• 제목/요약/키워드: 전극 전위

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이온교환막을 결합한 축전식 탈염 시스템을 이용한 염수의 탈염 (Desalination of Brackish Water by Capacitive Deionization System Combined with Ion-exchange Membrane)

  • 김유진;최재환
    • 공업화학
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    • 제21권1호
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    • pp.87-92
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    • 2010
  • 탄소전극으로만 구성된 단위 셀(CDI)과 음극 표면에 양이온교환막을 결합한 단위 셀(MCDI)을 제작하여 탈염실험을 수행하였다. 실험결과 탈염속도와 탈염량은 셀 전위가 증가할수록 선형적으로 증가하였다. 그러나 동일한 탄소전극을 사용했음에도 불구하고 MCDI 셀이 CDI 셀보다 높은 탈염효율을 보였다. 셀 전위를 0.8~1.2 V로 변화시키면서 실험한 결과 흡착량은 셀 전위에 따라 MCDI 셀이 CDI 셀보다 33.1~135% 정도 증가하는 것으로 나타났다. 또한 전류효율에서도 MCDI 셀은 80% 정도를 나타낸 반면 CDI 셀은 40% 이하의 전류효율을 나타내었다. MCDI 셀에서 탈염효율이 높은 원인은 흡착 및 탈착전위가 인가되었을 때 전극 표면의 전기이중층과 bulk 용액 사이에서 이온들이 선택적으로 이동하기 때문인 것으로 사료된다.

접지전류의 입사점에 따른 정보통신설비용 수평접지전극의 과도전위상승 계산 방법 (Calculation Method of Transient Potential Rises of Horizontal Ground Electrodes Depending on Injection Point of the Ground Current)

  • 안창환
    • 전자공학회논문지
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    • 제51권12호
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    • pp.197-203
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    • 2014
  • 뇌격전류가 정보통신설비의 접지시스템에 유입되었을 때 발생하는 과도전위상승에 대한 해석은 접지시스템을 효과적으로 설계하기 위해서 요구되는 사항 중에 하나이다. 접지시스템의 성능은 보통 접지시스템의 전기적 특성을 나타내는 접지임피던스와 과도전위상승으로 평가된다. 뇌격전류의 입사점에 따른 접지임피던스를 계산하는 방법을 제안하였다. 뇌격전류가 수평접지전극의 중앙에 입사되는 경우 델타갭소스 모델을 이용하여 접지임피던스를 계산하였다. 디바이 모델(Debye Model)을 이용하여 주파수의존적인 토양 파라미터를 적용할 수 있는 프로그램을 제안하였다. 그 이유는 접지시스템의 성능을 분석하는 상용프로그램은 주파수 의존적인 토양 파라미터 특성을 적용할 수 없기 때문이다. 동일한 조건에서의 시뮬레이션 결과의 신뢰성을 확인하기 위해서 실험을 수행하였다. 마지막으로, 토양 파라미터의 주파수의존성을 반영한 접지임피던스를 이용하여 뇌격전류파형에 따른 수평접지전극의 과도전위상승을 분석하였다.

확산모델을 이용한 다중전자 전극반응에 대한 순환전위법의 전산모델링 (Computational Modeling of Cyclic Voltammetry on Multi-electron Electrode Reaction using Diffusion Model)

  • 조하나;윤도영
    • 전기화학회지
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    • 제15권3호
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    • pp.165-171
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    • 2012
  • 본 연구에서는 전기화학계에서 중요한 다중전자의 이동이 수반되는 전극 반응에 대하여 순환전위법의 특성곡선을 모델링하여, MATLAB 프로그램으로 구현하였다. 전극주변의 전기화학 물질전달계에 대하여 반무한 확산모델의 경계조건을 설정하였고, Fick의 농도방정식은 유한차분법으로 전개하여 수치해를 구하였고, Butler-Volmer 식으로부터 계산된 농도값을 전류의 값으로 전환하였다. 본 연구에서 구현된 수치해는 기존의 실험치들과 합리적으로 설명하고 있었으며, 이를 근거로 다중전자 전기화학 반응계에서 반응메카니즘에 대한 전극반응속도 상수와 CV 주사속도 영향을 효과적으로 해석할 수 있었다.

전극활용을 위한 DLC 박막의 합성과 전기화학적 특성 연구

  • 손명준;김광호
    • 한국표면공학회:학술대회논문집
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    • 한국표면공학회 2017년도 춘계학술대회 논문집
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    • pp.116.2-116.2
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    • 2017
  • DLC (Diamond like carbon) 박막을 전극 재료로 활용하기 위해서는 높은 전기 저항과 금속성 기판에 대한 낮은 접착력을 극복해야 한다. 본 연구에서는 PECVD에 의해 합성 된 DLC/Ti 전극의 아크 중간층, 질소 도핑, 증착 및 열처리 온도가 접착 강도와 전기적 및 전기 화학적 특성에 주는 영향을 체계적으로 조사 하였다. 그 결과, arc ion plating (AIP) 법에 의해 증착 된 Ti/TiC 중간층의 도입은 스크래치 테스트와 전기화학적 싸이클 테스트에서 향상된 접착 강도 및 수명을 가져온다는 것을 확인 하였다. 그리고 arc 중간층에서의 arc droplet은 DLC 박막의 표면적을 넓혀 전기 화학적 활성도를 높이는 긍정적인 역할을 하였다. 소량의 질소 도핑은 DLC 막의 비저항을 크게 낮춰주었고, 전기화학적 활성도를 증가시켰다. 증착 온도가 높을수록 DLC 막의 sp2/sp3 비율이 증가하였고, 이에 따라 비저항은 감소하였으며 전기 화학적 활성도는 증가하였다. 반면, 가장 높은 전기화학적 전위창은 $300^{\circ}C$ 에서 얻어졌으며 더 높은 온도에서 감소하였다. 열처리 온도를 높일수록 비저항의 감소 및 전기 화학적 활성도가 증가한 반면, 전기화학적 전위창은 지속적으로 감소하였고, 높은 열처리 온도에서는 DLC 전극의 수명이 줄어드는 것을 확인 하였다.

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전자빔을 자체 집속하는 탄소나노튜브 삼전극 전계방출소자의 시뮬레이션 (Simulations Of a Self-focusing Carbon Nanotube Triode Field Emission Device)

  • 이태동;류성룡;변창우;김영길;고남제;천현태;박종원;고성우
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2002년도 추계학술대회 논문집 Vol.15
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    • pp.538-541
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    • 2002
  • 탄소나노튜브 (CNT)가 도포된 평면형 에미터와 원형 개구의 게이트 전극을 가지는 삼전극 전계방출 소자의 전계방출 특성을 시뮬레이션하였다. 체계적인 시뮬레이션을 위해 소자 내 전위의 공간적 분포 특정을 결정하는 전계형상인자 $\gamma$를 정의하고 이 값에 따른 전위분포의 특성과 방출 전자의 궤적을 계산하였다. 계산 결과$\gamma$ > 1 인 전압조건에서는 에미터의 가운데를 중심으로 강한 전자방출이 발생하고 전자빔이 구조의 축 방향으로 자체 집속됨을 알 수 있었다. 이렇게 되면 에미터와 게이트의 정렬이 전혀 필요하지 않게 되며 또한 별도의 전자집속회로 없이도 에미터와 양극에 있는 형광체가 1:1 로 대응하는 획기적인 디스플레이 구조를 가능하게 해 준다 적정 전압조건에서 CNT의 전계강화인자 $\beta$의 변화에 따른 총 전류를 계산한 결과,$\beta$ >3000인 CNT를 사용할 경우 실제 소자로서 구현이 가능함을 확인하였다.

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마이크로 전극에 의한 2차 전지용 활물질 단일 입자의 전기화학적 평가 (Electrochemical Study of a Single Particle of Active Material for Secondary Battery using the Microelectrode)

  • 김호성;이충곤
    • 전기화학회지
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    • 제9권2호
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    • pp.95-99
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    • 2006
  • 마이크로전극을 사용하여 니켈-수소 전지의 전극 활물질인 수소저장합금$(MmNi_{3.55}Co_{0.75}Mn_{0.4}Al_{0.3})$과 수산화니켈의 단일입자에 대하여 전기화학적 특성을 평가하였다. 즉 마이크로 전극을 활물질 입자 한 개 위에 전기적인 접촉을 이루도록 조정하고 전위 주사(Cyclic Voltammograms) 및 포텐셜 스텝(Potential Step)으로 실험을 실시하였다. 그 결과 수소저장 합금 입자의 경우 -0.9, -0.75, -0.65V 부근에서 3개의 산화 피크 및 -0.98V에서 수소발생 전위, 그리고 수산화니켈 입자의 경우 프로톤 산화 환원 반응(0.45V, 0.32V)과 산소 발생 반응 전위를 보다 명확하게 확인 할 수 있었다. 그리고 수소흡장합금 입자 내에서의 수소 흡장 및 방출 전 과정에 대해 수소 확산계수 $(D_{app})\;(10^{-9}\sim10^{-10}cm^2/s)$가 얻어졌다.

전극 배치가 EEG의 Single Dipole Source 추정에 끼치는 영향에 관한 연구 (The effect of electrodes' allocation on single dipole source tracing in EEG)

  • 박기범;김동우;배병훈;김수용
    • 대한의용생체공학회:학술대회논문집
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    • 대한의용생체공학회 1994년도 추계학술대회
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    • pp.131-133
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    • 1994
  • 뇌전위 측정에 의해 흥분 뉴런군의 위치를 추정하는 source localization problem은 Evoked Potential 해석법에 있어서 매우 중요한 의미를 갖는다. 이번 논문에서는 EEG실험에서의 전극 배치가 S/N(signal to noise ratio)과 추정 오차 사이에 어떤 영향을 미치는 가를 Monte Carlo 시뮬레이션으로 조사하였다. 머리 모델은 3중 구각 모델을 사용하였고 이론 이용하여 forward problem을 계산하였다. 쌍극자 파라미터를 minimization 하는 문제는 simplex method를 이용하여 계산하였다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과, 특이한 점은 전극의 밀도와 입체각에 의해 쌍자 파라미터 오차가 변화했다는 사실이다. 이것은 곧바로 전극 배치와 연관이 된다. 실제 EEG 실험에서 전극 배치를 어떻게 했는가에 따라 그에 따른 오차가 변화한다. 이러한 오차의 원인을 제거하기 위해서 새로운 전극 배치를 모델링하여 기존의 전극 배치와 비교해 보았다. 그 결과 전극 밀도와 입체각에 대한 오차를 크게 줄일 수 있었다.

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과염소산 이온선택성 PVC막 전극전위와 임피던스에 의한 전극특성 (Potential of Perchlorate Ion-Selective Electrode in PVC Membrane and Electrode Characteristics by ac Impedance)

  • 김경민;조경섭;강안수
    • 한국막학회:학술대회논문집
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    • 한국막학회 1998년도 춘계 총회 및 학술발표회
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    • pp.49-52
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    • 1998
  • 1. 서론 : 화약이나 고체 충진제, 고체로\ulcorner 추진제의 산화제, slurry blasting agent 및 동물사료의 식품첨가제로 사용되고 있는 과염소산은 발화나 폭발성이 매우 강한 산화제로 정확한 순도를 측정하는 것은 중요하다. 용량분석법과 중량분석법에 비교하여 조작이 간단하고 편리한 과염소산이온의 농도를 직접 측정할 수 있는 PVC막 전극에 대한 많은 연구가 진행되고 있다. (생략)

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자기 집합 단분자막 개질 금 전극을 이용한 수용액 중 폴리피를 성장에 관한 In-situ EQCM 연구 (In-situ EQCM Study on Growth of Polypyrrole Films Using Gold Electrodes Modified with Self-Assembled Monolayers in an Aqueous Solution)

  • 서경자;전일철
    • 전기화학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.143-152
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    • 2002
  • Self-assembled monolayer(SAM)로 변형된 금 전극 위로 폴리피롤의 전기화학적 석출 과정을 수용액 상태에서 in-situ EQCM (Electrochemical Quartz Crystal Microbalance)과 ex-situ AFM (Atomic Force Microscopy)을 이용하여 조사하였다. 금 전극에서 cyclic voltammetry로 살펴본 폴리머의 석출은 산화 제한 전위 (anodic limiting potential) 값에 매우 의존적이었으며 주사 횟수에는 의존하지 않았다. 제한 산화 전위가 0.8V (vs Ag | ArCl) 이상일 때 폴리머의 석출은 크게 증가하였다. 그리고 주사 횟수가 증가하면서 질량의 비이상적 변화가 관찰되었는데 이것은 폴리피롤 필름의 rearrangement가 원인이라고 생각된다. 1-dodecanethiol SAM 전극과 thiophene SAM전극에서는 폴리머가 3차원적으로 성장하며 필름의 rearrangement를 수반하였지만 BPUS $(Bis(\omega(N-pyrrolyl)-n-undecyl)disulfide)$ SAM 전극에서는 2차원적인 layer-by-layer 성장을 하고 필름의 rearrangement는 관찰되지 않았다. 폴리머가 급격하게 전극 면으로 석출되면 사슬 모양과 도너츠 모양의 폴리머를 만들며, 정류 상태에 이르면서 주름잡힌 폴리머 필름이 생성되는 것이 원자 힘 현미경 (Atomic Force Microscopy) 이미지로 관찰되었다.

폴리우레탄을 메트릭스로한 액막형 칼륨이온 선택성 전극의 제조 및 특성 (Characteristics and Preparation of Potassium Ion Selective Liquid Membrane Electrode Based on Polyurethane Matrix)

  • 유광식;이용탁;강철용
    • 대한화학회지
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    • 제35권2호
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    • pp.128-134
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    • 1991
  • 기존 칼륨이온 선택성 전극의 메트릭스로는 대체로 PVC가 사용되어졌으나, 본 연구에서는 폴리우레탄을 사용하였고, 용매 매개체로는 2-nitropheny-n-alkylate, 감응물질로는 potassium tetraphenyl borate 및 D-18-Crown-6 등을 써서 전극막을 제조하였다. 본 폴리우레탄 메트릭스의 칼륨이온 선택성전극의 수명은 75일로서 PVC 메트릭스의 칼륨이온 선택성 전극에 비하여 한층 더 길었다. 전극전위응답(slope factor)은 직선응답범위(K$^+$ 농도 : $1{\times}10^{-1}\;{\sim}\;1{\times}10^{-4}$ M)내에서 52 mV/decade이었고, 본 전극은 방해이온들 $(NH^{4+},\;Na^{+},\;Li^{+},\;Ca^{2+},\;Mg^{2+},\;Cu^{2+}$)이 존재하는 해수 중의 칼륨이온을 B(Ph)$_4^-$ 표준용액으로 전위차 적정시 종말점을 검출하는데 성공적으로 적용되었다.

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