• 공업화학
• /
• 제34권1호
• /
• pp.9-14
• /
• 2023

본 논문에서는 용액의 이온 농도 측정이 가능한 나피온 폴리머(Nafion polymer) 코팅 기반 2상 금 전극의 임피던스(Impedance) 센서를 개발하였다. 스퍼터링(Sputtering) 공정을 통해서 제작된 금 전극의 표면을 나피온 폴리머를 사용하여 표면 개질 하였다. 상기 제작된 전극은 분극 현상 제어가 가능하여 전기화학적 신호를 안정적으로 측정할 수 있도록 하였다. 분광학과 전자주사현미경 관찰을 통하여 박막의 나피온 폴리머 코팅을 확인하였다. 나피온 코팅이 된 전극은 기존 금 전극에 비해 안정적인 임피던스 신호를 보여 주었으며, 표준 염화나트륨(NaCl) 용액 사용 시 임피던스 센서의 신뢰성 높은 검정 곡선(R² = 0.983)을 나타내었다. 또한, 임피던스 센서는 상용화 전도도 장치와 인공 눈물의 이온 농도 측정 비교 실험을 진행하였으며, 유사한 결과값을 확인하였다.

• Corrosion Science and Technology
• /
• 제16권3호
• /
• pp.100-108
• /
• 2017

In this investigation corrosion behavior of newly developed high-pressure die cast Al-Ni (N15) and Al-Ni-Ca (NX1503) alloys was studied in 3.5% NaCl solution. The electrochemical corrosion behavior was evaluated using open circuit potential (OCP) measurement, potentiodynamic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. Potentiodynamic polarization results validated that NX1503 alloy exhibited lower corrosion current density ($i_{corr}$) value ($5.969{\mu}A/cm^2$) compared to N15 ($7.387{\mu}A/cm^2$). EIS-Bode plots revealed a higher impedance (${\mid}Z{\mid}$) value and maximum phase angle value for NX1503 than N15 alloy. Equivalent circuit curve fitting analysis revealed that surface layer ($R_1$) and charge transfer resistance ($R_{ct}$) values of NX1503 alloy was higher compared to N15 alloy. Immersion corrosion studies were also conducted for alloys using fishing line specimen arrangement to simultaneously measure corrosion rates from weight loss ($P_W$) and hydrogen volume ($P_H$) after 72 hours and NX1503 alloy had lower corrosion rate compared to N15 alloy. The addition of Ca to N15 alloy significantly reduced the Al3Ni intermetallic phase and further grain refinement may be attributed for reduction in the corrosion rate.

• 전기화학회지
• /
• 제2권1호
• /
• pp.23-26
• /
• 1999

백금$(Pt)/0.1M\;H_2SO_4$, 전해질 계면에서 교류임피던스 측정과 위상이동 방법을 사용하여 Langmuir 흡착등온식을 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0)와 주파수(f)에 따르며, Pt 일전극(음극)에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$에 반비례한다. 중간주파수대$(1\~100 Hz)$에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Langmuir 흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산과 해석에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. $Pt/0.1M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $3\times10^{_4}$와 20.1kJ/mol이다.

• 전기화학회지
• /
• 제2권4호
• /
• pp.195-201
• /
• 1999

탈기된 0.1 M $Na_2SO_4$ 수용액에서 Fe-Cr강의 재부동태 특성을 Cr함량, 인가전위 그리고 염소이온의 농도를 변화시키면서 관찰하였다. 염소이온이 없는 경우 재부동태 속도를 나타내는 식 log i=k-n log t에서 -n값은 Cr함량에 관계없이 -1에 수렴하였으나 Cr함량이 증가할수록 재부동태 전류밀도는 낮아졌다. A. C. impedance spectroscopy측정 결과, Cr 함량과 인가전위가 증가할수록 형성된 재부동태 피막의 charge transfer resistance$(R_{ct})$ 값은 상승하였다. 또한 재부동태 동안 흐르는 전류밀도를 Faraday식을 이용하여 피막의 두께를 계산해보면 Cr함량이 증가할수록 얇은 부동태 피막이 형성된다는 것을 알 수 있었다. 그러나 염소이온이 존재하는 경우, 염소이온이 Fe-Cr강의 재부동태를 방해하는 효과는 인가전위가 증가할수록 상승하였다.

• 공업화학
• /
• 제9권5호
• /
• pp.667-673
• /
• 1998

염분이 함유된 콘크리트 모사 세공용액 중에서의 철근 부식반응을 Tafel 분극법과 교류 임피던스법에 의해 비교 고찰하였으며, 철근 표면의 거칠기와 산화피막층에 의한 부식거동을 연구하였다. 전기화학적 교류 임피던스법에 의한 철근부식의 진단은 매우 유용하며, 제안된 모델과 실험결과가 잘 일치하였다. 염분농도가 증가할수록 부식전위는 cathodic-방향으로 이동하여 부식확률이 증가하였으며, 부식전류도 동일한 양상을 보였다. 철근 표면의 산화피막은 주사전자현미경과 AES (Auger electron spectroscopy)로 분석하였다. Torch로 15초간 열처리하여 형성된 철근표면의 산화피막은 오히려 철근부식을 촉진하였으며, 철근 표면의 거칠기가 증가할수록 부식속도는 증가하였다. 또한, 초기 콘크리트 모사세공 용액의 온도 증가는 철근 부식속도의 증가를 가져왔다.

• 대한화학회지
• /
• 제55권3호
• /
• pp.495-501
• /
• 2011

플라보노이드계 화합물인 HMPC (3-hydroxy-7-methoxy-2-phenylchromen-4-one의 부식억제성질, HMPC와 TBAB(n-tetrabutylammonium bromide) 간 상승효과, 염산 조건하 부드러운 강철의 흡착성질을 무게 감량, 변전위 편극, 전기화학 임피던스 분광기를 사용하여 연구하였다. 다양한 온도에서 무게 감량 측정 실험한 결과 부식 억제 효율은 억제제 농도가 증가함에 따라 증가하였고, 계의 온도가 증가함에 따라 감소하였다. 전기화학 실험 결과 부식 억제는 여러 혼합된 형태의 억제 방법에 의해 가능하였다. 금속 표면에 흡착된 억제 화합물 분자는 보호막을 형성하였다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제2권2호
• /
• pp.76-84
• /
• 2011

Potentiostatic oxidation of Pb-1.7%Sb alloy used in the manufacture of grids of lead-acid batteries over the potential range from -1.0V to 2.3V in 5M $H_2SO_4$ in the absence and the presence of 0.4M $H_3PO_4$ and the self-discharge characteristics of the oxide layer formed is studied by electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Depending on the potential value, sharp variations in resistance and capacitance of the alloy are recorded during the oxidation and they can be used for identification of the various substances involved in passive layer. Addition of $H_3PO_4$ is found to deteriorate the insulating properties of the passive layer by the retardation of the formation of $PbSO_4$. $H_3PO_4$ completely inhibits the current and impedance fluctuations recorded in $H_3PO_4$-free solutions in the potential range 0.5 V-1.7 V. These fluctuations are attributed to the occurrence of competitive redox processes that involve the formation of $PbSO_4$, $PbOSO_4$, PbO and $PbO_2$ and the repeated formation and breakdown of the passive layer. Self-discharge experiments indicate that the amount of $PbO_2$ formed in the presence of $H_3PO_4$ is lesser than in the $H_3PO_4$-free solutions. The start of transformation of $PbSO_4$ into $PbO_2$ is greatly shortened. $H_3PO_4$ facilitates the diffusion process of soluble species through the passive layer ($PbSO_4$ and basic $PbSO_4$) but impedes the diffusion process through $PbO_2$.

• 전기화학회지
• /
• 제5권3호
• /
• pp.159-163
• /
• 2002

리튬 이차 전지에서 음극으로 리튬 금속은 매우 높은 에너지 밀도를 가치고 있으나 짧은 충방전 수명, 안정성 결여 및 고율 충방전특성 불량 등의 단점을 가지고 있다. 이는 리튬큼속과 전해액의 반응에 의해 표면보호막의 형성, 침상리튬 생성, 음극 표면적의 증가로 인한 리튬석출의 불균일성에 기인되어 싸이클 효율과 수명이 저하된다. 본 연구는 전해 액에 첨가제 benzene, toluene, tetramethylethylenediamine를 넣어 줌으로 전지 테스트에서 싸이클 효율과 수명이 향상됨을 확인 할 수 있었다. Impedance 측정결과 필름 저항의 감소와 전하전이 저항의 증가로 전해액의 첨가제가 리튬 표면에 새로운 층을 형성시킴으로서 이런 구성물들이 리튬과 전해액과의 반응성을 억제시킴과 동시에 리튬이 특이적으로 표면에 흡착되어 리튬의 석출 형태가 향상된 것으로 사료된다.

• 공업화학
• /
• 제29권5호
• /
• pp.549-555
• /
• 2018

본 연구에서는 울트라 배터리의 전기화학적 성능을 향상시키기 위해서 Nano-Pb/Activated Carbon (Nano-Pb/AC) 복합소재와 전해액 첨가제의 특성이 조사되었다. 제조된 복합 소재의 물리적 특성은 FE-SEM, TEM, XPS, BET를 이용하여 분석하였고, 울트라 배터리의 전기화학적 성능은 사이클, 율속, 임피던스 테스트를 통해 조사되었다. 납 산 배터리에 비하여 나노 납 함량이 9 wt%인 복합소재로 코팅된 울트라 배터리는 사이클 성능이 150%로 개선되었으며, 1-5 C 율속 테스트에서 방전 용량이 119-122%로 증가되었다. 또한 임피던스 테스트 결과 나노 납 함량이 증가할수록 내부 저항의 크기가 작아지는 것을 확인하였다. 전해액 첨가제가 0.45 vol% 포함된 배터리의 장기 사이클 성능은 140%로 향상되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제24권2호
• /
• pp.186-192
• /
• 2013

In order to reduce the costs and to improve the durability of solid oxide fuel cell (SOFC), the operating temperature should be decreased while the power density is maintained as much as possible. However, lowering the operating temperature increases the cathode interfacial polarization resistances dramatically, limiting the performance of low-temperature SOFC at especially purely electronic conducting cathode. To improve cathode performance at low temperature, the number of reaction sites for the oxygen reduction should be increased by using a mixed ionic and electronic conducting (MIEC) material. In this study, anode-supported fuel cells with two different thicknesses of the MIEC cathode were fabricated and tested at various operating temperatures. The anode supported cell with $32.5{\mu}m$-thick BSCFZn-LSCF cathode layer showed much lower polarization resistance than that with $3.2{\mu}m$ thick cahtode and higher power density especially at low temperature. The effects of cathode layer thickness on the electrochemical performance are discussed with analysis of impedance spectra.