• 제목/요약/키워드: electrochemical reduction

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고분자전해질연료전지를 위한 그래핀 기반 PtM 촉매들의 산소환원반응성 연구 (A Study on Oxygen Reduction Reaction of PtM Electrocatalysts Synthesized on Graphene for Proton Exchange Membrane Fuel Cell)

  • 양종원;최장군;조한익;박종진;권용재
    • 한국수소및신에너지학회논문집
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    • 제25권4호
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    • pp.378-385
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    • 2014
  • In this research, we investigate electrical performance and electrochemical properties of graphene supported Pt (Pt/G) and PtM (M = Ni and Y) alloy catalysts (PtM/Gs) that are synthesized by modified polyol method. With the PtM/Gs that are adopted for oxygen reduction reaction (ORR) as cathode of proton exchange membrane fuel cells (PEMFCs), their catalytic activity and ORR performance and electrical performance are estimated and compared with one another. Their particle size, particle distribution and electrochemically active surface (EAS) area are measured by TEM and cyclic voltammetry (CV), respectively. On the other hand, regarding ORR activity and electrical performance of the catalysts, (i) linear sweeping voltammetry by rotating disk electrode and rotating ring-disk electrode and (ii) PEMFC single cell tests are used. The TEM and CV measurements demonstrate particle size and EAS of PtM/Gs are compatible with those of Pt/G. In case of PtNi/G, its half-wave potential, kinetic current density, transferred electron number per oxygen molecule and $H_2O_2$ production % are excellent. Based on data obtained by half-cell test, when PEMFC singlecell tests are carried out, current density measured at 0.6V and maximum power density of the PEMFC single cell employing PtNi/G are better than those employing Pt/G. Conclusively, PtNi/Gs synthesized by modified polyol shows better ORR catalytic activity and PEMFC performance than other catalysts.

Host-Guest Interactions Between Macrocycles and Methylsubstituted Anilinium Ions

  • Lee, Shim-Sung;Jung, Jong-Hwa;Chang, Duk-Jin;Lee, Bu-Yong;Kim, Si-Joong
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제11권6호
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    • pp.521-527
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    • 1990
  • The binding characteristics and analytical applications of anilinium ion complexes with 18-crown-6 were studied by polarography and NMR. First, the electrochemical reduction of the 10 species of mono and dimethylsubstituted anilinium ion complexes with 18-crown-6 as host in methanol are examined. The addition of 18-crown-6 to anilinium guest solution the polarographic waves remain well defined but shifted toward more negative potentials, indicating the complex formation. The values of formation constants, log Κ for 10 species of methylsubstituted anilinium ion complexes with 18-crown-6 varies from 2.7 to 4.8 in methanol at $25^{\circ}C$. The stability order of complexes for 18-crown-6 is anilinilum > 4-methyl > 3,4-dimethyl > 3-methyl > 3,5-dimethyl > 2,4-dimethyl > 2,5-dimethyl > 2,3-dimethyl > 2-methyl > 2,6-dimethylanilinium ion. The steric hindrance shows significant effect. Second, Proton NMR was used to elucidate their interaction characteristics. From the results of so called NMR titration techniques, the behaviors of binding sites on complexation, and the stoichiometry and stability order of complex were obtained. And the later results show the satisfactory agreement with the quantitative values obtained by polarography. Finally, the individual determinations of anilinium ion mixtures were also accomplished by addition of 18-crown-6. In some mixtures of methyl or dimethylanilinium ions the reduction peaks of differential pulse method appeared into one unresolved wave attributed to the small difference of half-wave potential, ${\Delta}E_{1/2}$. In the presence of 18-crown-6, the polarographic waves were resolved into individual maxima because of the shift toward more negative direction by the difference of selectivity of anilinium ions with 18-crown-6. It may be concluded that quantitative analysis of methylanilinium ion mixture make possible because the half-wave potential shift by the selectivity difference due to the steric hindrance between methyl group and 18-crown-6 on complexation.

전해환원 공정에서의 사용후핵연료 분배 특성 분석 (Analysis on Distribution Characteristics of Spent Fuel in Electrolytic Reduction Process)

  • 박병흥;이철수
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제50권4호
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    • pp.696-701
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    • 2012
  • 사용후핵연료의 안정적 관리와 재활용을 위해 건식 처리공정이 관심을 끌고 있으며 현재 국내에서도 이를 중심으로 사용후핵연료 관리를 위한 방안이 모색되고 있다. 파이로 공정으로 불리는 사용후핵연료 고온 용융염 공정 중 전해환원 공정은 후속 공정인 전해정련 공정에 금속 물질을 공급하는 역할을 한다. 이를 위해 전해환원 공정은 고온 LiCl을 매질로 사용하여 전기화학적으로 생성된 Li과의 반응으로 산화물을 금속으로 전환시킨다. 사용후핵연료에 존재하는 다양한 핵종들은 전해환원 공정의 매질인 LiCl과 반응 매질인 Li에 대한 반응성에 차이에 의해 시스템 내에 분배하게 된다. 본 연구에서는 이와 같은 시스템에서 사용후핵연료 구성 성분들의 거동을 해석하기 위해 열역학적 계산을 통해 각 원소들의 반응성을 확인하였다. 공정온도에서 우라늄 및 초우란 원소들은 금속으로 환원되는 반면 Eu를 제외한 희토류 산화물들은 안정적인 산화물로 존재하게 된다. 또한, 본 연구에서는 공정온도에 대한 반응의 경향을 판단하였으며 공정 온도에서 기준 사용후핵연료를 대상으로 전해환원 반응에 따라 분배되는 상들의 방사능 및 열부하를 계산하여 공정 자료를 제시하였다.

Li2O-LiCl 용융염을 이용한 ZrO2의 전기화학적 환원과정에서 발생하는 Li2O의 손실 (Loss of Li2O Caused by ZrO2 During the Electrochemical Reduction of ZrO2 in Li2O-LiCl Molten Salt)

  • 박우신;허진목;최은영;김종국
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제10권4호
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    • pp.229-236
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    • 2012
  • $Li_2O$-LiCl 용융염을 이용한 전해환원기술은 사용후핵연료로부터 우라늄 금속을 회수하기 위해 연구되고 있다. 이 전해환원기술에서는 $Li_2O$가 촉매로 이용되기 때문에 그 농도를 유지하는 것은 매우 중요한 운전인자이다. $ZrO_2$는 피복관의 주성분이 Zr이기 때문에 사용후핵연료에 불가피하게 함유되며, 본 연구에서는 $Li_2O$를 촉매로 이용하는 전해환원공정에서 $ZrO_2$의 거동을 살펴보았다. $Li_2O$$ZrO_2$의 화학반응과 전해환원공정 중에서의 생성물을 분석한 결과, $Li_2ZrO_3$$Li_4ZrO_4$가 주요하게 관찰되었고, 이는 $Li_2O$의 손실을 가져오는 원인이 된다. 즉, $ZrO_2$$Li_2O$를 소모하는 역할을 하며, 반응생성물은 전기화학적으로 안정하기 때문에 $Li_2O$의 손실이 불가피하게 된다.

옥소바나듐 (IV) 과 벤조히드로옥사믹산 간에 형성되는 착물의 전기화학적 성질에 관한 연구 (Electrochemical Behavior of Oxovanadium (IV) Complex of Benzohydroxamic Acid)

  • 추희식;박덕수;심윤보;최성낙
    • 대한화학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.281-286
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    • 1989
  • 벤조히드로옥사믹산(Hben)과 이의 옥소바나듐(IV) 착화합물, $VO(Ben)_2$의 전기화학적 거동을 폴라로그래피와 순환 전압 전류법을 이용하여 조사하였다. Hben의 경우, 아세톤 용매중에서 얻은 폴라로그램은 Ag/AgCl 전극에 대해 -0.05V와 -1.78V에서 두개의 환원파를 나타내었다. 첫번째 환원파는 단일 라디칼 음이온의 생성에, 그리고 두번째 환원파는 이중 라디칼 음이온의 생성에 기인하는 것으로 해석되었다. $VO(Ben)_2$ 착물의 폴라로그램은 +0.55V에서 한개의 산화파를, 그리고 -0.15V와 -1.30V에서 각각 한개씩의 환원파를 나타내었다. +0.55V의 전극반응은 1전자 산화과정이었다$(VO(ben)_2 {\rightleftharpoons} VO(ben)^+ + e)$. -0.15V에 나타난 환원파는 준가역적인 역시 1전자 과정이었으며 $VO(Ben)_2^-$라디칼 형성에 의한 것으로 해석되었다. -1.30V에서 나타난 환원파는 비가역적이며 이 과정에서는 바나디움(III)이온을 생성하는 것으로 믿어진다. 산소 주게 원자를 갖는 Hben 리간드는 황이나 질소를 포함하는 다른 리간드들과 비교해 볼 때 중심금속인 바나듐의 +4가 산화상태의 안정성을 감소시키는 것으로 믿어진다.

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$SnO_2$광전기화학 셀에서 Rhodamine B에 의한 광전류 (Photocurrents in the $SnO_2$ Photoelectrochemical Cell Sensitized by Rhodamine B)

  • 민현진;김기범;유정아;김강진
    • 대한화학회지
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    • 제37권2호
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    • pp.213-219
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    • 1993
  • 들뜬 rhodamine B로부터 박막반도체 $SnO_2$의 전도띠로 주입되는 광전류를 여러 가지의 초감응체가 존재하는 용액에서 시간에 따라 조사하였다. ascorbic acid를 초감응체로 쓰면 그것의 농도, 용액의 pH, 그리고 $SnO_2$에 걸어주는 전위 등이 증가함에 따라 광전류가 대체로 증가하였으나, 전위가 노팡짐에 따라 암전류도 증가하였다. 반면에 KI를 초감응제로 사용하면 낮지만 비교적 안정한 전류를 보여주었다. 용매효과를 포함하여 이들 광감응전류를 증가시키는 원인을 규명해 보았다.

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Electrochemical oxidation-reduction and determination of urea at enzyme free PPY-GO electrode

  • Mudila, Harish;Prasher, Parteek;Rana, Sweta;Khati, Beena;Zaidi, M.G.H.
    • Carbon letters
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    • 제26권
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    • pp.88-94
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    • 2018
  • This manuscript explains the effective determination of urea by redox cyclic voltammetric analysis, for which a modified polypyrrole-graphene oxide (PPY-GO, GO 20% w/w of PPY) nanocomposite electrode was developed. Cyclic voltammetry measurements revealed an effective electron transfer in 0.1 M KOH electrolytic solution in the potential window range of 0 to 0.6 V. This PPY-GO modified electrode exhibited a moderate electrocatalytic effect towards urea oxidation, thereby allowing its determination in an electrolytic solution. The linear dependence of the current vs. urea concentration was reached using square-wave voltammetry in the concentration range of urea between 0.5 to $3.0{\mu}M$ with a relatively low limit of detection of $0.27{\mu}M$. The scanning electron microscopy was used to characterize the morphologies and properties of the nanocomposite layer, along with Fourier transform infrared spectroscopy. The results indicated that the nanocomposite film modified electrode exhibited a synergistic effect, including high conductivity, a fast electron-transfer rate, and an inherent catalytic ability.

Study of Corrosion-Induced Failure Mechanisms of Epoxy Coated Reinforcing Steel (Parts I and II)

  • Lee, Seung-kyoung
    • 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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    • 한국콘크리트학회 1995년도 봄 학술발표회 논문집
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    • pp.396-401
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    • 1995
  • Epoxy coated reinforcing steels (ECRs) were acquired from ten sources and coatings from each source were initially characterized in terms of defects, thickness, solvent extraction weight loss and hardness. Testing involved exposure in three aqueous solutions at elevated temperature (8$0^{\circ}C$) and in chloride-contaminated concrete slabs under outdoor exposure, It was found that the density and size of coating defects was the promary factor affecting ECR performance. The equivalent circuit analysis using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) data indicated that the impedance response for well-performing ECR specimens showed no signs of active degradation at the interface although diffusional processes similar to those noted for poorly performing bars occurred here. Experimental results also indicated a relationship between corrosion behavior and bar source. Weight loss upon solvent extraction correlated with impedance reduction from hot water exposure. Coating defects during most of the tests, especially in high pH solutions containing chloride ions. ECRs with excessive coating defects, either initially present or ones which developed in service, performed poorly in every test category regardless of source. Forms of coating failure were extensive rusting at defects, blistering, wet adhesion loss, cathodic delamination, underfilm corrosion and coating cracks. These occurred sequentially or concurrently, depending on the condition of the ECR and nature of the environment

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부식억제제에 의한 상수도관의 부식제어 (Corrosion control of drinking water pipes by corrosion inhibitor)

  • 황병기
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제11권6호
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    • pp.2306-2310
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    • 2010
  • 상수도관의 부식은 수돗물이 공급되는 과정에서 관 표면의 금속과 물 사이의 일련의 복잡한 산화/환원 반응이다. 부식으로 인해 발생할 수 있는 1차적인 고려사항은 철, 납, 동과 같은 독성이 있는 중금속이 물속에 존재할 수 있다는 것이며, 이는 상수도관에 악영향을 미치며, 세탁물을 훼손하거나 맛을 낼 수 있는 심미적인 문제도 발생된다. 본 연구에서는 부식억제제가 상수도관의 부식도, 수돗물 중의 철 및 동의 용출 농도에 어떠한 영향을 미치는지에 대해서 평가하였다. 부식저감 효과는 인산염계 부식억제제와 큰 관련성이 있었다. 부식반응은 물과 관의 표면에서 이루어지는 일련의 전기화학적인 반응임을 고려하면 철의 용출농도와 부식도는 양(+)의 상관관계에 있다.

폴리(옥틸티오펜)/풀러렌 벌크 이종접합의 광기전성에 미치는 CIS 입자의 블렌딩 효과 (The Blending Effect of Electro-deposited Copper-indium-diselenide Particles on the Photovoltaic Properties of Poly(3-octylthiophene)/Fullerene Bulk Heterojunction Cells)

  • 조영돈;이선형;김정수
    • 폴리머
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    • 제34권1호
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    • pp.84-87
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    • 2010
  • 구리, 인디움, 셀레늄 이온을 포함한 혼합물을 전기화학적으로 환원하는 1회 반응으로 CIS 입자를 합성하였다. 합성된 입자를 폴리(옥틸티오펜/풀러렌으로 구성된 벌크이종접합에 블렌딩하거나 박막층으로 삽입하여 여러 가지 광기전셀을 제조하였다. CIS의 함량이 증가할수록 개방전압과 단락전류의 급격한 감소가 일어났다. 이러한 광기전성의 감소현상을 블렌드의 구조, 조성, 모폴로지를 분석 해석하였다.