• 제목/요약/키워드: cyclic-voltammetry

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유기전해액에서 루테늄산화물 전극의 전기화학적 특성 (Electrochemical Characteristics of Ruthenium Oxide Electrode-Organic Electrolyte System)

  • 도칠훈;진봉수;문성인;윤문수;최상진;육경창;박정식;김상길;이주원
    • 전기화학회지
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    • 제6권3호
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    • pp.169-173
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    • 2003
  • 금속산화물 전극을 이용한 전기화학 캐패시터는 일반적으로 산성 수용액 전해질에서 금속산화물에 대한 양성자의 가역적인 전기화학반응을 이용한다. 수계 전해질을. 사용한 수퍼캐패시터는 전위창(electrochemical stability window)이 유기계 전해질을 사용한 수퍼캐패시터에 비해 좁은 문제를 안고 있다. 금속산화물 전극과 리튬 또는 암모늄 이온을 함유한 유기계 전해질을 사용한 전기화학 캐패시터의 특성을 확인하였다. $RuO_2$ 전극을 사용한 전기화학 캐패시터는 1M $LiPF_6$, EC, DEC 및 EMC혼합용매 전해액 중에서 순환전위전류법(주사속도. 2mV/sec, 전위영역: $2.0\~4.2V(Li|Li^+))$으로 산화 및 환원에 대하여 비정전용량을 구한 바, 각각 145 및 $142F/g-RuO_2{\cdot}nH_2O$이었다

수용액중 아연 덴드라이트의 성장 반응에 미치는 전해질 농도의 영향 (Effects of Electrolyte Concentration on Growth of Dendritic Zinc in Aqueous Solutions)

  • 신경희;정규남;윤수근;연순화;심준목;전재덕;진창수;김양수;박경수;정순기
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제23권4호
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    • pp.390-396
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    • 2012
  • In order to understand the nature of dendritic zinc growth, electrochemical zinc redox reaction on nickel plate was investigated in aqueous solutions containing different concentrations, 0.2, 0.1 and 0.02 $mol{\cdot}dm^{-3}$ (M), of zinc sulfate ($ZnSO_4$) or zinc chloride ($ZnCl_2$). Zinc ion was efficiently reduced and oxidized on nickel in the high-concentration (0.2 M) solution, whereas relatively poor efficiency was obtained from the other low-concentration solutions (0,1 and 0.02 M). Cyclic voltammetry (CV) analysis revealed that the 0.2 M electrolyte solution decomposes at more positive potentials than the 0.1 and the 0.02 M solutions. These results suggested that the concentration of electrolyte solution and anion would be an important factor that suppresses the reaction of the zinc dendrite formation. Scanning Electron Microscopy (SEM) data revealed that the shape of dendritic zinc and its growing behavior were also influenced by electrolyte concentration.

볼밀링법으로 제조된 흑연-실리콘 복합체의 리튬전지 음전극 특성 (Lithium Battery Anode Properties of Ball-Milled Graphite-Silicon Composites)

  • 강근영;신동옥;이영기;김광만
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권4호
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    • pp.411-417
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    • 2013
  • 리튬 2차전지 음전극 활물질로 사용하기 위해, 실리콘(Si) 나노입자(평균입경 100 nm, 0~50 wt%)와 흑연 분말(평균입경 $15{\mu}m$)을 사용하여 볼밀링법으로 흑연-실리콘 복합체 분말을 제조하고 그 전기화학적 특성을 조사하였다. 실리콘 함량이 증가할수록 흑연은 볼밀링에 의해 입경이 작아지고 무정형 특성을 보이는 반면, 실리콘 입자는 나노결정성의 변화 없이 무정형 흑연 내에 싸여진 형태로 유지되었다. 저속 사이클릭 볼타메트리 특성상 0.2~0.35 V와 0.55~0.6 V에서 각각 흑연과 실리콘의 전형적 산화피크가 검출되었고 가역성도 우수(첫 사이클 제외)한 반면, 고속 거동에서는 사이클 반복에 따른 비가역성이 현저하게 나타났다. 또한 충방전 초기에는 큰 비가역 용량이 나타나지만 사이클 경과에 따라 감소하였으며, 특히 실리콘을 20 wt% 정도 포함하는 복합체가 50 사이클에서 약 485 mAh $g^{-1}$의 포화된 방전용량을 나타내었다. 이것은 실리콘을 싸고 있는 흑연의 무정형 상이 실리콘-리튬의 합금/탈합금에 따른 체적 변화를 안정적으로 완충할 수 있는 모폴로지가 재료의 적정 조성(흑연:실리콘=8:2 w/w)에 의해 형성되었기 때문이다.

Poly(acrylonitrile) 부직포 분리막에 코팅된 하이드로겔 고분자 전해질을 포함하는 활성탄 수퍼커패시터 특성 (Electrochemical Properties of Activated Carbon Supecapacitor Containing Poly(acrylonitrile) Nonwoven Separator Coated by a Hydrogel Polymer Electrolyte)

  • 모하메드 라티파투;고장면;이영기;김광만;조정대;장윤석;유정준;김종휘
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권5호
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    • pp.550-555
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    • 2013
  • 6M KOH 수계 전해액에 potassium poly(acrylate) (PAAK)를 3 wt% 포함시켜 제조한 하이드로겔을 poly(acrylonitrile)부직포 분리막에 코팅하고, 이를 활성탄 수퍼커패시터의 분리막 및 전해질로 사용하여 수퍼커패시터의 고율특성 향상을 시도하였다. 이 분리막 및 전해질은전자현미경 관찰 결과 PAAK 하이드로겔이 부직포의 표면기공에 균일하게 코팅되어 있으며, 24일 동안 하이드로겔의 합습도가 230% 이상으로 균일하게 유지되었고, 6 M KOH 전해액을 사용한 경우($3.6{\times}10^{-2}Scm^{-1}$)보다 약간 낮은 $2.9{\times}10^{-2}Scm^{-1}$의 이온전도도를 나타내었다. 활성탄을 활물질로 사용한 대칭형 수퍼커패시터에 이 분리막 및 전해질을 채택한 경우 사이클릭볼타메트리 시험에서 $1000mVs^{-1}$의 고속스캔 조건에서도 $27Fg^{-1}$ 이상의 높은 비축전용량과 1000 사이클 경과후에도 97% 이상의 유지율을 나타내는데, 이는 부직포 상에 코팅된 PAAK 하이드로겔 전해질이 활성탄 전극과 부직포 분리막 사이에서 강력한 계면밀착을 유지할 수 있기 때문이다.

리튬 2차전지용 $LiCoO_2$양극의 제조 및 특성 (Preparation and properties of $LiCoO_2$ cathode for Li rechargeable cell)

  • 문성인;정의덕;도칠훈;윤문수
    • E2M - 전기 전자와 첨단 소재
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    • 제7권4호
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    • pp.317-324
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    • 1994
  • In this study, new preparation method of LiCoO$_{2}$ was applied to develop cathode active material for Li rechargeable cell, and followed by X-ray diffraction analysis, electrochemical properties and initial charge/discharge characteristics as function of current density. HC8A72- and CC9A24-LiCoO$_{2}$ were prepared by heating treatment of the mixture of LiOH H$_{2}$O/CoCO$_{3}$(1:1 mole ratio) and the mixture of Li$_{2}$CO$_{3}$/CoCO$_{3}$(1:2 mole ratio) at 850 and 900.deg. C, respectively. Two prepared LiCoO$_{2}$s were identified as same structure by X-ray diffraction analysis. a and c lattice constant were 2.816.angs. and 14.046.angs., respectively. The electrochemical potential of CFM-LiCoO$_{2}$(Cyprus Foote Mineral Co.'s product), HC8A72-LiCoO$_{2}$ and CC9A24 LiCoO$_{2}$ electrode were approximately between 3.32V and 3.42V vs. Li/Li reference electrode. Stable cycling behavior was obtained during the cyclic voltammetry of LiCoO$_{2}$ electrode. According as scan rate increases, cathodic capacity decreases, but redox coulombic efficiency was about 100% at potential range between 3.6V and 4.2V vs. Li/Li reference electrode. Cathodic capacity of HC8A72-LiCoO$_{2}$ was 32% higher than that of CFM-LiCoO$_{2}$ and that of CC9A24-LiCoO$_{2}$ was 47% lower than that of CFM-LiCoO$_{2}$ at 130th cycle in the condition of lmV/sec scan rate. Constant cur-rent charge/discharge characteristics of LiCoO$_{2}$/Li cell showed increasing Ah efficiency with initial charge/discharge cycle. Specific discharge capacities of CFM and HC8A72-LiCoO$_{2}$ cathode active materials were about 93mAh/g correspondent to 34% of theretical value, 110mAh/g correspondent to 40% of theretical value, respectively. In the view of reversibility, HC8A72-LiCoO$_{2}$ was also more excellent than CFM- and CC9A24-LiCoO$_{2}$.

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비수용매에서 이핵성 다섯자리 Schiff Base Cobalt(Ⅱ) 및 Manganese(Ⅱ) 착물들의 전기화학적 성질 (Electrochemical Properties of Pentadentate Binucleated Schiff Base Cobalt(Ⅱ) and Manganese(Ⅱ) Complexes in Nonaqueous Solvent)

  • 조기충;최용국;이송주;서성섭
    • 대한화학회지
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    • 제36권3호
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    • pp.428-441
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    • 1992
  • 이핵성 다섯자리 Schiff base 착물계인 $Co(II)_2$ (BSPP)($H_2O)_2$, $Co(II)_2$ (BSPD)($H_2O)_2$, $Mn(II)_2$ (BSPP)($H_2O)_2$$Mn(II)_2$ (BSPD)($H_2O)_2$와 일핵성 다섯자리 Schiff base 착물계인 Co(II)(BSP)($H_2O)$ 및 Mn(II)(BSP)($H_2O)$들을 합성하였다. 이들 착물들의 조성을 원소분석, IR, UV-visible spectrum, T.G.A. 및 DSC 측정으로 알아보았다. 지지전해질용액 0.1M의 TEAP-Py (-DMSO 및 DMF)을 포함한 10mM 착물용액에서 유리질 탄소전극을 사용한 순환전압전류법과 DPP법으로 전기화학적 성질을 측정한 결과 이핵성 cobalt(II) 및 manganese(II) 착물들은 $M(III)_2$ / $Mn(II)_2$$Mn(II)_2$ / $M(I)_2$ (M; Co 및 Mn)의 두 과정에서 일전자의 환원과정이 각각 두 단계 환원과정에서 네 단계로 일어나지만 일핵성 착물들은 M(III) / M(II) 와 M(II) / M(I) 의 두 과정에서 각각 한 단계 산화${\cdot}$환원과정으로 일어남을 알았다.

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Carbon Nanotube 전극과 효소반응기로 구성된 Amperometric Biosensor를 이용한 Biogenic Amines 검출 (Determination of Biogenic Amines using an Amperometric Biosensor with a Carbon Nanotube Electrode and Enzyme Reactor)

  • 김종원;전연희;김미라
    • 동아시아식생활학회지
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    • 제20권5호
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    • pp.735-742
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    • 2010
  • 식품 중 잠재적 위험 물질로 작용할 수 있는 BAs의 신속 검출을 위하여 전기전도성이 우수하다고 알려진 MWCNTs의 개질, 작업 전극의 제작, 효소반응기 제작을 통해 바이오센서 시스템을 구성하고 hydrogen peroxide와 주요 BAs 물질에 대한 감응도를 측정하였다. MWCTS의 성질을 향상시키기 위해 아민기를 도입하였고, 이를 FT-IR 스펙트럼을 통해 확인하였다. 아민기를 도입한 MWCNTs를 GCE에 고착시키고 PB 막을 입힌 후 cyclic voltammetry 반응을 비교한 결과, PB/MWCNT-$NH_2$/GCE 전극이 GCE에 비해 산화 전류는 8배 이상, 전체 전류는 25배 이상의 높은 전류 흐름을 보였으며, 미세한 전류 흐름의 측정도 용이해진 것으로 나타났다. 또한, carrier buffer의 pH를 달리하여 제작된 전극의 감응 전류를 비교한 결과, pH 7.0에서 전류의 감응도가 가장 높게 측정되었다. 과산화수소를 주입하여 전극의 성능의 검증한 결과, $0.5 {\mu}M{\sim}100 {\mu}M$ 범위에서 선형관계를 보였으며, 검출 한계는 $0.5{\mu}M$로 측정되었다. Histamine 표준 용액 주입 시 $1{\mu}M{\sim}100{\mu}M$ 범위에서 선형 관계를 나타내었고, tyramine은 histamine에 비해 약 95%, 2-phenylethylamine과 tryptamine은 histamine에 비해 각각 75%, 70% 수준의 감응도를 이용하여 구성된 바이오센서 시스템이 낮은 검출 한계와 높은 수준의 반응 감도를 나타내어 BAs를 측정하는데 좋은 장치임이 확인되었다.

비수용매에서 다섯 자리 Schiff Base Cobalt (Ⅱ) 착물들의 산소 첨가 생성물에 대한 전기화학적 성질 (Electrochemical Properties of Oxygen Adducts Pentadentate Schiff Base Cobalt (Ⅱ) Complexes in Aprotic Solvents)

  • 최주형;정진순;최용국;서성섭
    • 대한화학회지
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    • 제34권1호
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    • pp.51-62
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    • 1990
  • 다섯 자리 Schiff base cobalt(II) 착물로서 Co(II)(Sal-DET)와 Co(Ⅱ)(Sal-DPT)들을 합성하여 비수용매에서 산소와 반응시켜 산소첨가 착물로서 [Co(III)(Sal-DET)]$_2O_2$ 및 [Co(III)(DPT)]$_2O_2$들을 합성하였다. 이 착물들은 원소분석, IR spectra, TGA, DSC 및 자화율을 측정하여 확인하였으며, 비수용매에서 이들 착물들의 산소와의 몰결합비가 첫단계는 1:1이나 시간이 경과하면 고체상태에서와 같이 1:2로 가는 $\mu$-peroxo형의 6배위 Cobalt(III)착물들이 형성됨을 알았다. Co(II)(Sal-DET)및 Co(II)(Sal-DPT)와 이들 산소첨가 착물들의 0.1M TEAP-DMSO와 0.1M TEAP-pyridine 용액에서 순환전압-전류법 및 DPP법에 의한 환원과정은 두 단계로 일전자의 비가역적인 Co(III)/Co(II)와 Co(II)/Co(I)의 과정이 주어지나 산소첨가 착물에서 산소결합의 환원전위는 $E_{pc}$ = -0.97V∼-0.86V이고 이에 couple인 산화전위는 $E_{pa}$ = -0.87V ∼ 0.64V에서 일전자의 준가역적 산화환원 과정으로 일어남을 알았다.

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DMSO용액에서 네자리 Schiff Base Cobalt(II) 착물들의 산소 첨가 생성물에 대한 전기화학적 성질에 관한 연구 (제 1 보) (Studies on The Electrochemical Properties of Oxygen adducts Tetradentate Schiff Base Cobalt(II) Complexes in DMSO (I))

  • 조기형;정진순;함희석;서성섭
    • 대한화학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.542-554
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    • 1987
  • 네자리 schiff base cobalt(II) 착물로서 Co(SED), Co(SND) and Co(SOPD)들을 합성하여 이들 착물들의 DMSO 용액에서 산소를 가하여 산소첨가 생성착물로 $[Co(SED)(DMSO)]_2O_2,\;[Co(SND)(DMSO)]_2O_2$$[Co(SOPD)(DMSO)]_2O_2$들을 합성하였다. 이들의 원소분석과 Cobalt정량, IR-Spectra, T.G.A. 및 자화율을 측정하여 산소:cobalt(II) 착물의 결합비가 1:2이고 네자리 schiff base cobalt(II)와 DMSO 및 산소가 6배위 결합으로 주어짐을 알았으며 Co(SED), Co(SND) 및 Co(SOPD) 착물들의 0.1M TEAP-DMSO용액에서 순환전압-전류법에 의한 산화 환원 과정이 Co(SED) 및 Co(SOPD)는 Co(II) / Co(III)와 Co(II) / Co(I) 과정이 가역적으로 일어나고 Co(SND)는 Co(II) / Co(III)과정은 가역적이지만 Co(II) / Co(I) 과정은 비가역적이다. 또한 산소 첨가 생성물의 착물들은 0.1M TEAP-DMSO 용액에서 산소결합의 환원과정이 $E_{pc}$ = -0.80~-0.89V에서 일어나고 이에 Couple인 산화과정은 $E_{pa}$ = -0.70~-0.76V에서 준가역적으로 일어남을 알았다.

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네자리 Schiff Base 리간드의 Cobalt(II), Nickel(II) 및 Copper(II) 착물의 합성과 DMSO용액에서 전기화학적 성질 (Synthesis of Cobalt(II), Nickel(II) and Copper(II) Complexes with Tetradentate Schiff Base Ligand of o-BSDT $H_2$ and Electrochemical properties in DMSO)

  • 조기형;김종순
    • 대한화학회지
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    • 제31권6호
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    • pp.509-519
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    • 1987
  • 네자리 Schiff base 리간드인 3,4-bis(salicylidene diimine) toluene [o-BSDT $H_2$]를 salicylaldehyde에 3,4-diaminotoluene를 Duff 반응시킴으로써 합성하였으며 이들 리간드와 Ni(II), Co(II) 및 Cu(II)이온들과의 새로운 착물 [Ni(o-BSDT)${\cdot}(H_2O)_2$], [Co(o-BSDT)${\cdot}(H_2O)_2$] 및 [Cu(o-BSDT)]를 합성하였다. 이들 착물에 대한 원소분석, 전자흡수스펙트럼, 적외선 스펙트럼 및 T.G.A. 측정결과에 의하여 Ni(II)와 Co(II) 착물은 리간드대 금속이 1 : 1 몰비의 4배위 착물임을 알았다. 0.1M TEAP-DMSO 용액에서의 폴라로그래피와 순환전압-전류법을 조사한 결과 [Ni(o-BSDT)${\cdot}(H_2O)_2$]는 비가역적인 electron transfer 다음에 빠른 화학적 반응을 하는 EC반응기구를 보이며 [Co(o-BSDT)${\cdot}(H_2O)_2$]는 Co(II) - Co(I)로의 환원과 Co(II) - Co(III)로의 산화가 일어나며, [Cu(o-BSDT)]착물은 Cu(II) - Cu(I)로의 환원이 일어남이 밝혀졌다.

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