• 한국결정성장학회지
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• 제12권1호
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• pp.42-49
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• 2002

기공 크기와 분포가 다른 세 종류의 전해용 탄소전극 즉, YBD-like grade carbon, YBD grade carbon, P2X grade carbon 전극의 전극 특성과 불소 전해특성을 비교하였다. 탄소전극의 특성 조사는 물리적 특성 및 1 mM의 $[[Fe(CN)_6]^\;{3-}/Fe(CN)_6$]$^{4-}$가 첨가된 0.5M $K_2SO_4$ 용액에서의 변전위 전류전압곡선과 한계확산전류밀도를 통하여 전기화학적 거동을 평가하고. 불소 전해특성은 $85^{\circ}C$의 KF.2HF용응염의 전기분해 시 임계전류밀도로 비교하였다. 이 결과 변.전위 전류전압곡선과 한계전류밀도에서는 적절한 기공을 함유한 P2X grade carbon 전극이, 불소 전해특성에서는 200~300$\mu$m의 기공 크기를 갖는 YBD-like grade carbon 전극이 우수한 전극 특성을 보였다. 이러한 전극 특성의 차이는 탄소전극 표면에 용도에 적합한 크기의 기공이 적절하게 분포되어 있음에 기인하였다.

• 대한전기학회:학술대회논문집
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• 대한전기학회 2005년도 제36회 하계학술대회 논문집 C
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• pp.2410-2412
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• 2005

In this study, two types of PS substrate were fabricated for sensing of chemical and biological substances. For sensing of the humidity and chemical analyzes such as $CH_3OH$ or $C_2H_5OH$, PS layers are prepared by photoelectrochemical etching of silicon wafer in aqueous hydrofluoric acid solution. To evaluate their sensitivity, we measured the resistance variation of the PS diaphragm. As the amplitude of applied voltage increases from 2 to 6Vpp at constant frequency of 5kHz, the resistance variation for humidity sensor rises from 376.3 to $784.8{\Omega}$/%RH. And the sensitivities for $CH_3OH$ and $C_2H_5OH$ were 0.068 uA/% and 0.212 uA/%, respectively. For biological sensing application, amperometric urea sensors were fabricated based on porous silicon(PS), and planar silicon(PLS) electrode substrates by the electrochemical methods. Pt thin film was sputtered on these substrates which were previously formed by electrochemical anodization. Poly (3-methylthiophene) (P3MT) were used for electron transfer matrix between urease(Urs) and the electrode phase, and Urs also was by electrochemically immobilized. Effective working area of these electrodes was determined for the first time by using $Fe(CN)_6^{3-}/Fe(CN)_6^{4-}$ redox couple in which nearly reversible cyclic voltammograms were obtained. The $i_p$ vs $v^{1/2}$ plots show that effective working electrode area of the PS-based Pt thin film electrode was 1.6 times larger than the PLS-based one and we can readily expect the enlarged surface area of PS electrode would result in increased sensitivity by ca. 1.6 times. Actually, amperometric sensitivity of the Urs/P3MT/Pt/PS electrode was ca 0.91uA/$mM{\cdot}cm^2$, and that of the Urs/P3MT/Pt/PLS electrode was ca. 0.91uA/$mM{\cdot}cm^2$ in a linear range of 1mmol/L to 100mmol/L urea concentrations

• 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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• 제17권3호
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• pp.164-171
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• 2014

무효소 혈당센서는 높은 선택성과 민감성을 가지고 저비용으로 체내 혈당(glucose)을 검출할 수차세대 기술이다. 현재 시판되고 있는 혈당센서는 당을 산화시켜주는 당산화효소와 전극과 효소사이에 전자 전달을 원활하게 해주는 산화/환원 매개체를 이용하여 효소센서로 제작된다. 그러나 이러한 효소센서는 pH, 온도, 습도, 화학적 독성물질 등에 영향을 많이 받아 안정성이 떨어지고, 제작에 비용이 많이 드는 단점을 가지고 있다. 본 논문은 위와 같은 단점을 해결하고자 환원제인 당에 의하여 환원되는 니켈 나노입자를 전기화학적 흡착방법을 이용하여 산화 인듐 주석 전극 (ITO)에 고정시켰다. 고정된 니켈 나노입자는 전극의 표면적을 넓혀 신호를 증폭시키는 효과를 가지고 있으며, 당에 의하여 계속적으로 니켈이 환원됨에 따라 전극 반응에서는 촉매산화전류 반응으로 나타낸다. 당의 농도에 따라서 선형적으로 감응 할 수 있는 최적 조건의 니켈 나노입자를 이용하여 혈당센서를 제작하였다. 또한 체내에 존재하는 방해 인자인 아스코브산의 간섭을 억제하기 위해 음이온 고분자의 표면처리를 통하여 상대적으로 당에 선택적으로 감응하도록 하였다. 제작된 전극을 통하여 당 농도 별 산화 촉매 전류를 순환 전압 전류 법으로 측정한 결과 650 mV (vs. Ag/AgCl)에서 최대 전기적 신호가 발생되었으며, 포도당 0~6.15 mM 의 농도범위에서 전기적 신호가 선형 증가함을 확인할 수 있었다.