To increase electrolysis performance, the applicability of seawater to the iron-fed electro-Fenton process was considered. Three kinds of graphite electrodes (activated carbon fiber-ACF, carbon felt, graphite) and dimensionally stable anode (DSA) electrode were used to select a cathode having excellent hydrogen peroxide generation and organic decomposition ability. The concentration of hydrogen peroxide produced by ACF was 11.2 mg/L and those of DSA, graphite, and carbon felt cathodes were 12.9 ~ 13.9 mg/L. In consideration of durability, the DSA electrode was selected as the cathode. The optimum current density was found to be 0.11 A/㎠, the optimal Fe2+ dose was 10 mg/L, and the optimal ratio of Fe2+ dose and hydrogen peroxide was determined to be 1:1. The optimum air supply for hydrogen peroxide production and Rhodamine B (RhB) degradation was determined to be 1 L/min. The electro-Fenton process of adding iron salt to the electrolysis reaction may be shown to be more advantageous for RhB degradation than when using iron electrode to produce hydrogen peroxide and iron ion, or electro-Fenton reaction with DSA electrode after generating iron ions using an iron electrode.
To develop high performance nickel-iron secondary battery, the characteristics of charge-discharge reaction of iron electrode were examined by cyclic voltammetry technique, SEM and XRD analysis. The capacity of the test electrodes was determined by the constant current charge-discharge method. It was found that the temperature and concentration of electrolyte were the major determinant factors of electrode capacity, and especially the 1st discharge capacity was increased with the increase of temperature. The effect of fore forming agent on the electrode capacity was negligible. The electrode capacity was above 350 ㎃h/g(36% utility) at 0.25C discharge rate. The stability of electrode was very good, but the activation occurred slowly.
Using potentiodynamic and linear polarization method, the atmospheric effect on the corrosion of iron in borate buffer solution was investigated. The corrosion of iron was heavily influenced by the degree of oxygen concentration. The supply of reduction current was increased by the reduction of dissolved oxygen, and the corrosion potential of iron was shifted to the positive side. The $OH^-$ ion, which was produced through the reduction of either water or oxygen, significantly increased the $OH^-$ ion concentration inside of the electrical double layers of iron electrode, and facilitated the adsorption of $OH^-$ ion on the surface of the iron electrode. The adsorption of $OH^-$ ion on the iron electrode can be explained either by Langmuir isotherm or by Temkin logarithmic isotherm.
Kim, Un-Suk;Cho, Won-Il;Cho, Byung-Won;Yun, Kyung-Suk;Shin, Chee-Burm
Applied Chemistry for Engineering
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v.5
no.1
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pp.44-53
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1994
A study on the iron electrode which is a good material for alkaline battery because of its superior characteristics including high theoretical capacity density, low toxicity, low cost and inexhaustible supply was performed to develop high performance nickel-iron secondary battery. The characteristics of chrage-discharge reaction were examined by cyclic voltammetry technique SEM and XRD analysis. The capacity of the test electrodes was determined by the costant current charge-discharge method. It was found that the purity and particle size of iron material were the major determinant factors of electrode capacity. With the addition of $Na_2S$ into the electrolyte the capacity of electrode was increased about 20 % caused by the prevention of passivation and the increase of hydrogen overpotential. The stability and capacity of electrode were increased with the use of Ni-fibrex and foamed Ni collectors and also depended on the sintering temperature. The capacity of electrode was 350 mAh/g(0.2 C) which corresponded to 36% utility.
KSCE Journal of Civil and Environmental Engineering Research
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v.26
no.2C
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pp.89-98
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2006
In this study, the iron and aluminium electrode was put in marine clay which was taken from south coast in Korea to increase the undrained shear strength by inducing the densification and cementation between clay particles and precipitation which was developed by electrode decomposition. For raising the cementation rate and reducing treatment time, high electric current( 2.5A) was applied in each electrode at semi-pilot scale soil box with marine clay. After the tests, the undrained shear strength was measured at designated points using cone penetration test device and sampling was conducted simultaneously in order to measure water content, pH and electric conductivity which would be the key for configuring the cementation effects indirectly. The iron electrode decomposition test results show that the water content adjacent to anode section decreased in 35% and increased in 13% at cathode section. The measured shear strength however, was increased considerably comparing to initial shear strength because of cementation effect between iron ions and soil particles. In case of aluminium electrode decomposition test, the distribution of measured shear strength and degree of improvement were more homogeneous than iron electrode decomposition test.
The electrochemical detection of As(III) was investigated on a platinum-iron(III) nanoparticles modified multiwalled carbon nanotube on glassy carbon electrode(nanoPt-Fe(III)/MWCNT/GCE) in 0.1 M $H_2SO_4$. The nanoPt-Fe(III)/MWCNT/GCE was prepared via continuous potential cycling in the range from -0.8 to 0.7 V (vs. Ag/AgCl), in 0.1 M KCl solution containing 0.9 mM $K_2PtCl_6$ and 0.6 mM $FeCl_3$. The Pt nanoparticles and iron oxide were co-electrodeposited into the MWCNT-Nafion composite film on GCE. The resulting electrode was examined by cyclic voltammetry (CV), scanning electron microscopy (SEM), and anodic stripping voltammetry (ASV). For the detection of As(III), the nanoPt-Fe(III)/MWCNT/GCE showed low detection limit of 10 nM (0.75 ppb) and high sensitivity of $4.76\;{\mu}A{\mu}M^{-1}$, while the World Health Organization's guideline value of arsenic for drinking water is 10 ppb. It is worth to note that the electrode presents no interference from copper ion, which is the most serious interfering species in arsenic detection.
Various types of iron oxide based materials as a cathode of lithium secondary battery have been prepared and their electrochemical characteristics have been also observed. In order to understand the fundamental characteristics of iron oxide electrode, three kinds of iron oxides such as iron oxides formed by direct oxidation of iron plate or iron powders and FeOOH powders were tested with cyclic voltammetry. The oxidation and reduction peaks due to the reaction of intercalation and deintercalation were not observed for the iron oxide prepared with iron plate and FeOOH powders. In case of iron oxide prepared from iron powders, only one reduction peak was observed. A layered form of $LiFeO_2$ was synthesized directly from $FeCl_3\cdot6H_2O,\;NaOH\;and\;LiOH$ and LiOH by hydrothermal reaction. The effect of NaOH on the electrode performance was examined. When increasing NaOH, it provides the electrode with less discharge capacity and efficiency, however, decreasing rate of discharge capacity became smaller. $LiFeO_2$ synthesized with the molar ratio of $NaOH/FeCl_3/LiOH$, 2/1/7 showed the largest capacity, but the discharging efficiency was sharply decreased after 30 cycles.
In this study, an aqueous-based redox flow battery (RFB) was constructed using tungstosilic acid (TSA), which is a kind of polyoxometalate, as the negative electrode active material and iron chloride (FeCl3) as the positive electrode active material in a sulfuric acid (H2SO4) supporting electrolyte. As a result of the cell's performance, it exhibited capacity fading and low energy efficiency. To address these issues, malic acid (MA), an organic additive, was introduced to the positive electrode active material and then tested for electrochemical properties and single cell performance. The malic acid in the iron chloride aqueous solution is working as a chelate agent, and two carboxyl groups are effectively coordinated with iron ions. It was found that MA reduced the electrolyte resistance of the positive electrode active material, leading to chemical stabilization and an increase in capacity and energy efficiency.
Using a galvanostatic charge/discharge cycler and cyclic voltammetry, we investigated for the first time the electrochemical properties of iron-containing minerals, such as chalcophanite, diadochite, schwertmannite, laihuite, and tinticite, as electrode materials for lithium secondary batteries. Lithium insertion into the mineral diadochite showed a first discharge capacity of about 126 mAh/g at an average voltage of 3.0 V vs. $Li/Li^+$, accompanied by a reversible capacity of 110 mAh/g at the 60th cycle. When the cutoff potential was down to 1.25 V, the iron was further reduced, giving rise to a new plateau at 1.3 V. Although the others showed discharge plateaus at low potentials of less than 1.6 V, these results give an important clue for the development of new electrode materials.
Journal of Korean Society of Environmental Engineers
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v.31
no.12
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pp.1081-1088
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2009
The performance of a electrocoagulation (EC) process was examined for the removal of Rhodamine B (RhB) using iron electrode. The effects of operational parameters such as electrode material (aluminum and iron), current density, NaCl dosage, intial pH and initial dye concentration on RhB removal efficiency were investigated. The optimum range for each of these operating variables were experimentally determined. The experimental results showed that the iron is superior to aluminum as sacrificial electrode material. The optimum time of electrolysis, current density, NaCl dosage and pH were 10 min, 1630 A/$m^2$, 4 g/L and neutral pH, respectively. Under these conditions, RhB was effectively removed (> 93.4%) and also more than 80% of COD was removed (> 88.9%) when the initial concentration of RhB was 230 mg/L. The electrical energy consumption in the above conditions for the color and COD of RhB removal were 10.3 and 10.8 kWh/kg RhB, respectively. The electrocoagulation process could be a promising technology to treat dye wastewater containing RhB.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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