrolysis)에 의한 이산화염소(chlorine dioxide; $ClO_2$) 제조에서 양전극(anode) 재질에 따른 이산화염소수 발생특성을 조사하였다. 양전극으로는 $IrO_2$-coated Ti, $RuO_2$-coated Ti, DSA(dimensionally stable anode) 전극을 사용하였으며, 음전극으로는 Pt-coated Ti 전극을 사용하였다. 다양한 양전극을 사용한 무격막 전해셀(un-divided electrochemical cell) 시스템에서 이산화염소의 전구체인 아염소산나트륨 ($NaClO_2$) 농도, 전해질로 사용된 염화나트륨(NaCl) 농도 그리고 전구체 용액의 전해셀 체류시간(cell residence time;$t_R$), 전구체 용액의 초기 pH 그리고 무격막 전해셀에 공급된 전류(current; A)와 같은 운전 파라미터가 이산화염소수 발생에 미치는 영향을 조사하고 최적 운전조건을 도출하였다. $IrO_2$-coated Ti, $RuO_2$-coated Ti 그리고 DSA 양전극 시스템에서 최적 전해셀 체류시간은 각각 약 2.27, 1.52, 1.52 s, 전구체 용액의 초기 pH는 약 2.3, 최적 아염소산나트륨 농도는 $IrO_2$-coated Ti와 $RuO_2$-coated Ti 양전극 시스템이 약 0.43 g/L, DSA 양전극 시스템이 약 0.32 g/L 그리고 최적전해질 농도는 약 5.85 g/L로 나타났으며 무격막 전해셀에 공급된 최적 전류는 약 0.6 A로 나타났다. 산출된 최적 무격막 전해셀 조건에서 이산화염소수 발생을 위한 $IrO_2$-coated Ti, $RuO_2$-coated Ti 그리고 DSA 양전극 시스템의 전류효율(current efficiency; C.E.%)과 에너지 소모율(energy consumption; E.C. $W{\cdot}hr/g-ClO_2$)은 각각 약 79.80, 114.70, 70.99% 그리고 1.38, 1.03, $1.61W{\cdot}hr/g-ClO_2$로 나타났다.

• 한국가스학회지
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• 제4권1호
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• pp.40-48
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• 2000

연료전지는 일정하게 유지되는 전극-전해질계의 공정에 의해 연료와 산화제의 화학에너지를 전기에너지로 끊임없이 전환시킬 수 있는 전기화학장치이다. 인산형 연료전지는 전해질로 진한 인산염을 사용한다. 연료전지 시스템에서 가장 중요한 부분인 스택은 연료의 산화가 일어나는 anode, 산화물의 환원이 일어나는 cathode, 그리고 anode와 cathode를 분리시키고 이온을 전도시키는 전해질로 이루어져 있다. 연료전지의 성능은 시스템의 환경에 따른 작동 및 디자인 변수들에 의해 좌우된다. 따라서 연료전지의 핵심부분이라 할 수 있는 스택의 성능향상을 위하여 전산유체역학 코드를 이용한 스택에 대한 3차원적 모델링 및 전기화학반응이 포함된 모사를 수행하였다. 이로부터 산화제의 유량변화에 따른 스택 내부에서의 연료, 산화제 및 생성물의 농도, 그리고 반응에 의해 생성된 열의 전달에 의한 스택의 온도 분포 및 변화를 전산유체 코드인 FLUENT를 이용하여 계산하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권6호
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• pp.734-745
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• 2016

This review article described the electrochemical Frumkin, Langmuir, and Temkin adsorption isotherms of over-potentially deposited hydrogen (OPD H) and deuterium (OPD D) for the cathodic $H_2$ and $D_2$ evolution reactions (HER, DER) at Pt, Ir, Pt-Ir alloy, Pd, Au, and Re/normal ($H_2O$) and heavy water ($D_2O$) solution interfaces. The Frumkin, Langmuir, and Temkin adsorption isotherms of intermediates (OPD H, OPD D, etc.) for sequential reactions (HER, DER, etc.) at electrode/solution interfaces are determined using the phase-shift method and correlation constants, which have been suggested and developed by Chun et al. The basic procedure of the phase-shift method, the Frumkin, Langmuir, and Temkin adsorption isotherms of OPD H and OPD D and related electrode kinetic and thermodynamic parameters, i.e., the fractional surface coverage ($0{\leq}{\theta}{\leq}1$) vs. potential (E) behavior (${\theta}$ vs. E), equilibrium constant (K), interaction parameter (g), standard Gibbs energy (${\Delta}G_{\theta}{^{\circ}}$) of adsorption, and rate (r) of change of ${\Delta}G_{\theta}{^{\circ}}$ with ${\theta}$ ($0{\leq}{\theta}{\leq}1$), at the interfaces are briefly interpreted and summarized. The phase-shift method and correlation constants are useful and effective techniques to determine the Frumkin, Langmuir, and Temkin adsorption isotherms and related electrode kinetic and thermodynamic parameters (${\theta}$ vs. E, K, g, ${\Delta}G_{\theta}{^{\circ}}$, r) at electrode/solution interfaces.

• 한국환경보건학회지
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• 제48권3호
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• pp.167-175
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• 2022

Background: Disinfection is essential to provide drinking water from a water source. The disinfection process mainly consists of the use of chlorine and ozone, but when chlorine is used as a disinfectant, the problem of disinfection by-products arises. In order to resolve the issue of disinfection by-products, electro-chlorination technology that produces chlorine-based disinfectants from salt water through electrochemical principles should be applied. Objectives: This study surveys the possibility of optimally producing active chlorine from synthetic NaCl solutions using an electro-chlorination system through RSM. Methods: Response surface methodology (RSM) has been used for modeling and optimizing a variety of water and wastewater treatment processes. This study surveys the possibility of optimally producing active chlorine from synthetic saline solutions using electrolysis through RSM. Various operating parameters, such as distance of electrodes, sodium chloride concentration, electrical potential, and electrolysis time were evaluated. Results: Various operating parameters, such as distance of electrodes, sodium chloride concentration, electrical potential, and electrolysis time were evaluated. A central composite design (CCD) was applied to determine the optimal experimental factors for chlorine production. Conclusions: The concentration of the synthetic NaCl solution and the distance between electrodes had the greatest influence on the generation of hypochlorite disinfectant. The closer the distance between the electrodes and the higher the concentration of the synthetic NaCl solution, the more hypochlorous acid disinfectant was produced.

• 공업화학
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• 제25권5호
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• pp.538-543
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• 2014

시판 고추냉이 과산화효소를 대치하기 위하여 탄소반죽에 담배 잎을 고정시켜 과산화수소 감응 센서를 제작하고 그것의 감응성을 살펴보았다. 얻어진 10여 개 이상의 전극 파라미터는 효소전극이 실험 전위영역에서 정량적으로 특이성을 발휘하고 있음을 보여주었다. 특히 작은 대칭인자(${\alpha}$, 0.21)는 전극반응 속도가 전극전위의 변화에 매우 민감한 것을 보여주었다. 이런 실험적 사실들은 효소전극이 과산화수소 센서로서 정상적으로 기능을 발휘하고 있으며 담배 과산화효소가 시판 효소를 대체할 수 있음을 보여주는 것이었다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권5호
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• pp.249-256
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• 2018

Metallic structures in the oil and gas production undergo severe degradation due to sweet and sour corrosion caused by the presence of $CO_2$ and $H_2S$ in the fluid environment. The corrosion behavior of 304 austenitic stainless was investigated in the presence of varying concentrations of $CO_2$ or $H_2S$ and $CO_2+H_2S$ to understand the effect of the parameters either individually or in combination. Potentiodynamic polarization study revealed that a small amount of $CO_2$ aided in the formation of calcareous deposit of protective layer on passive film of 304 steel, while increase in $CO_2$ concentration ruptured the layer resulting in sweet corrosion. The presence of $S^{2-}$ damaged the passive and protective layer of the steel and higher levels increased the degradation rate. Electrochemical impedance studies revealed lower polarization resistance and impedance at higher concentration of $CO_2$ or $H_2S$, supporting the outcomes of polarization study. XRD analysis revealed different types of iron carbides and iron sulphides corresponding to sweet and sour corrosion as the corrosion products, respectively. SEM analysis revealed the presence of uniform, localized and sulphide cracking in sour corrosion and general corrosion with protective carbide layer amid for sweet corrosion.