Analysis on the Electrode Kinetic Parameters at the Pd/LiOH Electrolyte Interface using the Phase-shift Method

위상이동 방법에 의한 Pd/LiOH 전해질 계면의 전극속도론적 패러미터 해설

The electrode kinetic parameters at the Pd/0.5 M LiOH electrolyte interface have been qualitatively studied using the phase-shift method. The phase shift $(\phi)$ depends on both the cathode potential (E>0) and frequency (f), and $\theta$ is inversely proportional to the fractional surface coverage $\theta$. At an intermediate frequency (10 Hz), the phase-shift profile $(\phi\;vs.\;E)$ can be related to the fractional surface coverage $(\theta\;vs.\;E)$. The phase-shift method can be used to estimate or plot the Frumkin adsorption isotherm. The rate (r) of change of the free energy of adsorption with $({\theta})$ is 22.3 kJ/mol. The equilibrium constant (K) for adsorption and the standard free energy $({\Delta}G_{\theta})$ of the adsorbed hydrogen atom $(H_{ads})$ are $3.7\times10^{-3}{\Delta}G_{\theta}>-8.4kJ/mol$, respectively. For 1$0.38>\theta>0$, the energy liberation or the exothermic reaction for hydrogen adsorption at the Pd cathode can be occurred. The electrode kinetic parameters $(r,\;K,\;{\Delta}G_{\theta}$ depend on the fractional surface coverage $({\theta})$ or the phase shift $(\phi)$.

위상이동 방법을 이용하여 Pd/0.5 M LiOH전해질 계면의 전극속도론적 패러미터를 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0) 주파수(f)에 따르며, Pd음극에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$ 반비례한다. 중간주파수 (10 Hz)에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산 및 도시에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. Pd/0.5 M LiOH전해질 계면에서 $1>{\theta}>0$에 따른 흡착자유에너지변화율(r),흡착평형상수(K),표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 22.3kJ/mol, $3.7\times10^{-3}{\Delta}G_{\theta}>-8.4kJ/mol$이다. 1$0.38>\theta>0$ 범위에서 수소원자 흡수에 기인한 에너지 방출 즉 발열반응이 Pd음극에서 있다. 전극속도론적 패러미터$(r,\;K,\;{\Delta}G_{\theta}$는 표면피복율$({\theta})$ 또는 위상이동$(\phi)$에 따른다.