수소 전착에 관한 다결정 Ir표면의 흡착부위 효과

천장호,문경현,Chun Jang Ho,Mun Kyeong Hyeon 한국전기화학회 1999 한국전기화학회지 Vol.2 No.3

0.2M LiOH전해질 내의 다결정 Ir표면에서 저전위 및 과전위 전착된 수소(UPD H및 OPD H)의 전이와 2구별되는 흡착부위를 위상이동 방법을 이용하여 연구하였다 순방향과 역방향 주사시, 순환 전압전류도에 UPD H 봉우리가 나타난다. 위상이동 변화 또는 Langmuir흡착등온식에 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)이 나타난다. 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)에서 수소 흡착평형상수(K)는 $7.9\tiems10^{-2}$에서 $1.5\times10^{-4}$또는 $1.5\times10^{-4}$에서 $7.9\times10^{-2}$로 전이한다. 마찬가지로, 수소 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$도 6.3kJ/mol에서 21.8kJ/mol 또는 21.8kJ/mol에서 6.3kJ/mol로 전이한다. 다결정 Ir표면에서 UPD H와 OPD H는 구별이 가능한 2종류의 전착된 수소같이 작용한다. UPD H봉우리와 전이영역은 다결정 Ir 표면에서 UPD H와 OPD H의 2 구별되는 흡착부위에 기인한다. The two distinct adsorption sites and transition between the under and over-potentially deposited hydrogen (UPD H and OPD H) on the polycrystalline iridium (poly-Ir) surface in the 0.2 M LiOH electrolyte have been studied using the phase-shift method. At the forward and backward scans, the UPD H peak occurs on the cyclic voltam-mogram. The transition region on the phase-shift profile or the Langmuir adsorption isotherm occurs at ca. -0.80 to -0.95 V vs. SCE. At the transition region (-0.80 to -0.95 V vs. SCE), the equilibrium constant (K) for H adsorption transits from $7.9\times10^{-2}\;to\;1.5\times10^{-4}$ and vice versa. Similarly, the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption transits from 6.3 to 21.8kJ/mol and vice versa. The UPD H and OPD H on the poly-Ir surface act as two distinguishable electroadsorbed H species. Both the UPD H peak and the transition region are attributed to the two distinct adsorption sites of the UPD H and OPD H on the poly-Ir surface.

Determination of the Frumkin and Temkin Adsorption Isotherms of Hydrogen at Nickel/Acidic and Alkaline Aqueous Solution Interfaces Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants

천장호 한국전기화학회 2012 한국전기화학회지 Vol.15 No.1

The phase-shift method and correlation constants, which are unique electrochemical impedance spectroscopy techniques for studying the linear relationship between the phase shift (90o ≥ −ϕ ≥ 0o) vs. potential (E) behavior for the optimum intermediate frequency (fo) and the fractional surface coverage (0 ≤ θ ≤ 1) vs. E behavior, are proposed and verified to determine the Frumkin, Langmuir, and Temkin adsorption isotherms and the related electrode kinetic and thermodynamic parameters. At Ni/0.5 M H2SO4 and 0.1M LiOH aqueous solution interfaces,the Frumkin and Temkin adsorption isotherms (θ vs. E) of H for the cathodic hydrogen (H2)evolution, interaction parameters (g), equilibrium constants (K), standard Gibbs energies (ΔGθo)of H adsorption, and rates of change (r) of ΔGθo with θ have been determined using the phaseshift method and correlation constants. A lateral repulsive interaction (g > 0) between the adsorbed H species appears. The value of K in the alkaline aqueous solution is much greater than that in the acidic aqueous solution.

컨테이너선용 여러 가지 전타의 성능에 대한 실험적 비교연구

천장호,김문찬,이원준 대한조선학회 2012 대한조선학회 학술대회자료집 Vol.2012 No.5

최근 대형 컨테이너선의 출현에 따라 대부분의 선박에 사용되던 혼타의 캐비테이션에 대한 문제가 심도 있게 논의되고 있다. 이를 해결하기 위한 많은 노력들이 있었지만 근본적인 해결방안이 뚜렷하지 않아서 최근에는 일체형으로 만든 전타에 대한 연구가 진행되고 있다. 이러한 연구동향에 맞추어 타에 유입되는 프로펠러의 후류의 입사각의 차이를 이용한 상하 비 대칭타, 혹등고래의 지느러미 형상을 모사한 생체 모방형 기술로 대 각도에서 유체를 제어하여 박리를 지연시키는 파형 타, 상하 비 대칭타와 파형 타를 결합한 파형 상하 비 대칭타 등의 많은 연구가 부산대학교에서 이루어졌었다. 하지만 이러한 연구는 대부분 수치해석을 통하여 수행되었기 때문에 모형시험을 통한 각 타들의 성능에 대한 비교가 이루어진 경우가 많지 않다. 본 연구에서는 KCS(KRISO Container ship)을 대상선박으로 하여, 전타, 상하 비대칭타, 파형 상하 비대칭타를 설계하여 기존의 KCS용 혼타와 함께 부산대학교 예인수조에서 모형시험을 수행하여 각각의 타가 대상선박에 저항 및 자항성능에서 어떠한 차이를 보이는지를 기술하였다. 향후, 설계한 타의 타력을 측정하여 여러 가지 전타의 성능을 더욱 정확하게 측정할 예정에 있다.

Determination of Adsorption Isotherms of Hydroxide at a Platinum Electrode Interface Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants

천장호,천진영 한국전기화학회 2007 한국전기화학회지 Vol.10 No.3

Determination of Adsorption Isotherms of Hydrogen on Zirconium in Sulfuric Acid Solution Using the Phase-Shift Method and Correlation Constants

천장호,천진영 한국전기화학회 2009 한국전기화학회지 Vol.12 No.1

The phase-shift method and correlation constants, i.e., the unique electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques for studying the linear relationship between the behavior (−ϕ vs. E) of the phase shift (90° ≥ -ϕ≥ 0°) for the optimum intermediate frequency and that (θ vs. E) of the fractional surface coverage (0 ≤ θ ≤ 1), have been proposed and verified to determine the Langmuir, Frumkin, and Temkin adsorption isotherms of H and related electrode kinetic and thermodynamic parameters at noble metal (alloy)/aqueous solution interfaces. At a Zr/0.2 M H2SO4 aqueous solution interface, the Frumkin and Temkin adsorption isotherms (θ vs. E), equilibrium constants (K = 1.401 × 10-17 exp(-3.5θ) mol-1 for the Frumkin and K = 1.401 × 10-16 exp(-8.1θ) mol-1 for the Temkin adsorption isotherm), interaction parameters (g = 3.5 for the Frumkin and g = 8.1 for the Temkin adsorption isotherm), rates of change of the standard free energy (r = 8.7 kJ mol-1 for g = 3.5 and r = 20 kJ mol-1 for g = 8.1) of H with θ, and standard free energies (96.13≤ΔG<수식> ≤ 104.8 kJ mol-1 for K= 1.401 × 10-17 exp(-3.5θ) mol-1 and 0 ≤ θ ≤ 1 and 94.44 < ΔG<수식> < 106.5 kJ mol-1 for K= 1.401×10-16 exp(-8.1θ) mol-1 and 0.2 < θ < 0.8) of H are determined using the phase-shift method and correlation constants. At 0.2 < θ < 0.8, the Temkin adsorption isotherm correlating with the Frumkin adsorption isotherm, and vice versa, is readily determined using the correlation constants. The phase-shift method and correlation constants are probably the most accurate, useful, and effective ways to determine the adsorption isotherms of H and related electrode kinetic and thermodynamic parameters at highly corrosion-resistant metal/aqueous solution interfaces.

Constant Correlation Factors between Temkin and Langmuir or Frumkin Adsorption lsotherms at Poly-Pt, Re, and Ni/Aqueous Electrolyte Interfaces

천장호,전상규,천진영 한국전기화학회 2004 한국전기화학회지 Vol.7 No.4

The constant correlation factors between the Temkin and the Langmuir or the Frumkin adsorption isotherms of over-potentially deposited hydrogen (OPD H) for the cathodic H2 evolution reaction (HER) at poly-Pt and Re/0.5 M H2SO4 and poly-Ni/0.05 M KOH aqueous electrolyte interfaces have been experimentally and consistently found using the phase-shift method. At intermediate values of the fractional surface coverage (), i.e., 0.2 0.8, the Langmuir and Temkin adsorption isotherms of OPD H for the cathodic HER are correlated to each other even though the adsorption conditions or processes are different from each other. At the same range of , correspondingly, the Frumkin and Temkin adsorption isotherms of OPD H for the cathodic HER are correlated to each other. The equilibrium constants (Ko) for the Temkin adsorption isotherms ( vs. E) are consistently ca. 10 times greater than those (K, Ko) for the corresponding Langmuir or Frumkin adsorption isotherms ( vs. E). The interaction parameters (g) for the Temkin adsorption isotherms ( vs. E) are consistently ca. 4.6 greater than those (g) for the corresponding Langmuir or Frumkin adsorption isotherms ( vs. E). These numbers (10 times and 4.6) can be taken as constant correlation factors between the corresponding adsorption isotherms (Temkin, Langmuir, Frumkin) at the interfaces. The Temkin adsorption isotherm corresponding to the Langmuir or the Frumkin adsorption isotherm, and vice versa, can be effectively verified or confirmed using the constant correlation factors. Both the phase-shift method and constant correlation factors are useful and effective for determining or confirming the suitable adsorption isotherms (Temkin, Langmuir, Frumkin) of intermediates for sequential reactions in electrochemical systems.

중간주파수에서 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계

천장호,문경현,조종덕,Chun Jang Ho,Mun Kyeong Hyeon,Cho Chong Dug 한국전기화학회 2000 한국전기화학회지 Vol.3 No.1

다결정 Pt/0.1 M $H_2SO_4$수성 전해질 계면에서 중간주파수 구간의 위상이동 변화와 Langmuir흡착등온식 사이의 관계를 교류임피던스 방법 즉 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 제안된 계면등가회로는 전해질저항($R_S$), Faraday저항$(R_F)$, 흡착유사용량$(C_\varphi)$의 등가회로 요소($C_P$)의 직렬접속으로 구성된다 지연되는 위상이동$(\varphi)$은 음전위(E) 및 주파수(f)에 따르며, $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$이다. 중간주파수(6Hz)에서 위상이동 변화$(\varphi\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 결정에 적용할 수 있는 실험적인 방법이다. 다결정 $Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ 전해질 계면에서 수소의 흡착평형 상수(K)와 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $1.8\times10^{-4}$와 21.4kJ/mol이며 과전위 수소흡착(OPD H)에 기인한다. The relation between the phase-shift profile for the intermediate frequencies and the Langmuir adsorption isotherm at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface has been studied using ac impedance measurements, i.e., the phase-shift methods. The suggested interfacial equivalent circuit consists of the serial connection of the electrolyte resistance ($R_S$), the faradaic resistance $(R_F)$ and the equivalent circuit element $(C_P)$ of the adsorption pseudocapacitance $(C_\varphi)$. The delayed phase shift $(\varphi)$ depends on both the cathode potential (E) and frequency (f), and is given by $\varphi=-tan^{-1}[1/2{\pi}f(R_s+R_F)C_p]$. The phase-shift profile $(\varphi\;vs.\;E)$ for the intermediate frequency (ca. 6Hz) can be used as an experimental method to determine the Langmuir adsorption isotherm (9 vs. E). The equilibrium constant (K) for H adsorption and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of H adsorption at the poly-$Pt/0.1\;M\;H_2SO_4$ electrolyte interface are $1.8\times10^{-4}\;and\;21.4kJ/mol$, respectively. The H adsorption is attributed to the over-potentially deposited hydrogen (OPD H).

단결정 Pt(100)/수용액 계면에서 전가흡착된 수소의 Langmuir흡착등온식

천장호,전상규,Chun Jang Ho,Jeon Sang Kyoo 한국전기화학회 2001 한국전기화학회지 Vol.4 No.1

단결정 Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ 및 0.5M LiOH수용액 계면에서 저전위 수소흡착(UPD H)과 과전위 수소흡착(OPD H)에 관한 Langmuir흡착등온식을 위상이동 방법을 이용하여 연구 조사하였다. 최적 중간주파수에서 위상이동 변화$({-\varphi}\;vs.\;E)$는 Langmuir흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 추정에 적용할 수 있는 유용한 실험 방법이다. 단결정 Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ 수용액 계면에서 과전위 수소흡착에 기인한 흡착평형상수(K)와 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$는 각각 $1.5\times10^{-4}$와 21.8kJ/mol이다. 단결정 Pt(100)/0.5M LiOH 수용액 계면에서 K는 음전위에 따라 1.9(UPD H)에서 $6.8\times10^{-6}$ (OPD H)또는 그 반대로 전이한다. 마찬가지로, ${\Delta}G_{ads}$는 음전위에 따라 -1.6kJ/mol (UPD H)에서 29.5kJ/mol (OPD H) 또는 그 반대로 전이한다. 전극속도론적 패러미터$(K,\; {\Delta}G_{ads})$의 전이는 단결정 Pt(100)전극표면의 UPD H와 OPD H에 기인한다. UPD H와 OPD H는 음극 $H_2$발생 반응을 위한 순차적 과정이 아니라 전극표면의 수소 흡착부위에 기인하는 독립적 과정이다. The Langmuir adsorption isotherms of the under-potentially deposited hydrogen (UPD H) and the over-potentially deposited hydrogen (OPD H) at the single crystal Pt(100)/0.5 M $H_2SO_4$ and 0.5 M LiOH aqueous electrolyte interfaces have been studied using the phase-shift method. The phase-shift profile $({-\varphi}\;vs.\;E)$ for the optimum intermediate frequency can be used as a useful method to estimate the Langmuir adsorption isotherm $(\theta\;vs.\;E)$ at the interfaces. The equilibrium constant (K) for the OPD H and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of the OPD H at the Pt(100)/0.5M $H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface are $1.5\times10^{-4}$ and 21.8 kJ/mol, respectively. At the Pt(100)/0.5 LiOH aqueous electrolyte interface, K transits from 1.9(UPD H) to $6.8\times10^{-6}$(OPD H) depending on the cathode potential (E) and vice versa. Similarly, ${\Delta}G_{ads}$ transits -1.6 kJ/mol (UPD H) to 29.5 kJ/mol (OPD H) depending on E and vice versa. The transition of K and ${\Delta}G_{ads}$ is attributed to the two distinct adsorption sites of the UPD H and OPD H on the Pt(100) surface. The UPD H and the OPD H at the Pt(100) interfaces are the independent processes depending on the H adsorption sites rather than the sequential processes for the cathodic $H_2$ evolution reactions.

n-GaAs 半導體 界面의 電流-電壓特性

千長鎬 光云大學校 1990 論文集 Vol.19 No.-

The current-voltage characteristics and interfacial structures at the n-GaAs semiconductor/ CsNO₃aqueous electrolyte interfaces have been qualitatively studied using cyclic voltammetric and microelectrophoresis methods. The np junction structure and rectifying type at the doped semiconductor interface is determined by the space charge. The surfaces of colloidal semiconductors are positively charged.

制限電流時 半導體 Interface에서의 定性的 電位側面誘導

千長鎬 光云大學校 1985 論文集 Vol.14 No.-

際限電流時 半導體 空間電荷層內의 搬送子濃度에 對한 Boltzmann分布는 Frumkin效果, 電荷遮蔽效果等을 고려하여 correction factor를 도입, 변형하였다. 또한 制限電流時 半導體 境界面에서의 電位側面과 Debye length는 制限電流時需氣二重層模型을 利用하여 定性的으로 誘導하였다.