• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제16권9호
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• pp.819-823
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• 1995

Thin films of two kinds of Prussian Blue (PB)-modified, using iron(Ⅲ) complex instead of conventional FeCl3, were prepared on a gold substrate and these films were able to be electrochemically reduced in potassium nitrate solution. In case of PB-modified films prepared from Fe(Ⅲ)-ethylenediamine-N,N'-diacetic acid (FeEN3+)/K3Fe(CN)6 solution, the mid-peak potential was 0.156 V in 0.1 M KNO3 and it was found that potassium ion migrates into or out of the film during the electrolysis. These films were shown to be electrochromic. These films exhibited smaller peak separation than those formed from Fe(Ⅲ)-tartaric acid (FeTA3+)/K3Fe(CN)6 system. The diffusion coefficient of Fe(CN)63-/4- redox couple, evaluated using the fabricated Au rotating disc electrode(rde) previously reported, was in good agreement with the existing data. Two experimental procedures, including the voltammetry at relatively low scan rates and the rde study, have been used in order to characterize the electrode kinetics. The electrode kinetics of some redox couples (FeEN2+-FeEN3+ and FeTA2+-FeTA3+) on both PB-modified thin films and bare Au electrode were studied using a Au rde. In all cases the rate constants of electron transfer obtained with the PB-modified film electrodes were only slightly less than those obtained for the same reaction on bare Au disc electrodes. The conductivities, as determined from the slopes of the i-V curves for a ca. 1 mm sample for dried PB-modified potassium-rich and deficient bulk samples pressed between graphite electrodes, were 6.21 × 10-7 and 2.03 × 10-7(Ω·cm)-1, respectively.

• 전기화학회지
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• 제26권4호
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• pp.64-70
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• 2023

급격한 온실가스 배출량 증가로 인해 지구 온난화가 심화되고 있다. 이로 인해 탄소중립의 필요성과 이행이 더욱 절실해졌다. 이를 위해 여러 가지 신재생에너지 중 수소에 대한 관심이 부각되고 있다. 수소는 지구 상에 풍부한 자원이며 무탄소 전원으로 친환경적이다. 궁극적으로 물의 전기분해에 의해 친환경 수소를 얻을 수 있다. 하지만 산소 발생 반응에 사용되는 촉매는 고가이며 희귀하고 촉매의 내구성에 문제가 있어 어려움을 겪고 있기 때문에 비귀금속 촉매의 개발이 필요하다. 본 총설에서는 최근 발표된 산소 발생 촉매 중 비귀금속 촉매인 Co와 Mo 기반의 촉매를 정리, 요약하여 소개하고 있다. 이를 통해 비귀금속 촉매의 활성과 내구성을 증가시키기 위한 촉매의 특성 설계를 이해하는 데 도움이 될 것이다.

• Journal of Advanced Marine Engineering and Technology
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• 제41권3호
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• pp.216-221
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• 2017

디젤엔진은 내연기관 중에 제동 열효율이 가장 높은 엔진이기 때문에 큰 동력을 필요로 하는 대형트럭과 같은 중 대형 운송 차량 및 선박 등의 수송분야 및 발전시스템 등의 다양한 분야에서 사용되어지고 있다. 하지만, 디젤엔진은 연소과정에서 질소산화물(이하 NOx) 발생량이 많은 단점을 가지고 있다. 따라서 본 연구에서는 선박용 디젤엔진의 NOx를 저감하기 위해서 습식 배기가스 처리 기술인 무격막식 해수 전기분해 방식을 이용하여 NOx 저감을 시도하였다. 실제 해수를 사용하여 디젤엔진에서 배출되는 유해가스에 전기 분해된 해수인 전해수를 분사하여 보았다. 전해수의 pH 농도 및 유효염소농도, 온도에 따른 NO 산화율 및 NOx 감소량을 조사하였다. 본 실험을 통해서 전해수의 pH가 약산성 영역일 경우가 중성일 경우보다 산화탑에서의 NO 산화율이 상승하였고, 유효염소농도가 높을수록 NO 산화율이 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 전해수 온도는 NO 산화율에 영향이 없음을 추가적으로 확인할 수 있었으며 디젤엔진에서 생성된 배기배출물에 전해수를 분사함으로써 NOx가 저감됨을 확인할 수 있었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제9권1호
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• pp.8-15
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• 1998

지구온난화방지를 위한 이산화탄소 고정화 기술로는 주로 접촉수소화에 의한 탄화수소의 제조가 주로 연구, 검토되고 있으나 값비싼 수소의 확보가 큰 걸림돌로 작용하고 있으며, 기타 해조류 합성 등에 의한 생물학적 고정화 방법도 연구되고 있다. 전기화학적 환원에 의한 이산화탄소 고정화 방법은 전해질 용액중 촉매전극으로 전기화학반응을 일으켜 이산화탄소를 메탄, 에탄, 알코올 등으로 전환시키는 것으로 접촉수소화 방법과 같은 원리로 생각할 수 있으나 전기분해와 동시에 수소화 반응을 일으키므로 장치가 간단하고 심야의 잉여전력을 이용할 수 있는 동의 장점으로 최근 연구개발이 이루어지고 있다. 본 연구에서는 환원전극으로 구리 및 페롭스카이트($La_{0.8}Sr_{0.2}CuO_3$) 분말을 시료로 하여 제조한 전극을 사용하였고, 기준전극으로는 Ag/AgCl, 상대전극으로는 백금전극을 사용하였다. 전해액은 $KHCO_3$ 수용액에 이산화탄소를 포화시키고 이를 반응조에 순환시키는 연속흐름식 전해환원시스템을 사용하였다. 환원전극의 크기는 $2{\times}2cm$, 상대전극의 크기는 $2{\times}6cm$의 것을 사용하였고, 전해환원 결과 얻어지는 기상의 생성물과 액상의 생성물을 분석하였다. 또한 전해질의 농도, 페롭스카이트 전극의 제조방법에 따라 환원전류의 크기 및 반응생성물의 종류와 발생량을 측정하였다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제8권1호
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• pp.1-7
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• 2010

본 연구에서는 LiCl-KCl/Cd계의 전해제련 공정을 대상으로 악티늄 및 희토류족 원소들의 전해이동을 모델링하고 해석하였다. 이 공정에서 용융염 전해질과 액체 카드뮴 음극간의 확산 경계층 계면에서 확산제한 전기화학반응 및 물질수지를 고려한 단순화된 동적모델을 수립하였다. 제안된 모델링 접근방법은 음극에서 일어나는 금속염의 반쪽 전지 환원반응에 기초를 둔 모델이다. 이 모델을 사용하여 정전류 전해공정에서 주어진 인가전류 조건을 만족하는 시간까지의 전해이동과 연계된 농도거동, 각 원소의 패러데이 전류 그리고 시간 함수의 전기화학 전위를 예측하는 가능성을 보여주었다. 선택된 5성분 원소(U, Pu, Am, La, Nd)계의 결과를 예비 모사하여 전산모델이 전기화학적 특성을 이해하고 개선된 전해제련로를 개발하기 위한 정보를 제공할 수 있는가를 평가하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제38권6호
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• pp.291-298
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• 2016

불용성 전극은 전기화학 공정에 있어 가장 핵심적인 소재이며, 이를 이용한 전기화학적 수처리 공정은 난분해성 물질을 제거하는 유용한 방법으로서 이에 대한 연구가 지속적으로 이루어져 오고 있다. 전기화학적 수처리 공정은 주로 산화전극에서의 산화반응과 환원전극에서의 환원반응을 이용하는 것이다. 본 연구에서는 불용성 전극의 제조공정에서 전처리 방법이 전극의 수명에 미치는 영향을 평가하였다. 실험결과 촉매전극층을 코팅하는 물질계 및 코팅방법을 동일하게 하는 경우에도 기판의 전처리 방법 즉, 기판표면의 조도, 세정방법, 중간층 형성 여부 및 방법 등에 따라 전극의 수명이 크게 달라지는 것을 확인하였다. 실험은 가장 많이 사용되는 전극의 하나인 $IrO_2/Ti$ 전극을 대상으로 하였다. 샌드 블라스팅 공정의 경우 입도를 달리하는 샌딩 미디어를 이용하여 전극을 제조하고 이에 대한 수명을 평가한 결과 #80알루미나(입도 $212{\sim}180{\mu}m$)를 이용하는 경우가 가장 효과적인 것으로 나타났다. 기판에 대한 세정 공정은 arc plasma를 이용하는 것이 가장 우수하였으며, 중간층을 형성함에 있어서는 스퍼터링법을 이용하여 Ta 계열의 중간층을 형성하는 방법을 적용하는 것이 가장 바람직한 것으로 확인되었다.

• 한국결정성장학회지
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• 제33권5호
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• pp.196-201
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• 2023

수소에너지 생산을 위한 물분해 시스템의 효율을 향상시키기 위해서는, 수소발생반응 (HER)과 산소발생반응(OER) 각각에서 촉매로 인한 전기화학적 반응에서의 높은 과전압의 감소가 수반되어야 한다. 그 중에서도 전이금속 기반의 화합물(수산화물, 황화물 등)은 현재 상용되고 있는 백금 등의 귀금속을 대체할 촉매 재료로써 주목받고 있다. 본 연구에서는, 저렴한 금속 다공성 소재인 Ni foam을 지지체로 사용하고, 수열합성 공정을 통해 β-Ni(OH)₂ 마이크로결정을 합성하고자 하였다. 또한 전기화학적 특성을 향상시키기 위하여 Fe을 도핑하여 합성된 β-Ni(OH)₂ 마이크로 결정의 형상, 결정구조 및 물분해 특성의 변화를 관찰하였으며, 상용 수전해 시스템의 촉매로서의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
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• 제8권2호
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• pp.60-66
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• 2005

삼투압보다 높은 외부압력을 역으로 걸어주면 용매는 용질 농도가 낮은 용액쪽으로 이동하게 되는데 이 현상을 역삼투라고 한다. 역삼투 원리를 이용하여 40-70 기압의 압력구배를 구동력으로 해서 해양심층수의 담수화 적용성을 검토 조사하였다. 역삼투막의 성능에 영향을 미치는 유량과 염제거율에 관한 온도와 압력등 여러 인자들에 관하여 고찰하였다. 온도는 역삼투압 분리막의 유량에 비례하는 반면, 염제거율에 반비례하는 관계를 보이고 있다. 압력은 분리막의 유량과 염제거율에 비례하는 관계를 보였다. $Mg^{2+},\;Ca^{+2},\;Na^+,\;K^+$ 등과 같은 해수의 주성분 미네랄에 대한 역삼투 분리막의 분리특성은 해수와 같은 강전해질 용액에서 전하량이 큰 $Mg^{2+}$와 $Ca^{2+}$의 염제거율은 99% 이상으로 온도에 비례하는 관계를 보였다. 전하량이 적은 $Na^+$의 염제거율은 98%-99.5%로 2가 이온의 염제거율보다는 낮고, 전하량이 작은 $K^+$ 이온보다는 크게 나타났다. 약산이나 상온에서 기체상태나 유리상태로 존재하는 보론의 배제율은 역삼투 분리 막에서 상당히 낮게 나타나고 대부분 우리나라 먹는물의 수질 기준치를 상회한다. 그러나 보론의 배제율은 온도에 반비례하고 압력에 비례하는 관계를 이용하여 수온 $5^{\circ}C$, 압력 $70kgf/cm^2$의 운전조건에서 생산된 생산수의 보론 농도는 우리나라의 먹는물 수질 기준을 만족한다.

• 전자공학회논문지
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• 제52권3호
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• pp.199-205
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• 2015

본 연구는 이온수기의 필터에 관련된 것으로 요즘 건강에 많은 관심을 가지고 있는 물은 그 종류도 매우 다양하다. 그 중에서 이온 수기는 의료기기로 분류되어 식약청에서 승인을 거친 후 제조할 수 있고, 기능을 가지고 있는 물을 만드는 시스템이다. 이온 수기는 기본적으로 저장되고 포장된 물이 아니며 이온 수기는 수도나 지하수에 직접 연결되어 여러 가지 필터를 통해 깨끗하게 정수된 pH7~7.5의 중성수를 격막을 이용하여 전기 분해하면 물속에 있는 음이온과 양이온을 격막을 통해서 -전극 쪽에는 칼슘($Ca^+$), 칼륨($K^+$), 마그네슘($Mg^+$), 나트륨($Na^+$)을 포함한 물로 인체에 유익한 미네랄이 포함된 알칼리이온수를 얻을 수 있다. 일반적으로 이온수기에서 전기분해의 전압의 크기를 조절하여 Ph농도를 5~9까지 변화를 주어 사용한다. 통상1단(pH8), 2단(pH8.5), 3단(pH9), 4단(pH9.5)으로 알칼리 이온 수에 사용되고 -1단(pH6.0), -2단(pH5.0)의 산성이온수로 사용하고 있다. 그런데 초기 필터의 상태를 확인해 보면 직수에서 필터를 통과한 정수상태에서 물은 약알칼리로 출수된다는 것이 큰 문제이다. 따라서 초기에 설정된 이온수의 pH값은 필터가 안정화된 후 값은 전혀 틀린 값이 나온다는 것을 확인하였다. 즉 초기에 설정된 이온수기의 pH 값은 사용 중 크게 변화하여 참값이 될 수 없음을 규명하였다. 이 문제를 해결하기 위해서는 필터를 일정시간 통수 세척을 해서 사용하거나 필터의 초기 산성화 처리를 해서 중성화하여야 할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제19권2호
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• pp.134-141
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• 2000

전기화학적 방법을 이용한 농공단지폐수의 효율적인 처리기술개발을 위한 기초실험으로서 전압, 전극판 간격, pH 및 전해용액 주입농도 등에 따른 오염물질 처리효율을 조사한 결과는 다음과 같다. 전압별 전기화학반응조내 온도 및 pH는 전압이 높을수록 상승하였으나, EC는 전압별로 별 변화가 없었다. COD, 탁도, T-N 및 T-P의 처리율은 전압이 높을수록 증가하였으며 전압 20V일 경우 COD는 20분, 탁도는 30분, T-N 및 T-P는 2분일 때 각각 그 처리율이 약 65, 90, 68 및 84%로 가장 높았다. 전극판 간격별 COD 처리율은 전극간격이 좁아질수록 그리고 전기반응시간이 경과할수록 전반적으로 증가하는 경향이었으며, 탁도 처리율은 전극판 간격 모두 전기반응초기에 약 80%이상 처리되었고, T-N 처리율은 전극판 간격이 좁을수록 높았다. T-P 처리율은 전기반응시간 2분 후에 전극판 간격 모두에서 약 79% 이상 처리되었다. 초기 pH에 따른 COD 처리율은 전반적으로 pH 7에서 높았으며, 탁도 처리율은 전기반응시간 2분 이후의 모든 조건에서 약 80%이상 처리되었다. 그리고 T-N 처리율은 초기 pH가 높아질수록 증가하였고, T-P 처리율은 전기반응시간 2분 이후 초기 $pH\;5{\sim}9$에서 약 $79{\sim}96%$로서 가장 높았다. NaCl 농도별 오염물질 처리율은 전반적으로 NaCl을 주입한 경우가 NaCl를 주입하지 않은 경우에 비해 매우 높았으며, COD 및 T-P의 처리율은 $NaCl\;500mg/l$, 탁도 처리율은 $NaCl\;1,000mg/l$, T-N의 처리율은 NaCl 250 및 $500mg/l$에서 전반적으로 다른 조건에 비하여 높았다.