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용융탄산염 전해질에서 이산화탄소의 전기화학적 전환에 전극 재질이 미치는 영향
주홍수(Hong Su Ju),엄성용(Seong Yong Eom),강기중(Ki Joong Kang),최경민(Gyung Min Choi),김덕줄(Duck Jool Kim) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集B Vol.41 No.11
이산화탄소의 농도를 줄이는 방법 중 하나로 전기화학을 이용하여 이산화탄소를 고부가 가치인 탄소로 전환하는 연구가 진행 중이다. 본 연구에서는 4.0 V, 600℃의 실험 조건에서 은, 니켈, 백금, 이리듐 전극을 사용하였다. 720분 동안 이산화탄소의 전환을 수행하였으며, 각 전극에서 생성된 탄소는 열중량 분석 및 XRD 분석을 수행하였다. 이산화탄소의 전환 및 생성 탄소의 양은 은, 백금, 니켈, 이리듐으로 나타났다. 열중량 분석을 통해 각 전극에서 생성된 탄소는 유사한 열 반응성을 가지며, XRD 분석을 통해 전극의 반응성에 따라 탄소의 결정성이 달라짐을 확인할 수 있었다. 은 전극은 전기화학적 전환 성능은 가장 높지만 약한 내구성을 보이며, 전극의 반응성 및 내구성을 고려하였을 때 백금이 4개의 재질 중에서 가장 적합함을 확인하였다. The electrochemical conversion of CO₂ is one of the methods for reducing CO₂. Four materials (Ag, Ni, Pt, and Ir) were selected as the electrodes. The electrochemical conversion was performed under a cell voltage of 4.0 V at 600°C. The amounts of CO₂ reduction and carbon production were at the highest for Ag, followed by, Pt, Ni, and then Ir. The produced carbon samples were analyzed by thermogravimetric analysis and XRD. The thermogravimetric analysis results indicated that all the carbon produced at each electrode exhibited similar thermal reactivity. The XRD results showed that the crystallization of carbon was different depending on the electrode utilized. Although electrochemical conversion was the highest for the Ag electrode, a loss of material accompanied it. Therefore, for this study, the optimal electrode is Pt, taking into account reactivity and material losses.
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