• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제28권6호
• /
• pp.669-674
• /
• 2017

In this study, the novel electrochemical and colorimetric analysis methods are suggested to estimate the degree of phosphoric acid ion poisoning on Pt based catalyst surface and to confirm the possibility of replacing the expensive and long time consumed conventional methods. As the ways, the electrochemical half cell tests such as cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammetry (LSV) are used and the change in chemical behavior by absorption of the phosphoric acid ion on Pt based catalyst surface and hydrogen peroxide decomposition reaction are successfully recognized by colorimetric measurements. Conclusively, it is proved that the new methods show superior sensitivity for identifying the degree of phosphoric acid poisoned on Pt based catalyst.

• Advances in Energy Research
• /
• 제8권1호
• /
• pp.41-57
• /
• 2022

Electrochemical double-layer capacitors (EDLCs) based on solid polymer electrolytes (SPEs) have gained an immense recognition in the present world due to their unique properties. This study is about preparing and characterizing EDLCs using a natural rubber (NR) based SPE with natural graphite (NG) electrodes. NR electrolyte was consisted with 49% methyl grafted natural rubber (MG49) and zinc trifluoromethanesulfonate ((Zn(CF₃SO₃)₂-ZnTF). It was characterized using electrochemical impedance spectroscopy (EIS) test, dc polarization test and linear sweep voltammetry (LSV) test. NG electrodes were made using a slurry of NG and acetone. EIS test, cyclic voltammetry (CV) test and galvanostatic charge discharge (GCD) test have been done to characterize the EDLC. Optimized electrolyte composition with NR: 0.6 ZnTF (weight basis) exhibited a conductivity of 0.6 x 10^-4 Scm^-1 at room temperature. Conductivity was predominantly due to ions. The electrochemical stability window was found to be from 0.25 V to 2.500 V. Electrolyte was sandwiched between two identical NG electrodes to fabricate an EDLC. Single electrode specific capacitance was about 2.26 Fg^-1 whereas the single electrode discharge capacitance was about 1.17 Fg^-1. The EDLC with this novel NR-ZnTF based SPE evidences its suitability to be used for different applications with further improvement.

• 전기화학회지
• /
• 제20권2호
• /
• pp.34-40
• /
• 2017

높은 출력의 장점을 가지는 전기이중층 커패시터 (EDLC: electric double layer capacitors)는 이차 전지와 더불어 차세대 에너지 저장장치로서 각광받고 있으나 낮은 에너지 밀도로 인해 그 사용처가 제한적이다. 본 연구에서는 EDLC의 에너지 밀도 향상 방법 중의 하나인 고전압화 구현 시 적합한 전해액을 연구하기 위해 AN (acetonitrile)용매에 $SBP-BF_4$ (spirobipyrrolidinium tetrafluoroborate), $TEA-BF_4$ (tetraethylammonium tetraflouroborate), $EMI-BF_4$ (1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate)의 세가지 염을 각각 선정하여 다양한 전해액의 조성에 따른 전기화학 특성을 비교 평가하였다. LSV (linear sweep voltammetry)측정에서 1.5M SBP-BF4/AN 전해액은 넓은 전위영역에서 안정함을 보였고, 고전압의 환경 (3.0 V 이상)에서 다른 조합의 전해액들과 비교하여 가장 우수한 전기화학적 성능을 보였다. 또한, 장기적으로 안정적인 성능을 유지하기 위해 리튬이온전지시스템에서 기능성 첨가제 효과가 입증된 TMSP (tris(trimethylsilyl)phosphite) 첨가제를 적용 했을 때 고전압의 환경 (3.3 V)에서 10,000 cycle 후 93%의 높은 용량 유지율을 얻을 수 있었다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제27권6호
• /
• pp.44-52
• /
• 2018

본 연구에서는 동 함유 슬러지로부터 회수된 동 조금속을 황산구리 전해액에서 전해정련 공정 조건을 선택적으로 조절함에 따라 초미세 분말 형태의 동을 회수하고자 하였다. 황산구리 전해액 농도, 인가전류밀도, 첨가제 종류 및 농도에 따라 LSV(Linear Sweep Voltammetry)을 이용하여 초미세 분말 제조가 가능한 인가전류밀도 범위를 설정하여 전해정련 공정을 수행 하였다. 이 때 얻어진 분말에 대해 SEM(Scanning Electron Microscope) 및 PSA(Particle Size Analyzer)를 사용하여 동 분말 형상 및 크기를 분석하였다. 유기첨가제를 사용하지 않은 0.1 ~ 0.4 M 황산구리 전해액 조건에서 동 분말 크기는 인가전류밀도가 한계전류밀도에 가까울수록 감소하였고, 0.2 ~ 0.3 M 황산구리 전해액에서 동 분말 크기가 가장 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, 위 실험을 통해 얻은 공정 조건을 바탕으로 유기 첨가제 종류 및 농도를 달리 첨가하여 동 분말 표면 형상 및 크기를 분석하였을 때, Cellulose계 첨가제 2,000 ppm 조건에서 가장 작은 크기(nm급)의 양호한 구형 형태 동 분말을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제26권3호
• /
• pp.306-310
• /
• 2015

본 연구에서는 광 전기화학적 물 분해 전극 재료로 이용되는 산화철($Fe_2O_3$, hematite)을 표면적을 크게 하기 위하여 DC 열플라즈마 장치를 이용하여 나노입자로 합성한 후 전극을 제조 시 binder의 종류 및 조성을 다르게 하여 염기성 전해질에서 각각의 물 분해 효율을 측정하는 실험을 진행하였으며 질소 도핑을 통해 질소가 산화철의 광전기화학 반응에 끼치는 영향을 확인하였다. 산화철 전극을 제조하여 solar simulator를 이용한 LSV 실험을 통해 각 전극의 onset potential 및 설정한 전압 범위에서의 최대 전류밀도를 측정하였으며, 전극의 내구성 평가를 위하여 LSV 실험을 반복하여 진행하였다. CMC (carboxymethyl cellulose)를 50 : 1의 비율로 섞어 binder로 이용한 산화철 전극이 가장 높은 전류밀도인 $12mA/cm^2$의 전류밀도를 나타내었고, CMC를 20 : 1 비율로 섞은 binder를 이용할 시 $3mA/cm^2$의 초기 전류밀도를 가지고 약 20회의 반복 실험을 견뎌내는 내구성을 나타내었다. 질소의 도핑이 산화철 나노입자의 광 전기 화학적 반응에 끼치는 영향은 미미한 것으로 확인되었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
• /
• 제27권4호
• /
• pp.335-340
• /
• 2016

Hydrogen production through proton exchange membrane water electrolysis (PEMWE) is expeditiously receiving international attention for renewable energy sources as well as energy storage system applications due to its environmentally friendly uses. A series of $Ir_{0.2}Ru_{0.8}O_2$ $Ir_{0.5}Ru_{0.8}O_2$ & $IrO_2$ catalysts were synthesized and electrochemically evaluated by using linear sweep voltammetry (LSV) technique. Furthermore, the PEMWE performances of full cells were evaluated by recording I-V Curves. The developed PEMWE stack was also operated in combination with a proton exchange membrane fuel cell (PEMFC) to demonstrate the discrete regenerative fuel cell (DRFC) performances. Produced hydrogen and oxygen from PEMWE were used as a fuel to operate PEMFC to establish a DRFC system.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
• /
• 제1권1호
• /
• pp.57-62
• /
• 2010

The lithium ion concentration dependant ionic conductivity and thermal properties of poly(ethylene glycol) methyl ether methacrylate (PEGMA)/acrylonitrile-based copolymer electrolytes with $LiClO_4$ have been studied by differential scanning calorimetry (DSC), linear sweep voltammetry (LSV) and AC complex impedance measurements. In systems with 11 wt% of acrylonitrile all liquid electrolytes were obtained regardless of lithium ion concentration. Complex impedance measurements with stainless steel electrodes give ambient ionic conductivities $8.1\times10^{-6}\sim1.4\times10^{-4}S cm^{-1}$. On the other hand, a hard and soft films at ambient temperature were obtained in copolymer electrolyte system consists of 15 wt% acrylonitrile with 6 : 1 and 3 : 1 of [EO] : [Li] ratio, respectively. DSC measurements indicate the crystalline melting temperature of poly(PEGMA) disappeared completely after addition of $LiClO_4$ in this system due to the complex formation between ethylene oxide (EO) unit and lithium salt. As a result, free standing film with room temperature ionic conductivity of $1.7\times10^{-4}S cm^{-1}$ and high electrochemical stability up to 5.5V was obtained by controlling of acrylonitrile and lithium salt concentration.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제31권3호
• /
• pp.143-148
• /
• 2021

Alkaline oxygen evolution reaction (OER) electrocatalysts have been widely studied for improving the efficiency and green hydrogen production through electrochemical water splitting. Transition metal-based electrocatalysts have emerged as promising materials that can significantly reduce the hydrogen production costs. Among the available electrocatalysts, transition metal-based layered double hydroxides (LDHs) have demonstrated outstanding OER performance owing to the abundant active sites and favorable adsorption-desorption energies for OER intermediates. Currently, cobalt doped nickel LDHs (NiCo LDHs) are regarded as the benchmark electrocatalyst for alkaline OER, primarily owing to the physicochemical synergetic effects between Ni and Co. We report effects of heat-treatment of the as-grown NiCo LDH on electrocatalytic activities in a temperature range from 250 to 400℃. Electrocatalytic OER properties were analysed by linear sweep voltammetry (LSV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The heat-treatment temperature was found to play a crucial role in catalytic activity. The optimum heat-treatment temperature was discussed with respect to their OER performance.

• 한국결정성장학회지
• /
• 제33권2호
• /
• pp.78-82
• /
• 2023

The oxygen evolution reaction (OER) is the primary challenge in renewable energy storage technologies, specifically electrochemical water splitting for hydrogen generation. We report effects of Mo doping into Ni layered double hydroxide (Ni-LDH) microcrystal on electrocatalytic activities. In this study, Mo doped Ni-LDH were grown on three-dimensional porous nicekl foam (NF) by a facile solvothermal method. Homogeneous LDH structure on the NF was clearly observed. However, the surface microstructure of the nickel foam began to be irregular and collapsed when Mo precursor is doped. Electrocatalytic OER properties were analyzed by Linear sweep voltammetry (LSV) and Electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The amount of Mo doping used in the electrocatalytic reaction was found to play a crucial role in improving catalytic activity. The optimum Mo amount introduced into the Ni LDH was discussed with respect to their OER performance.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권5호
• /
• pp.558-563
• /
• 2014

고분자 전해질 연료전지의 성능과 내구성에 미치는 막 전극 접합체(MEA) 제조방법의 영향에 대해 연구하기 위해 닥터 블레이드 방법, 스프레이 방법, 스크린 프린트 방법 그리고 스크린 프린트+스프레이 방법에 의해 MEA를 제조하였다. 제조된 MEA를 체결한 단위전지의 성능을 측정해 각 MEA의 초기 성능을 비교하였다. 10초간 0.6V 일정전압 유지 후 0.9 V에서 10초간 유지하는 전극 열화 가속 시험(AST)을 각 MEA 적용해 내구성을 시험하였다. 전극 열화 가속 시험 6,000 사이클 전 후 I-V 곡선, 임피던스, 순환 전압측정법(CV), 선형쓸음 전기량측정법(LSV), 투과전자현미경(TEM) 등을 측정하였다. 닥터 블레이드 방법에 의해 제조한 MEA의 초기 성능이 제일 높았고, 스크린 프린트+스프레이 방법에 의해 제조한 MEA가 제일 낮은 열화 속도를 보였다.