• Korean Chemical Engineering Research
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• 제50권5호
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• pp.778-782
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• 2012

최근까지 대부분의 PEMFC MEA (Membrane and Electrode Assembly) 열화 연구는 전극과 전해질막 각각 분리되어 연구되었다. 그런데 실재 PEMFC 운전조건에서는 전극과 막은 동시에 열화된다. 그래서 본 연구에서는 전극과 막열화가 동시에 일어나는 조건에서 열화 가속시험을 하였다. 실험결과 전극과 막 열화가 서로 상호작용함을 보였다. 막열화는 촉매의 활성면적 감소폭을 줄였고, 전극열화는 막의 수소투과 전류와 불소유출속도(FER) 증가폭을 감소시켰다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권1호
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• pp.68-72
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• 2013

최근까지 대부분의 PEMFC MEA(Membrnae and Electrode Assembly) 열화 연구는 전극과 전해질 막 각각 분리되어 연구되었다. 그런데 실제 PEMFC 운전조건에서는 전극과 전해질 막은 동시에 열화된다. 동시열화과정에서 전극열화와 전해질 막 열화는 상호 작용한다. 본 연구에서는 전극열화가 전해질 막 열화에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 전극 열화 후 전해질 막을 열화시켜 전극 열화없이 전해질 막을 열화시켰을 때와 비교하였다. 열화전후의 I-V 성능, 수소투과전류, 불소이온 유출 속도(FER), 순환 전압측정(CV), 임피던스, TEM 등을 측정하였다. 전극열화에 의해 백금촉매 활성 면적이 감소하고, 이에 따라 백금 상에서 라디칼/과산화수소 발생속도가 감소함으로써 막 열화속도가 감소함을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제51권3호
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• pp.325-329
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• 2013

실제 고분자 전해질 연료전지(PEMFC) 운전조건에서는 전극과 전해질 막은 동시에 열화된다. 그런데 고분자전해질 연료전지의 전극 열화와 전해질 열화의 상호 작용에 대해 연구되지 않았다. 본 연구에서는 전해질 막 열화가 전극 열화에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 전해질 막 열화 후 전극을 열화시켜 전해질 막 열화없이 전극을 열화시켰을 때와 비교하였다. 열화전후의 I-V 성능, 수소투과전류, 순환 전압측정(CV), 임피던스, TEM 등을 측정하였다. 전해질 막열화에 의해 수소투과도가 증가하고, 이에 따라 백금 입자 성장속도가 감소함으로써 전극 열화속도가 감소함을 보였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.425-429
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• 2014

최근까지 대부분의 PEMFC MEA(Membrnae and Electrode Assembly) 열화 연구는 전극과 전해질 막 각각 분리되어 연구되었다. 그런데 실제 PEMFC 운전조건에서는 전극과 전해질 막은 동시에 열화된다. 동시열화과정에서 전극열화와 전해질 막 열화는 상호 작용한다. 전해질 막의 열화정도를 측정하는데 수소투과도가 많이 사용되고 있다. 그런데 동시 열화가 발생했을 때 선형 쓸음 전기량 측정법(Linear Sweep Voltammetry, LSV)에 의해 수소투과도를 측정하면 전극열화가 수소투과전류를 감소시키는데, LSV 방법이 전극 촉매의 활성 면적에 의존하기 때문이다. 본 연구에서는 전극과 막 동시 열화과정에서 기체 크로마토그래프에 의한 PEMFC 전해질막의 수소투과도를 측정하였다. 기체 크로마토그래프 측정 방법은 전극 상태와 무관하기 때문에 전극과 막 동시 열화 과정에서 수소투과도가 전극 열화 영향을 받지 않음을 확인하였다.

• 한국환경과학회지
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• 제20권5호
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• pp.623-630
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• 2011

This study investigated the degradation of N, N-Dimethyl-4-nitrosoaniline (RNO, indicator of the generation of OH radical) by using dielectric barrier discharge (DBD) plasma. The DBD plasma reactor of this study consisted of a quartz dielectric tube, titanium discharge (inner) and ground (outer) electrode. The effect of shape (rod, spring and pipe) of ground electrode, diameter (9~30 mm) of ground electrode of spring shape and inside diameter (4~13 mm) of quartz tube, electrode diameter (1~4 mm), electrode materials (SUS, Ti, iron, Cu and W), height difference of discharge and ground electrode (1~15.5 cm) and gas flow rate (1~7 L/min) were evaluated. The experimental results showed that shape of ground electrode and materials of ground and discharge electrode were not influenced the RNO degradation. The thinner the diameter of discharge and ground electrode, the higher RNO degradation rate observed. The effect of height gap of discharge between ground electrode on RNO degradation was not high within the experimented value. Among the experimented parameters, inside diameter of quartz tube and gas flow rate were most important parameters which are influenced the decomposition of RNO. Optimum inside diameter of quartz tube and gas flow rate were 7 mm and 4 L/min, respectively.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권3호
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• pp.263-270
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• 2009

The effect of photoelectrocatalytic (PEC) degradation for different dyes with the CNT/$TiO_2$ electrode was studied. The prepared electrode was characterized with surface properties, structural crystallinity, elemental identification, and PEC activity. The $N_2$ adsorption data showed that the composites had decreased surface area compared with the pristine CNT. This indicated the blocking of micropores on the surface of CNT, which was further supported by observation via FESEM. XRD patterns of the composites showed that the CNT/$TiO_2$ composite contained a mixing anatase and rutile phase. EDX spectra showed the presence of C, O and Ti peaks for all samples. The decomposition efifciency of the prepared electrode was evaluated by the PEC degradation of three dyes (methylene blue (MB), rhodamine B (RH.B), methyl orange (MO)). The variations of the FT-IR spectra and pH value of dye solutions were measured during the PEC system; it was found that the CNT/$TiO_2$ electrode has better PEC degradation for MB solution than that of RH.B and MO. The proposed degradation mechanism was present.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제15권1호
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• pp.190-197
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• 2024

A commercial PbO₂ mesh cylinder electrode was utilized as the anode for the electrochemical degradation of the textile effluent after the biological treatment with the titanium cylinder as the cathode in a self-made tube electrolyzer. The electrochemical performances of the PbO₂ electrode in tube electrolyzer under different initial pH, electrolyte flow rates, current densities and times of the electrochemical degradation were investigated. The experimental results illustrated that the PbO₂ electrode can reduce the chemical oxygen demand (COD) of the textile effluent from 94.0 mg L^-1 to 65.0 mg L^-1 with the current efficiency of 88.3%, the energy consumption of 27.7 kWh kg^-1 (per kilogram of degraded COD) and the carbon emissions of 18.0 kg CO₂ kg^-1 (per kilogram of degraded COD) under the optimal operating conditions. In addition, the COD of the textile effluent could be reduced from 94.0 mg L^-1 to 22.0 mg L^-1 after the fifth electrochemical degradation. Therefore, PbO₂ mesh cylinder electrode in the tube cylinder was promising for the electrochemical degradation of the textile effluent.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제12권2호
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• pp.266-271
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• 2021

A commercial PbO₂ electrode was adopted as the anode for the electrochemical degradation of the real textile effluent with the initial COD of 56.0 mg L^-1 and the stainless steel plate as the cathode. The effect of the initial pH, the electrolyte flow rate and the cell voltage on the COD, the current efficiency and the energy consumption were investigated without the addition of NaCl or Na₂SO₄. The experimental results illustrated that the PbO₂ electrode can reduce the COD of the textile effluent from 56.0 mg L^-1 to 26.0 mg L^-1 with the current efficiency of 86.1% and the energy consumption of 17.5 kWh kg^-1 (per kilogram of degraded COD) under the optimal operating conditions. Therefore PbO₂ electrode as the anode was promising to further electrochemically degrade the real textile effluent.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.256-263
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• 2012

We studied the degradation phenomenon of Pt catalyst in PEMFC. We used the electron microscope analysis technique including the ultra-microtome pretreatment method, FEG-SEM and TEM analysis methods for analysis of Pt nanoparticles. The Pt catalyst degradation is observed not only in electrode site but also in membrane site. We investigated these various degradation phenomena. The cathode electrode layer thickness is reduced. The size of the catalyst is increased much larger than initial size in membrane site. The catalyst moved from electrode layer to the electrolyte membrane. The rounded shape of catalyst was changed to the polygon. As a result, we found that the catalyst degradation processes of migration and coarsening occurred by the followings mechanisms; (1) dissolution of Pt ; (2) diffusion of Pt ion ; (3) Pt ion chemical reduction in membrane; (4) Coarsening of Pt particles (Ostwald ripening) ; (5) polygon shape change of Pt by {111} plane growth.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권1호
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• pp.1-5
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• 2021

PEM(Proton Exchange Membrane) 수전해는 PEM 연료전지와 동일한 PEM 전해질 막을 사용하며, 동일한 반응이지만 방향이 반대인 반응에 의해 진행된다. PEM 연료전지는 전해질 막과 촉매의 열화와 내구성에 대해 많은 연구가 진행되어 개발된 열화분석 방법이 많다. 본 연구에서 PEM 수전해 내구성 평가에 PEM 연료전지 내구성 평가 방법 적용이 가능한지 검토하였다. PEM 수전해 열화과정에서 PEM 연료전지와 동일한 조건으로 LSV(Linear sweep voltammetry), CV(Cyclic voltammetry), Impedance, SEM(Scanning Electron Microscope), FT-IR(Fourier Transform Infrared spectroscopy) 등을 분석해 비교하였다. PEM 연료전지처럼 막을 통과한 수소가 Pt/C 전극에서 산화되어 수소투과전류밀도를 측정함으로써 PEM 수전해 고분자 막의 열화정도를 분석할 수 있었다. 수소/질소 유입 조건에서 CV에 의한 전극활성면적(ECSA)을 측정해 전극열화를 분석할 수 있었다. 수소와 공기를 Pt/C 전극과 IrO2 전극에 공급하면서 각 전극의 임피던스를 측정해 전극과 고분자 막의 내구성을 평가할 수 있었다.