• 제목/요약/키워드: Pt anode

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Investigation of Nanometals (Ni and Sn) in Platinum-Based Ternary Electrocatalysts for Ethanol Electro-oxidation in Membraneless Fuel Cells

  • Ponmani, K.;Kiruthika, S.;Muthukumaran, B.
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제6권3호
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    • pp.95-105
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    • 2015
  • In the present work, Carbon supported Pt100, Pt80Sn20, Pt80Ni20 and Pt80Sn10Ni10 electrocatalysts with different atomic ratios were prepared by ethylene glycol-reduction method to study the electro-oxidation of ethanol in membraneless fuel cell. The electrocatalysts were characterized in terms of structure, morphology and composition by using XRD, TEM and EDX techniques. Transmission electron microscopy measurements revealed a decrease in the mean particle size of the catalysts for the ternary compositions. The electrocatalytic activities of Pt100/C, Pt80Sn20/C, Pt80Ni20/C and Pt80Sn10Ni10/C catalysts for ethanol oxidation in an acid medium were investigated by cyclic voltammetry (CV) and chronoamperometry (CA). The electrochemical results showed that addition of Ni to Pt/C and Pt-Sn/C catalysts significantly shifted the onset of ethanol and CO oxidations toward lower potentials. The single membraneless ethanol fuel cell performances of the Pt80Sn10Ni10/C, Pt80Sn20/C and Pt80Ni20/C anode catalysts were evaluated at room temperature. Among the catalysts investigated, the power density obtained for Pt80Sn10Ni10/C (37.77 mW/cm2 ) catalyst was higher than that of Pt80Sn20/C (22.89 mW/cm2 ) and Pt80Ni20/C (16.77 mW/ cm2 ), using 1.0 M ethanol + 0.5 M H2SO4 as anode feed and 0.1 M sodium percarbonate + 0.5 M H2SO4 as cathode feed.

TiN 양극을 이용한 파이로프로세싱 UO2 전해환원 (TiN Anode for Electrolytic Reduction of UO2 in Pyroprocessing)

  • 김성욱;최은영;박우신;임현숙;허진목
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.229-233
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    • 2015
  • 파이로프로세싱 전해환원 공정에서 현재 사용 중인 Pt 양극을 대체하기 위한 소재 개발은 매우 중요하다. 이 연구에서는 전기화학 반응시 산소를 발생시키는 전도성 세라믹 양극으로서 TiN의 전기화학적 거동을 알아보았다. UO2의 전해환원이 일어나는 동안 TiN 양극의 적합성과 안정성에 대한 평가를 진행하였다. LiCl-Li2O 용융염에서 TiN 양극을 이용하여 UO2를 전기화학적으로 금속 U로 변환시킬 수 있었다. 반응 도중 TiN의 산화 반응은 관찰되지 않았다. 하지만 TiN 내부에서 공공이 생기는 것을 확인하였으며, 이에 따라 소재 수명에 제한이 있을 것으로 판단된다.

촉매량 변화에 따른 직접 메탄올 연료전지의 성능 특성에 관한 연구 (A Study on the Performance Characteristics of Direct Methanol Fuel Cell with Changing of Catalyst Loading)

  • 서상헌;이창식
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제19권6호
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    • pp.467-473
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    • 2008
  • This study is to investigate the influence of catalyst loading quantity on the direct methanol fuel cell (DMFC) performance. In this paper, Pt-Ru and Pt-black loading as the catalyst were varied from 1 to $4mg/cm^2$ at the anode and cathode, respectively. The experiment was conducted with single fuel cell consisted of $5cm^2$ effective electrode area, serpentine type flow pattern and Nafion 117 membrane. Also, AC impedance and methanol crossover current were measured to investigate the performance loss precisely. As a result, the performance of fuel cell was significantly increased with the increase of cathode catalyst loading. However, the performance did not increase further above a certain Pt-Ru catalyst loading as the increase of anode catalyst loading.

귀금속 촉매를 사용한 직접 보로하이드라이드 연료전지의 특성 연구 (Performance Charateristics of Direct Borohydrides Fuel Cell with Novel Catalyst)

  • 정민경;신동열;설용건;정두환
    • 전기화학회지
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    • 제8권1호
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    • pp.6-11
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    • 2005
  • 직접보로하이드라이드 연료전지는(direct borohydrides fuel cell. DBFC) 직접메탄을 연료전지가 갖는 메탄을 크로스오버(crossover)문제를 해결할 수 있어서, 휴대용 및 이동용 전원으로 활용하기 위하여 새롭게 대두되고있는 연료전지이다. 본 논문에서는 직접보로하이드라이드 연료전지의 전극제조 공정 확립을 위하여 여러 가지의 연료극 및 공기극 촉매를 선정하고 열가압법 (hot pressing)으로 전극을 제조하여 이에 대한 성능 특성을 고찰하였다. 공기극 촉매로는 Pt/C와 Pt black을 사용하였고, 연료극 촉매로는 Pt/C. Pt black, Au/C, $AB_5$ alloy를 사용하였다 제조된 전극 촉매는 XRD, SEM, EDS 등을 통한 특성 분석과 단위전지 운전을 통하여 I-V특성 분석이 이루어졌다. 다양한 촉매 조합을 통하여 촉매별 단전지 테스트를 한 결과 공기극 및 연료극 촉매를 Pt/C로 했을 때 가장 높은 성능인 366mW/mg을 얻을 수 있었다.

수소-알코올연료전지를 위한 금속-산화물 나노구조제어 (Control of Metal-Oxide Nanostructures for $H_{2}-Alcohol$ Fuel Cells)

  • 박경원;송유정;한상범;이종민
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
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    • pp.141-145
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    • 2007
  • Due to their excellent catalytic activity with respect to methanol oxidation on platinum at low temperature, platinum nanosized catalysts have been a topic of great interest for use in direct methanol fuel cells (DMFCs). Since pure platinum is readily poisoned by CO, a by-product of methanol electrooxidation, and is extremely expensive, a number of efforts to design and characterize Pt-based alloy nanosized catalysts or Pt nanophase-support composites have been attempted in order to reduce or relieve the CO poisoning effect. In this review paper, we summarize these efforts based upon our recent research results. The Pt-based nanocatalysts were designed by chemical synthesis and thin-film technology, and were characterized by a variety of analyses. According to bifunctional mechanism, it was concluded that good alloy formation with $2^{nd}$ metal (e.g., Ru) as well as the metallic state and optimum portion of Ru element in the anode catalyst contribute to an enhanced catalytic activity for methanol electrooxidation. In addition, we found that the modified electronic properties of platinum in Pt alloy electrodes as well as the surface and bulk structure of Pt alloys with a proper composition could be attributed to a higher catalytic activity for methanol electooxdation. Proton conducting contribution of nanosized electrocatalysts should also be considered to be excellent in methanol electrooxidation (Spillover effect). Finally, we confirmed the ensemble effect, which combined all above effects, in Pt-based nanocatalsyts especially, such as PtRuRhNi and $PtRuWO_{3}$, contribute to an enhanced catalytic activity.

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금속 애노드의 종류에 따른 Top Emission 특성 평가 (Characteristics of top emission PLED by metal anodes)

  • 이찬재;문대규;곽민기;김영훈;한정인
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 하계학술대회 논문집 Vol.3 No.2
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    • pp.968-971
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    • 2002
  • Hole injection characteristics have been investigated with various metal anodes such as Ni, Pt, Cu, and AI for the top emission polymer light emitting diodes (PLEDs). Devices were composed of metal anode, Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) doped with polystyrene sultponated acid (PEDT:PSS), poly [2-methoxy-5-(2-ethylhexyoxy)-1,4-phenylene-vinylene] (MEH-PPV) and Al cathode. The hole injection from ITO anode has been also investigated for the comparison. The I-V characteristics of the PLEDs with different metal anodes were measured. The work function of the anode is strongly related to the hole injection of the device. The current density of the device with Ni anode with higher work function was higher than that of the device with ITO or AI anode at the same operating voltage.

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조절전위법 음전극 유기반응을 이용한 아조벤젠 유도체들의 합성 (Synthesis of Azobenzene Derivatives via Controlled Potential Cathodic Electrolysis)

  • 김병효;최용락;김대호;한영필;백운필;전영무
    • 전기화학회지
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    • 제2권4호
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    • pp.209-212
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    • 1999
  • H-형의 분리 셀을 사용하여 중성 및 실온의 온화한 조건에서 조절 전위법 음전극 반응에 의한 nitroarene화합물들의 환원 짝지음 반응으로 높은 수율의 azobenzene유도체를 합성하였다. Pb또는 Pt cathode와 Pt anode를 사용하여 메탄을 용액 하에서 cyclic voltammetry에 근거하여 각 반응의 최적의 반응 조건을 결정한 후 반응을 실행하였으며, 대부분의 경우 환원 짝지음 반응은 치환기의 성질과 위치에 영향을 받지 않고 높은 수율로 성공적인 결과를 얻을 수 있었다.

PdPt/C 촉매의 고분자전해질 연료전지의 산화극 촉매 적용 (Application of carbon-supported PdPt as anode catalysts in PEM fuel cell)

  • 조용훈;최백범;조윤환;박현서;성영은
    • 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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    • 한국신재생에너지학회 2006년도 추계학술대회
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    • pp.396-398
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    • 2006
  • PdPt/C (Pd:Pt atomic ratio of around 19:1 60wt, %) 촉매를 고분자전해질 연료전지용 전극 촉매소재의 적용하였다. PdPt/C 촉매를 산화극 촉매로, 환원극 촉매로는 Pt/C 촉매를 사용하고 반대로 산화극 촉매는 Pt/C 촉매, 환원극 촉매로는 PdPt/C 촉매를 사용했을 때, PdPt/C 촉매를 산화극과 환원극 촉매로 동시에 사용했을 때의 고분자전해질 연료전지의 단위전지 성능을 각각 비교하였다. PdPt/C촉매를 산화극에만 적용했을 때에 Pt/C 상용촉매를 산화극과 환원극에 모두 적용했을 때의 성능만큼 좋은 성능을 확인할 수 있었다. 환원극 촉매는 Pt/C를 사용하고 산화극 촉매를 PdPt/C Pt/C Pd/C를 사용하였을 매의 성능을 비교하였다. Pd/C를 산화극 촉매로 사용한 단위전지가 나머지 두 경우의 성능에 비하여 현저히 떨어짐을 확인할 수 있었다. 이는 극소량의 Pt 량을 포함한 PdPt/C 촉매가 고분자전해질 연료전지의 산화극 Pt/C 촉매의 대체촉매로 사용 가능함을 보여준다.

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