• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.695-700
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 안트라퀴논(AQDS)와 템포(TEMPO)를 활물질로 사용하고 N 중성 전해질 기반 수계 유기레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 안트라퀴논과 템포 모두 중성 전해질인 염화칼륨(KCl) 전해질에 대해 높은 전자전달성(0.068 V의 산화 반응 및 환원 반응의 피크 전위차) 및 셀전압(1.17 V)을 얻을 수 있었다. 성능비교를 위해 사용한 멤브레인으로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 212를 사용하였을 때, 0.1 M 활물질을 1 M 염화칼륨 전해질에 용해해서 작동한 레독스 흐름전지 완전지 테스트를 통해, 전류효율 97%, 전압 효율 59%의 성능을 나타내었지만, 방전 용량(discharge capacity)은 4 사이클에서 $0.93Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 35%를 도달하였으며, 총 10사이클 동안 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.018Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 이다. 그 외에도 Nafion 117 멤브레인, SELEMION CSO 멤브레인을 사용하여 단전지 성능을 테스트하였을 때, 오히려 저항 증가 및 투과 유도로 인해 더 큰 용량 손실을 이끌었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권6호
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• pp.868-873
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• 2019

본 연구에서는 유기물인 메틸 바이올로겐(methyl viologen, MV)과 템폴(4-hydroxy-TEMPO, TEMPOL)을 활물질로 사용하고 NaCl의 중성 전해질 기반 수계 유기 레독스 흐름전지 성능이 멤브레인에 따라 어떻게 영향을 받는지 분석하였다. 메틸 바이올로겐(MV)과 템폴(TEMPOL)은 중성 전해질인 염화나트륨(NaCl) 전해질에 대해 높은 셀전압(1.37 V)을 얻을 수 있다. 성능 비교를 위해 사용한 멤브레인은 두 가지이다. 첫째로, 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 117를 사용하였을 때 성능은 첫번째 사이클에서 충전만 일어났을 뿐 그 후 높은 저항 때문에 완전지가 작동하지 않았다. 하지만 두번째로 사용한 Fumasep 음이온 교환막(FAA-3-50)은 Nafion 117 멤브레인을 사용했을 때와는 다르게 비교적 안정적인 충방전 사이클링을 보였다. 전류 밀도 $40mA{\cdot}cm^{-2}$, 컷-오프 전압 0.55~1.7 V에서 전류 효율(charge efficiency)은 97%, 전압 효율(voltage efficiency)은 78%로 높게 나타났다. 방전 용량(discharge capacity)은 10사이클에서 $1.44Ah{\cdot}L^{-1}$로 이론 용량($2.68Ah{\cdot}L^{-1}$)의 54%를 나타내었다. 방전 용량의 용량 손실율(capacity loss rate)은 $0.0015Ah{\cdot}L^{-1}/cycle$ 로 나타났다. 순환주사전류 실험을 통해 Nafion 117 멤브레인과 Fumasep 음이온 교환막 사이의 이러한 성능차이는 활물질의 크로스 오버(cross over) 현상으로 인한 방전 용량 손실이 아닌 멤브레인과 활물질의 화학적 반응으로 인한 저항 증가가 원인임을 파악할 수 있었다.

• 전기화학회지
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• 제5권4호
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• pp.202-208
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• 2002

We have been investigating electropolymerization of pyrrole in aqueous electrolyte solutions in acidic as well as in neutral conditions by in situ electrochemical quartz crystal oscillator method, where resonant frequency and resonant resistance can be monitored simultaneously with current-voltage measurements during electropolymerization of pyrrole. The properties of thin PPy films prepared on electrode surfaces depended strongly on the experimental variables of electrode potentials applied, solution pH, kinds and quantity of supporting electrolytes, added chemicals, and the mode of electrochemical method employed. We are applying our experience gained on electropolymerization of pyrrole to immobilizing biomolecules onto electrode surfaces to develop a biosensor system. In this work, we wish to present the results on electrochemical monitoring on electropolymerization of pyrrole in the presence of DNA and albumin in different electrochemical conditions. Additionally we will summarize our investigations on the miniaturization of biomolecules/PPy composites by means of scanning tunneling microscopy.

• 분석과학
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• 제8권4호
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• pp.675-682
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• 1995

Thin films of buckminsterfullerene($C_{60}$) formed by solution drop casting on Pt foil electrode surfaces were studied by cyclic voltammetry(CV) in acetonitrile(MeCN) containing quaternary ammonium or alkali-metal salts as supporting electrolyte. The electrochemical behaviors of $C_{60}$ films are found to be strongly dependent on the nature of the supporting electrolytes, especially with tetrabutyl ammonium perchlorate (TBAP, $NBu_4ClO_4$), and tetrabutyl ammonium tetrafluoroborate ($TBABF_4$, $NBu_4BF_4$). Reasonably stable films are formed into which electrons can be injected. The interaction of $C_{60}$ film with the quaternary ammonium cation may produce the fulleride salts $(TBA^+)(C{_{60}}^-)$ and $(TBA^+)_2(C{_{60}}^{2-})$. The bulk electroreduction with a controlled potential to generate the soluble $C{_{60}}^{3-}$ anions(dark red-brown color) is followed by electrooxidative deposition to produce a neutral $C_{60}$ film on the surface. The peak currents($I_{pc}$ and $I_{pa}$) of these thin film were dramatically decreased with repetitive potential scanning. These results could be explained by the adsorption-desorption phenomena and ion pairing interaction of reduced species($C{_{60}}^-$, and $C{_{60}}^{2-}$) onto the electrode surface. The peak current changes and peak potential shifts of the thin $C_{60}$ film in cyclic voltammograms formed from solution were observed by varying scan rates.

• 대한화학회지
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• 제18권2호
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• pp.110-116
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• 1974

백금전극을 사용해서 $CrO_4^=$이온의 환원을 중성인 비완충용액과 pH 8∼10 범위의 완충용액 및 강한 알카리성용액에서 조사하였다. pH 8∼10 범위의 완충용액에서 $CrO_4^=$이온의 환원에 관여한 전하이전의 수는 pH가 증가하므로써 점점 증가되었다. $CrO_4^=$이온dl 0.2N NaOH 용액에서 환원되어 질때 반응기구가 다음과 같이 가정되었다. $CrO_4^=+H_2O+2e{\rightarrow}CrO_3^=+2OH^-,\;CrO_3^=3H_2O+e{\rightarrow}Cr(OH)_3+3OH^-$ pH 13.5이고 지지전해질인 $(CH_3)_4NOH$ 용액에서 $CrO_4^=$ 이온이 환원되어 질때 두째번 파에서 심한 흡착을 보여주었다. 0.1N KCl의 비완충용액에서 linear sweep voltammogram은 initial voltage와 voltage sweep rate에 따라 세개 혹은 네개의 분명한 파로 나타나지만 첫째번 파는 확산에 의해서만 된 파라고 설명하기에는 어려움이 있었다.