• 제목/요약/키워드: redox system

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Improvement of Ethanol Production by Electrochemical Redox Combination of Zymomonas mobilis and Saccharomyces cerevisiae

  • Jeon, Bo-Young;Park, Doo-Hyun
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제20권1호
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    • pp.94-100
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    • 2010
  • Zymomonas mobilis was immobilized in a modified graphite felt cathode with neutral red (NR-cathode) and Saccharomyces cerevisiae was cultivated on a platinum plate anode. An electrochemical redox reaction was induced by 3 volts of electric potential charged to the cathode and anode. The Z. mobilis produced 1.3-1.5 M of ethanol in the cathode compartment, whereas the S. cerevisiae produced 1.7-1.9 M in the anode compartment after 96 h. The ethanol produced by the Z. mobilis immobilized in the NR-cathode and S. cerevisiae cultivated on the platinum plate was 1.5-1.6 times higher than that produced under conventional conditions. The electrochemical oxidation potential inhibited Z. mobilis, but activated S. cerevisiae. The SDS-PAGE pattern of the total soluble proteins extracted from the Z. mobilis cultivated under the electrochemical oxidation conditions was gradually simplified in proportion to the potential intensity. Z. mobilis and S. cerevisiae were cultivated in the cathode and anode compartments, respectively, of an electrochemical redox combination system. The Z. mobilis culture cultivated in the cathode compartment for 24 h was continuously transferred to the S. cerevisiae culture in the anode compartment at a rate of 300 ml/day. Approx. 1.0-1.2 M of ethanol was produced by the Z. mobilis in the cathode compartment within 24 h, and an additional 0.8-0.9 M produced by the S. cerevisiae in the anode compartment within another 24 h. Thus, a total of 2.0-2.1 M of ethanol was produced by the electrochemical redox combination of Z. mobilis and S. cerevisiae within 48 h.

바나듐 레독스 흐름전지용 Poly(arylene ether sulfone) 막의 특성 (Characteristics of Poly(arylene ether sulfone) Membrane for Vanadium Redox Flow Battery)

  • 오성준;정재현;신용철;이무석;이동훈;추천호;김영숙;박권필
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제51권6호
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    • pp.671-676
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    • 2013
  • 최근에 대용량 에너지 저장 시스템으로 레독스 흐름전지(Redox Flow Battery, RFB)가 활발히 연구 개발되고 있다. 불소계막을 대신할 저가의 탄화수소막이 RFB막으로 주목받고 있다. 본 연구에서는 Poly(arylene ether sulfone) (PAES) 막을 사용해 고가의 불소계막과 그 특성을 바나듐 레독스 흐름전지(VRB, Vanadium Redox Flow Battery)조건에서 비교하였다. 바나듐 이온투과도, 이온 교환 용량, OCV 변화, 팽윤, 충 방전 곡선, 에너지 효율 등을 측정했다. PAES 막은 Nafion 117막에 비해 바나듐 이온투과도가 낮고, 이온교환용량은 커서 Nafion 117을 사용한 RFB보다 에너지 효율이 높았다.

Mn/$TiO_2$ 촉매를 이용한 저온 SCR 반응에서 산소의 영향 (The Effect of Oxygen in Low Temperature SCR over Mn/$TiO_2$ Catalyst)

  • 이상문;최현진;홍성창
    • 공업화학
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    • 제23권1호
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    • pp.119-123
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    • 2012
  • 본 연구는 Mn/$TiO_2$ 촉매를 이용한 저온 $NH_3$-SCR 반응에서 산소의 역할에 대한 영향을 기술하였다. 촉매의 격자산소는 저온 SCR 반응에 참여하며, 기상의 산소는 환원된 촉매를 재산화 시키는 역할을 한다. 이러한 산소의 redox 특성은 SCR 반응활성에 중요한 요소로 작용하며, 격자산소의 이용능력은 표면에 노출된 망간의 산화상태에 큰 영향을 받는다. $TiO_2$ 담체 표면에 존재하는 Mn이 $MnO_2$의 망간산화물 형태로 존재할 때가 $Mn_2O_3$의 형태로 존재할 때보다 우수한 redox 특성을 가지며, 이러한 망간의 산화상태는 $TiO_2$의 비표면적에 큰 영향을 받는다.

산 촉매하에서 cis-$[Co(en)_2(N_3)_2]^+$ 와 Fe(II) 와의 산화-환원반응에 대한 반응속도와 메카니즘 (Kinetics and Mechanism for Redox Reaction of cis-$[Co(en)_2(N_3)_2]^+$ with Fe(II) in Acidic Solution)

  • 박병각;김광진;임주상
    • 대한화학회지
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    • 제33권3호
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    • pp.309-314
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    • 1989
  • 산 용액내에서 cis-$[Co(en)_2(N_3)_2]^+$와 Fe(II)간의 산화-환원 반응속도를 UV/vis-분광광도계로 측정하였다. 여기서 촉매 $H^+$가 관여한 반응속도상수와 각 반응물의 반응차수 그리고 활성화파라메타를 구하여 이들 자료를 바탕으로 타당한 반응메카니즘을 제안하였다. 본 연구의 실험결과를 보면, Co(III)와 Fe(II) 그리고 $H^+$에 대해서 각각 1차로 총괄반응이 3차 반응이다. 이때 반응속도상수 $K_H^+$$3.27{\times}10^{-2}l^2{\cdot}mol^{-2}{\cdot}sec^{-1}$이였다. 그리고 활성화에너지 $E_a$는 14.8Kcal/mol, 활성화엔탈피 ${\Delta}H^{\neq}$는 14.2Kcal/mol, 활성화엔트로피 ${\Delta}S^{\neq}$는 -16.7e.u.였다. 이러한 실험적 사실을 바탕으로, 본 반응계에서 $H^+$가 촉매로 작용하여 내부권(inner-sphere) 메카니즘으로 산화-환원반응이 진행되는 타당한 반응메카니즘을 제안하였다.

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폴리피롤을 이용한 약물전달시스템 (Using Polypyrrole for Drug Delivery System)

  • 이상조;이승기;오명환;박정호
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.448-451
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    • 2002
  • The possibility of using polypyrrole as a drug delivery system(DDS) has been studied using indicate (Phenol red) and substance with therapeutic activity(Sodium salicylate). In aqueous solution, negative potential is applied to polypyrrole then anion(with therapeutic activity) of sodium salicylate is released by redox processes of polypyrrole. The release amount of anionic drugs from polypyrrole is measured by UV-visible spectrometer which can measure UV-absorbance of materials. Electrode area that use for release amount measurement is$50mm^{2}(5{\times}10mm)$,and thickness of polypyrrole membrane is $15{\mu}m$. DC 1V applied in saline solution, the release amount according to time increased gradually. In various electrode area, release amount of anionic drug is directly to electrode area.

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산화그라핀 (Graphene Oxide, GO)이 코팅된 양이온 교환막을 용한 바나듐 레독스 흐름 전지 (Vanadium Redox Flow attery, VRB) 시스템에 관한 연구 (Graphene Oxide (GO) Layered Structure Ion Exchange Membrane Application for Vanadium Redox Flow Battery (VRB) System Study)

  • 이관주;주영환
    • 전기화학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.94-102
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    • 2014
  • 바나듐 레독스 흐름 전지 (Vanadium redox flow battery, VRB) 시스템 운전 중 양이온 교환막을 통한 바나듐이온의 투과로 인하여 성능이 저하되는 문제점을 보완하기 위해 판상형태의 탄소물질인 산화그라핀 (Graphene Oxide, GO)을 기존에 사용하였던 양이온 교환막인 Nafion 양이온 교환막 표면에 열압착 방식으로 코팅하여 양이온 교환막 개선 및 VRB 성능 향상을 도모하였다. 개선된 양이온 교환막의 물리화학적 특성분석을 위하여 SEM (Scanning Electron Microscopy)분석, 이온 교환 용량, 수분 흡수 및 수소이온 전도도를 측정하였다. 산화그라핀층을 코팅한 결과, SEM 분석을 통해 양이온 교환막 표면에 약 $0.93{\mu}m$의 산화그라핀층이 형성된 것을 확인할 수 있었다. 산화그라핀을 코팅하여 개선된 양이온 교환막의 수소이온 전도도 측정 결과, 상용 양이온 교환막의 27% 수준으로 감소하였음을 확인하였으며, 동시에 바나듐이온 투과실험을 실시한 결과, 개선된 양이온 교환막의 바나듐이온 투과도가 기존 상용 양이온 교환막의 25% 이하 수준으로 감소하였음을 확인할 수 있었다. VRB 단위전지 성능실험을 실시하여 충-방전 특성을 분석한 결과, 산화그라핀을 코팅하여 개선된 양이온 교환막을 VRB 시스템에 적용하였을 경우, 바나듐이온의 투과도 감소로 인하여 쿨롱효율이 증가하였음을 확인할 수 있었고, 그로 인하여 전체적인 에너지효율이 상용막을 적용하였을 때 보다 증가하였음을 확인할 수 있었다. 따라서, 본 연구를 통해 양이온 교환막 표면에 판상형태의 탄소물질인 산화그라핀을 코팅하는 방법이 바나듐이온 투과도를 저하시키고 VRB의 시스템성능을 향상시킬 수 있는 효과적인 방법임을 제시할 수 있었다.

Electrochemical Studies on Heptamethine Cyanine Dyes

  • Kim, Young-Sung;Shin, Jong-Il;Park, Soo-Youl;Jun, Kun;Son, Young-A
    • 한국염색가공학회지
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    • 제21권5호
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    • pp.35-40
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    • 2009
  • Computational calculations of molecular orbital and electrochemical redox/oxidation potentials are of very importance to determine the compound properties. The energy levels of molecular orbital were calculated by the density function theory (DFT) with exchange correction functional of local density approximation (LSA) based on the Perdew-Wang (PWC) setting and cyclic voltammetry.