• 제목/요약/키워드: PtSnAu/C

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직접 에탄올 연료전지용 백금합금촉매의 합성과 특성분석 (Synthesis and Characterization of Pt based Alloy Catalysts for Direct Ethanol Fuel Cell)

  • 김이영;김수길;한종희;김한성
    • 전기화학회지
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    • 제11권2호
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    • pp.109-114
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    • 2008
  • 에탄올이 이산화탄소가 생성되는 경로로 반응할 경우 12개의 전자를 발생시키게 되지만 실제로는 두 개의 탄소 원자사이의 결합력 때문에 완전 산화시키는 것이 쉽지 않다. 따라서 고성능 에탄을 산화촉매의 개발은 에탄을 연료전지 실용화에 필수적이다. 본 연구는 Pt에 Sn, Au을 첨가하여 이원계, 삼원계 촉매를 제조하여 에탄올에서의 활성과 촉매의 특성에 대한 분석을 수행하였다. 촉매합성은 modified polyol 방법을 이용하였으며 Vulcan XC-72R 담지체를 사용하여 20 wt%로 담지하였다. PtSn/c 합금촉매는 Pt : Sn의 비율이 1 : 0, 4 : 1, 3 : 1, 2 : 1, 1.5 : 1, 1 : 1, 1 : 1.5으로 합성하였으며, PtSnAu/C 합금촉매는 Pt : Sn : Au의 비율을 5 : 5 : 0, 5 : 4 : 1, 5 : 3 : 2, 5 : 2 : 3으로 합성하였다. 촉매특성은 XRD, TEM 분석을 통해 분석한 결과 $1.9{\sim}2.4\;nm$ 정도의 입자의 크기와 면심입방구조의 구조를 가지는 것으로 확인하였다. 에탄올 산화에 대한 합금촉매의 활성은 순환전류전압법으로 실험하였고, 그 중 가장 높은 성능을 가진 PtSn(1.5 : 1)/C와 PtSnAu(5 : 2 : 3)/C 합금촉매를 단위전지 성능평가륵 통해 실제 연료전지 구동환경에서 촉매의 활성을 측정하였다. 그 결과 에탄을 산화에 가장 높은 성능을 나타낸 촉매는 PtSn/c(1.5 : 1)이었고, 촉매의 안정성은 PtSnAu/C(5 : 2 : 3)에서 높게 나타났다.

Pt 전극을 사용한 $SnO_{2}(Ca)/Pt$ 후막소자의 탄화수소계가스에 대한 감응특성 (Gas Sensing Characteristics of $SnO_{2}(Ca)/Pt$ Thick Film Using Pt Electrode for Hydrocarbon Gases)

  • 홍영호;이덕동
    • 센서학회지
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    • 제4권2호
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    • pp.37-44
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    • 1995
  • 공침법을 이용하여 Ca 및 Pt 가 첨가된 $SnO_{2}$ 미세 분말을 제조하였다. 제조한 미세분말에 대해 TEM, XRD 및 BET 분석으로 결정크기 및 비표면적을 분석하였으며, 제조한 원료분말을 이용하여 스크린 인쇄법으로 후막형 가스 감지 소자를 제작하고, 그 특성과 탄화수소계가스에 대한 감지 특성을 조사하였다. 첨가된 Ca 및 Pt에 의해 하소와 소성의 열처리 과정 중에 $SnO_{2}$ 결정 성장이 억제되었으며, 탄화수소계가스에 대한 응답특성의 향상을 가져왔다. 한편, 소자의 전극으로써 Au 와 Pt를 사용하여 비교 분석하였는데, Au를 전극으로 사용할 경우에 Pt에 비해 가스 감응 특성 면에서 큰 저하를 가져왔다. 이는 Pt 전극도 $CH_{4}$의 산화에 기여했기 때문이다. Ca 및 Pt를 각각 0.1, 1 wt% 첨가한 $SnO_{2}$ 후막소자의 경우 2000 ppm의 $CH_{4}$에 대해 약 83%의 감도를 보였다.

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가연성 가스 인식을 위한 $SnO_2$계열의 박막 가스센서 ($SnO_2$-based thin film gas sensors in array for recognizing inflammable gases)

  • 이대식;심창현;이덕동
    • 한국진공학회지
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    • 제10권3호
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    • pp.289-297
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    • 2001
  • 가연성 가스의 검지 및 인식을 위하여, SnO$_2$계열의 4가지 종류의 박막을 형성하였다. 감지막 형성을 위하여, Sn, Pt/Sn, Au/Sn 그리고 Pt, Au/Sn 막을 Sn의 열증착과 귀금속의 스퍼터링으로 증착하였다. 증착된 박막들을 $700^{\circ}C$ 정도에서 2 시간 열산화시켜 $SnO_2$계열의 감지막을 형성하였다. 제작된 박막은 tetragonal구조의 $SnO_2$이었고, 가스 흡착을 위한 가스 흡착점과 기공도를 많이 갖고 있었다. 스퍼터로 형성된 박막보다 열산화법으로 형성된 박막이 고감도를 보였다. 제작 박막들은 작업환경기준치정도의 저농도에서 측정 가연성 가스(부탄, 프로판, LPG, 일산화탄소)에 대해 고감도와 재현성을 나타내었다. 특히, 백금(30 $\AA$)을 첨가한 박막이 LPG와 부탄 가스에 대해, 순수 열산화된 $SnO_2$ 박막이 프로판과 일산화탄소에 대하여 가장 고감도를 나타내었다. 이들 센서들의 각 가스별로 차별화된 감도패턴을 이용하여 주성분 분석 기법을 통해 환경기준치(LEL, TLV) 범위에서 부탄, 프로판, LPG, 일산화탄소와 같은 가연성 가스의 종류 인식 및 정량을 인식할 수 있었다.

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광패키징용 마이크로 솔더범프의 형성과 Contact Pad용 UBM간의 계면 반응 특성에 관한 연구 (A Study on Bumping of Micoro-Solder for Optical Packaging and Reaction at Solder/UBM interface)

  • 박종환;이종현;김용석
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집 Vol.14 No.1
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    • pp.332-336
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    • 2001
  • In this study, the reaction at UBM(Under Bump Metallurgy) and solder interface was investigated. The UBM employed in conventional optical packages, Au/Pt/Ti layer, were found to dissolve into molten Au-Sn eutectic solder during reflow soldering. Therefore, the reaction with different diffusion barrier layer such as Fe, Co, Ni were investigated to replace the conventional Pt layer. The reaction behavior was investigated by reflowing the solder on the pad of the metals defined by Cr layer for 1, 2, 3, 4, and 5 minutes at $330^{\circ}C$. Among the metals, Co was found to be most suitable for the diffusion barrier layer as the wettability with the solder was reasonable and the reaction rate of intermetallic formation at the interface is relatively slow.

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High Sensitivity and Selectivity of Array Gas Sensor through Glancing Angle Deposition Method

  • Kim, Gwang Su;Song, Young Geun;Kang, Chong yun
    • 센서학회지
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    • 제29권6호
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    • pp.407-411
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    • 2020
  • In this study, we propose an array-type gas sensor with high selectivity and response using multiple oxide semiconductors. The sensor array was composed of SnO2 and In2O3, and the detection characteristics were improved by using Pt, Au, and Pd catalysts. All samples were deposited directly on the Pt interdigitated electrode (IDE) through the e-beam evaporator glancing angle deposition (GAD) method. They grew in the form of well-aligned nanorods at off-axis angles. The prepared SnO2 and In2O3 nanorod samples were exposed to CH3COCH3, C7H8, and NO2 gases in a 300℃ dry condition. Au-decorated SnO2, Au-decorated In2O3, and Pd-decorated In2O3 exhibited high selectivity for CH3COCH3, C7H8, and NO2, respectively. They demonstrated a high detection limit of the sub ppb level computationally. In addition, measurements from each sensor were executed in the 40% relative humidity condition. Although there was a slight reduction in detection response, high selectivity and distinguishable detection characteristics were confirmed.

광패키징용 마이크로 솔더범프의 형성과 Contact Pad용 UBM간의 계면 반응 특성에 관한 연구 (A Study on Bumping of Micro-Solder for Optical Packaging and Reaction at Solder/UBM interface)

  • 박종환;이종현;김용석
    • 한국전기전자재료학회:학술대회논문집
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    • 한국전기전자재료학회 2001년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.332-336
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    • 2001
  • In this study, the reaction at UBM(Under Bump Metallurgy) and solder interface was investigated. The UBM employed in conventional optical packages, Au/Pt/Ti layer, were found to dissolve into molten Au-Sn eutectic solder during reflow soldering. Therefore, the reaction with different diffusion barrier layer such as Fe, Co, Ni were investigated to replace the conventional R layer. The reaction behavior was investigated by reflowing the solder on the pad of the metals defined by Cr layer for 1, 2, 3, 4, and 5 minutes at 330$^{\circ}C$. Among the metals, Co was found to be most suitable for the diffusion barrier layer as the wettability with the solder was reasonable and the reaction rate of intermetallic formation at the interface is relatively slow.

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메조세공을 갖는 이산화 주석의 합성 및 가스센서로서의 응용 (Synthesis of Mesoporous Tin Oxide and Its Application as a Gas Sensor)

  • 김남현;김건중
    • 공업화학
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    • 제18권2호
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    • pp.142-147
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    • 2007
  • 본 연구에서는 주형물질로 $C_{16}TMABr$을 이용하여 염기 조건하에서 메조세공을 갖는 산화주석을 졸-겔법으로 합성하였다. 메조세공 $SnO_2$의 합성 최적조건을 탐사하였으며, 얻어진 시료는 X선회절, 질소흡착 및 투과전자현미경 등으로 분석하여 특성을 조사하였다. 금전극과 백금히터 회로를 알루미나 기재상에 스크린 프린팅 법으로 코팅하고, 합성한 메조세공의 산화주석을 전극상에 접합시켜 하나의 유니트로 구성하였으며, 제작한 센서는 $350^{\circ}C$에서 1~10,000 ppm 농도범위의 메탄과 일산화탄소에 대하여 검지능력을 평가하였다. $SnO_2$ 상에 담지된 팔라듐량의 변화가 이들 측정가스의 검출에 미치는 영향도 검토하였다. 메조세공을 갖는 산화주석은 비다공성의 상용 산화주석에 비하여 동일한 측정 조건하에서 측정가스에 대해 보다 높은 감도를 나타낼 뿐 아니라 안정성이 있으면서도 빠른 응답속도를 보였다.

가공의치(架工義齒) 납착부(蠟着部)의 강도(强度)와 내부구조(內部構造)에 관(關)한 실험적(實驗的) 연구(硏究) (An experimental study of the strength and internal structure of solder joint of fixed partial denture)

  • 박상남;계기성
    • 대한치과보철학회지
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    • 제23권1호
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    • pp.39-59
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    • 1985
  • The purpose of this study was to investigate how gap distances of 0.13mm, 0.15mm, 0.20mm, and 0.30mm affects solder joint strength from gold alloys and nickel-chromium base alloys and to examine the composition of solder gold, the solder joint of gold alloys and nickel-chromium base alloys. The tensile test specimens were prepared in the split stainless steel mold with a half dumbbell shape 2.5mm in diameter and l2mm in length. 6 pairs of specimens of each gap distance group of gold alloys and nickel-chromium base alloys were made and 48 pairs of all specimens were soldered with solder gold of 666 fineness. All soldered specimens were machined to a uniform diameter and then a tensile load was applied at a cross-head speed of 0.10mm/min using Instron Universal Testing Machine, Model 1115. The fractured specimens at solder gold of solder joint fracture with each gap distance of 0.13mm, 0.15mm, 0.20mm, and 0.30mm were examined under the Scanning Electron Microscope, JSM-35c and the composition of solder gold, the solder joint of gold alloys and nickel-chromium base alloys was analyzed by Electron Probe Micro Analyzer. The results of this study were obtained as follows: 1. In case of soldering of gold alloys, the tensile strength between gold alloys showed $37.33{\pm}2.52kg/mm^2$ at 0.13, $39.14{\pm}3.35kg/mm^2$ at 0.15mm, $43.76{\pm}2.97kg/mm^2$ at 0.20mm, and $49.18{\pm}4.60kg/mm^2$ at 0.30mm. There was statistically significant difference at each gap distance, and so the greater increase of gap distance showed the greater tensile strength. 2. In case of soldering of nickel-chromium base alloys, the tensile strength between nickel-chromium base alloys showed $34.84{\pm}4.26kg/mm^2$ at 0.13mm, $37.25{\pm}2.49kg/mm^2$ at 0.15mm, $42.91{\pm}4.32kg/mm^2$ at 0.20mm, and $46.93{\pm}4.21kg/mm^2$ at 0.30mm. There was not statistically significant difference only between 0.13mm and 0.15mm and bet ween 0.20 mm and 0.30mm, but generally the greater increase of gap distance showed the greater tensile strength. 3. The greater increase of gap distance shoed less porosities in solder gold at solder joint fracture. 4. In solder gold Au, Cu, Ag, Zn, and Sn were composed and Au and Cu were mostly distributed uniformly. 5. In solder joints of solder gold and gold alloys Au, Cu, Ag, Zn, and Sn were composed in solder gold and Au, Cu, Ag, Pt, and Pd were composed in gold alloys. Au and Cu of solder gold and gold alloys were mostly distributed uniformly and the diffusion of other elements except Pt and Pd around the solder joint was not almost found. In solder joints of solder gold and nickel-chromium base alloys Au, Cu, Ag, Zn, and Sn were composed in solder gold and Ni, Cr, and Al were composed in nickel-chromium base alloys. Au and Cu of solder gold and Ni and Cr of nickel-chromium base alloys were mostly distributed uniformly and the diffusion of other elements except Cr around the solder joint was not almost found.

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