• 제목/요약/키워드: redox potential

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만경강 하천변 충적 지하수의 용존 Fe와 Mn 거동에 대한 산화-환원 과정과 용해 평형의 효과 (Effect of Redox Processes and Solubility Equilibria on the Behavior of Dissolved Iron and Manganese in Groundwater from a Riverine Alluvial Aquifer)

  • 최범규;고동찬;하규철;전수현
    • 자원환경지질
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    • 제40권1호
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    • pp.29-45
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    • 2007
  • 전라북도 전주시 지역의 만경강 하천변 충적 대수층에 심도 30m까지 설치된 다중 심도 관정을 이용하여 산화-환원 환경과 관련된 지하수의 생물지구화학적 특성을 조사하였다. 대체로 용존 산소(DO)가 1 mg/L이하의 혐기성 환경이 지배적이었으며, 10-20m 구간에서는 높은 농도의 Fe($14{\sim}37mg/L$)와 Mn($1{\sim}4mg/L$)이 나타나고 그 하부에서는 S(-II) 이온이 검출되었다. 용존 Fe와 Mn이 높은 구간에서는 $O_2,\;NO_3$가 거의 없고, 퇴적물내의 Fe와 Mn의 함량은 심도에 따라 큰 차이 없이 분포하고 있어 전자수용체로서 이용된 Fe(III), Mn(IV)의 환원에 의해 지하수내의 용존 Fe와 Mn의 농도가 높아진 것으로 볼 수 있다. 용존 농도에서 Mn이 Fe에 비해 상대적으로 농도가 높게 나타나는 구간이 더 넓다. 환원 과정에서 전자공여체(electron donor)로 이용될 수 있는 유기 탄소(DOC) 농도가 지하수면 부근에서 급격히 감소하는 것으로 보아 지하수내 유기물은 상부에서 유입되는 것으로 보인다. 20m 하부에서는 $SO_4$가 감소하고 S(-II) 이온이 검출되는 것으로 보아 상부 구간보다는 하부구간에서 $SO_4$ 환원작용이 활발함을 지시한다. 여러 산화-환원쌍으로부터 계산된 산화-환원 전위는 Fe를 포함하는 쌍들간을 제외하고는 모두 일치하지 않아 전체적으로 산화-환원적으로 비평형 상태에 있다고 볼 수 있다. 지하수면 부근을 제외하고는 siderite, rhodochrosite 등의 탄산염 광물의 포화지수가 -2에서 +1의 범위를 보여 이들 광물에 의해 각각 Fe(II), Mn(II) 이온의 농도가 지하수내에서 조절될 수 있음을 보여주며, 20m 하부 심도 구간에서 S(-II) 이온이 검출되는 지점에서는 Fe(II)의 경우 FeS 광물에 의해서도 농도가 조절될 수 있다.

수계 유기 레독스 흐름 전지 성능에서의 첨가제 효과 (The Effect of Additives on the Performance of Aqueous Organic Redox Flow Battery Using Quinoxaline and Ferrocyanide Redox Couple)

  • 추천호;이원미;권용재
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권6호
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    • pp.847-852
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    • 2019
  • 본 연구에서는 퀴노잘린(quinoxaline)과 페로시아나이드(ferrocyanide)를 활물질로 활용한 알칼리 전해질 기반 수계 유기 레독스 흐름전지에 대해 다양한 첨가제를 적용하여 성능을 비교하는 실험을 진행하였다. 퀴노잘린(quinoxaline)의 경우 염화칼륨(KCl) 전해질보다는 수산화칼륨(KOH) 전해질에서의 레독스 전위(-0.97 V)가 더 작은 위치에 있으며, 이에 따라 KOH 전해질에 대해 페로시아나이드와 조합을 이루었을 때, 셀 전압 값은 1.3 V로 높게 나타났다. 상용 양이온 교환막 중 하나인 Nafion 117 멤브레인을 사용하였을 때, 퀴노잘린(quinoxaline)의 부반응 현상을 반전지 상에서 관찰할 수 있었으며, 이에 따라 충방전 자체가 잘 되지 않는 문제점이 있다. 따라서, 문제점이 되는 퀴노잘린(quinoxaline)의 부반응을 해결하기 위해 친전자체와 친핵체 중 하나인 포타슘설페이트($K_2SO_4$)와 포타슘아이오다이드(KI)를 사용하였으며, 포타슘아이오다이드(KI)를 사용하였을 때, 용량 손실율 측면에서 포타슘 아이오다이드(KI)를 첨가제로 넣지 않았을 때($0.29Ah{\cdot}L^{-1}per\;cycle$) 보다 더 낮은 용량 손실율($0.21Ah{\cdot}L^{-1}per\;cycle$)로 더 높은 용량 유지율을 보였다.

Electrocatalytic Reduction of CO2 by Copper (II) Cyclam Derivatives

  • Kang, Sung-Jin;Dale, Ajit;Sarkar, Swarbhanu;Yoo, Jeongsoo;Lee, Hochun
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제6권3호
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    • pp.106-110
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    • 2015
  • This study investigates Cu(II) complexes of cyclam, propylene cross-bridged cyclam (PCB-cyclam), and propylene cross-bridged cyclam diacetate (PCB-TE2A) as homogeneous electrocatalysts for CO2 reduction in comparison with Ni(II)-cyclam. It is found that Cu(II)-cyclam can catalyze CO2 reduction at the potential close to its thermodynamic value (0.75 V vs. Ag/AgCl) in tris-HCl buffer (pH 8.45) on a glassy carbon electrode. Cu(II)-cyclam, however, suffers from severe demetalation due to the insufficient stability of Cu(I)-cyclam. Cu(II)-PCB-cyclam and Cu(II)-PCB-TE2A are revealed to exhibit much less demetalation behavior, but poor CO2 reduction activities as well. The inferior electrocatalytic ability of Cu(II)-PCB-cyclam is ascribed to its redox potential that is too high for CO2 reduction, and that of Cu(II)-PCB-TE2A to the steric hindrance preventing facile contact with CO2 molecules. This study suggests that in addition to the redox potential and chemical stability, the stereochemical aspect has to be considered in designing efficient electrocatalysts for CO2 reduction.

질산화작용 억제 처리가 논토양의 인산 가용화와 벼의 양분흡수 및 생육에 미치는 영향 (Effect of Nitrification Inhibition on Soil Phosphate Release and Nutrient Absorption and Growth of Rice Plant)

  • 정종배;김병호
    • 한국환경농학회지
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    • 제29권4호
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    • pp.336-342
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    • 2010
  • 환원상태가 발달된 담수상태의 토양이나 습지생태계에서 ${NO_3}^-$는 환원상태의 진전을 지연시키는 완충역할을 할 수 있다. 논토양에서 ${NO_3}^-$가 Fe(III) 환원과 그에 따른 P의 가용화에 미치는 영향과 함께 질산화작용억제가 벼의 N, P 흡수 및 생육에 미치는 영향을 조사하였다. 담수 후 10 cm 깊이 토양의 산화환원전위 변화는 N 비료처리별로 현저하게 달리 나타났으며, 질산화작용이 억제된 요소+N-serve 처리에서는 -100 mV 이하로 낮아졌으나 $KNO_3$처리의 경우에는 0 mV 이상으로 유지되었다. 이러한 현상은 질소비료 처리별로 ${NO_3}^-$에 의한 redox buffer 작용 유무에 따라서 결정되는 것이다. N-serve 처리를 통하여 질산화작용을 억제시키면 ${NO_3}^-$에 의한 redox buffer 작용이 없어지므로 토양의 환원현상이 크게 촉진될 수 있는 것이다. 따라서 요소+N-serve 처리에서는 다른 처리에 비하여 Fe(III)의 환원과 함께 토양 용액의 ${PO_4}^{3-}$ 함량이 현저히 증가하였다. 질산화저해제와 함께 요소를 처리한 경우 토양 용액중의 N 및 P 함량과 함께 벼 유묘 지상부의 N과 P 함량이 가장 높았음에도 불구하고 그 생장은 가장 불량하였다. 이와 같이 요소+N-serve 처리에서 나타난 벼 유묘 생장 저해 현상은 과도한 Fe(II)의 용출과 그에 따른 벼 유묘의 Fe 과잉흡수에 기인하는 것으로 판단된다.

Redox Reaction of Poly(ethyleneterephthalate) Polymer in Aprotic Solvent

  • Choi, Chil-Nami
    • Environmental Sciences Bulletin of The Korean Environmental Sciences Society
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    • 제10권S_1호
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    • pp.47-53
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    • 2001
  • We carroed our to measure the variations of potential with current density (polarization curves) for poly(ethyleneterephthalate). The results were particularly examined to identify the influences on corrosion potential and corrosion rate of various factors including temperature, pH, exposure time, salt, and enzyme. The Tafel slope for anodic dissolution was determined by the polarization effect depending on these conditions. The optimum conditions were established for each case. The second anodic current density peak and maximum passive current density were designated as the relative corrosion sensitivity$(I_r/I_f)$. The mass transfer coefficient value$(\alpha)$ was determined with the Tafel slope for anodic dissolution based on the polarization effect with optimum conditions.

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Naphthalene Derivative Supported Activated Carbon Composite Electrode with Enhanced Capacitance and Potential Window

  • Hu, Mengyang;Park, Jeong Ho;Lee, Kwang Se;Ko, Jang Myoun
    • Journal of Electrochemical Science and Technology
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    • 제10권2호
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    • pp.99-103
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    • 2019
  • A derivative of 1,4-Naphthoquinone coded HBU671 was synthesized and used in addition to activated carbon as composite electrode for supercapacitor application. From the electrochemical properties analysis, a specific capacitance of about $300F\;g^{-1}$ exhibited almost two times of that of activated carbon at a scan rate of $100mV\;s^{-1}$ and a potential window of - 0.2 - 1V. This improvement is due to the inherent redox reaction in HBU671. Cycle test also proved that this composite is still stable even after 1000 cycle within the applied potential window and it is highly recommended for practical application.

메틸렌블루와 바나듐을 활물질로 활용한 수계 유기 레독스 흐름 전지의 성능 평가 (Performance Evaluation of Aqueous Organic Redox Flow Battery Using Methylene Blue and Vanadium Redox Couple)

  • 이원미;권용재
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제56권6호
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    • pp.890-894
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    • 2018
  • 본 연구에서는 염료 물질 중 하나인 메틸렌 블루(methylene blue)를 수계 레독스 흐름 전지의 활물질로 처음으로 도입하였다. Methylene blue의 레독스 전위는 pH가 높아짐에 따라 음의 방향으로 이동하는 것을 확인할 수 있었다. 이 methylene blue를 음극 활물질로 활용하고, 양극 활물질로는 바나듐(vanadium) 을 활용하여 산 전해질을 기반으로 셀성능 평가를 진행하였다. Methylene $blue/V^{4+}$ 레독스 조합의 산 전해질에 대한 셀 전압은 0.45 V로 낮으며, Methylene blue의 물에 대한 용해도 또한 0.12 M로 굉장히 낮다. 이에 따라 0.0015 M의 낮은 농도로 단전지 셀 성능을 평가하였으며, Nafion 212 멤브레인을 사용하여 0~0.8 V 컷-오프 전압으로 $1mA/cm^2$ 전류밀도 하에서 4 cycle에서 충방전 효율 96.67%, 전압효율 88.83%, 에너지효율 85.87%, 방전 용량($0.0500Ah{\cdot}L^{-1}$)의 성능을 보였으며, 낮은 방전용량은 활물질의 낮은 농도에 의한 것이므로 활물질인 메틸렌 블루의 농도를 0.1 M로, 전류밀도는 $10mA/cm^2$로 더 높였을 때 4 cycle에서 CE 99%, VE 85%, EE 85%의 효율로 더 높은 방전 용량($3.8122Ah{\cdot}L^{-1}$)을 도출함을 확인할 수 있었다.

Electrochemical and Spectrophotometric Studies on Polyaniline and its Degradation

  • Jung-Kyoon Chon;Byung-Hoon Min;Woon-Kie Paik
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제11권2호
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    • pp.105-108
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    • 1990
  • A spectroelectrochemical study on the redox chemistry of polyaniline (PANI) was carried out by using indium-tin oxide (ITO) transparent electrode in aqueous acidic solutions. Three different PANI-derived species were observed depending on the potential. The most highly oxidized species having alternating benzenoid-quinoid structures degraded through hydrolysis reaction. The degradation products were confirmed to be p-benzoquinone (BQ) and p-diaminobenzene (PDAB) by spectrophotometry anld potentiostatic experiments. Finally, a degradation mechanism is deduced from the observed behaviour.

Proline Metabolism in Neurological and Psychiatric Disorders

  • Yao, Yuxiao;Han, Weiping
    • Molecules and Cells
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    • 제45권11호
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    • pp.781-788
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    • 2022
  • Proline plays a multifaceted role in protein synthesis, redox balance, cell fate regulation, brain development, and other cellular and physiological processes. Here, we focus our review on proline metabolism in neurons, highlighting the role of dysregulated proline metabolism in neuronal dysfunction and consequently neurological and psychiatric disorders. We will discuss the association between genetic and protein function of enzymes in the proline pathway and the development of neurological and psychiatric disorders. We will conclude with a potential mechanism of proline metabolism in neuronal function and mental health.