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단신 : 벗김전압전류법을 이용한 카본나노튜브 전극에서의 구리 분석
최장군 ( Chang Kun Choi ),정영삼 ( Young Sam Jung ),김낙주 ( Nack Joo Kim ),박대원 ( Dae Won Pak ),정건용 ( Kun Yong Chung ),김래현 ( Lae Hyun Kim ),권용재 ( Yong Chai Kwon ) 한국화학공학회 2012 Korean Chemical Engineering Research(HWAHAK KONGHA Vol.50 No.5
In the present study, we evaluate the sensitivity and optimal stripping voltammetry (SV) conditions of copper (Cu), which is one of the main trace heavy metals inducing the environmental contamination, using carbon nanotube (CNT) electrode. In addition, the reaction mechanism of stripping reaction of Cu is investigated. The electrochemical analyses such as squarewave stripping voltammetry (SWSV) and linear scan voltammetry (LSV) are used for the evaluations, As a result of that, the best SWSV conditions like squarewave amplitude of 15 mV, frequency of 60 Hz, deposition potential of -1.0V vs. Ag/AgCl and deposition time of 200s are determined with the measured Cu sensitivity of 1.824 μA/μM. As a driving force affecting the stripping reaction of Cu, surface reaction is more dominant one than diffusion. These results are compared with other reference results and it is confirmed that our suggested CNT electrode gives rise to better Cu sensitivity result than other references.
단신 : 납 중금속 검출을 위한 탄소나노튜브 전극 및 네모파 양극 벗김 전압전류법 이용
최장군 ( Chang Kun Choi ),석종혁 ( Jong Hyuk Seok ),권용재 ( Yong Hai Kwon ) 한국공업화학회 2012 공업화학 Vol.23 No.5
본 연구에서는 사람의 뇌와 신경계통에 나쁜 영향을 주는 납 중금속의 식용 수에서 검출을 쉽게 하기 위해 새로운 탄소나노튜브전극의 사용을 제안하였다. 이를 위해 제작된 탄소나노튜브 전극을 작동전극으로 사용하여 증류수와 수돗물 상태에서의 납이온의 민감도 및 검출한계농도를 네모파 양극 벗김 전압전류법을 이용하여 측정하였다. 실험결과, 납 이온의 농도 25∼150 ppb의 범위에서 탄소나노튜브전극에 의한 납이온의 민감도 및 이론적으로 계산된 검출한계농도는 이온수에 근거한 0.1 M 황산전해질에서 12.85uA/uM 및 26 ppb, 수돗물에 근거한 황산전해질에서 10.36uA/uM 및 38 ppb이었다. 실험적으로 납의 검출한계 농도를 측정하였을 때, 증류수 및 수돗물에 근거한 전해질에서 그 값은 4 ppb 및 10 ppb를 나타내었다. 또한, 납의 벗김 반응은 순환 전압 전류법 분석에 의해 표면반응에 의해 진행됨을 알 수 있었다. 이러한 납 민감도는 다른 참고문헌들에 의한 값들과 비교되었고 그 결과 본 연구에 의한 납 분석결과가 더 우수함을 알 수 있었다. In this study, we investigate the use of new carbon nanotube paste electrode (CNPE) for promoting the detection of lead (Pb) heavy metal in the a drinkable water, which negatively affects human brain and nerve system. For the evaluations, CNPE is served as a working electrode, while sensitivity and limit of detection (LOD) of Pb are measured in DI and tap water based electrolytes using squarewave anodic stripping voltammetry (SWASV). As a result of that, in the 25∼150 ppb range of Pb2+ ions, its sensitivity and calculated LOD are 12.85uA/uM and 26 ppb in DI water based 0.1 M H2SO4 electrolyte while they are 10.36uA/uM and 38 ppb electrolytes respectively. In addition, experimentally measured LOD values of Pb are 4 ppb and 10 ppb in the two water electrolytes. The stripping of Pb2+ ion is also controlled by surface reaction. Our experimental data are then compared with those of other already published references. With the comparison, it is proved that our electrode outperforms other electrodes in terms of the sensitivity and LOD of trace Pb metal.
고분자전해질연료전지를 위한 그래핀 기반 PtM 촉매들의 산소환원반응성 연구
양종원,최장군,조한익,박종찬,권용재 한국수소및신에너지학회 2014 한국수소 및 신에너지학회논문집 Vol.25 No.4
In this research, we investigate electrical performance and electrochemical properties of graphenesupported Pt (Pt/G) and PtM (M = Ni and Y) alloy catalysts (PtM/Gs) that are synthesized by modified polyolmethod. With the PtM/Gs that are adopted for oxygen reduction reaction (ORR) as cathode of proton exchangemembrane fuel cells (PEMFCs), their catalytic activity and ORR performance and electrical performance areestimated and compared with one another. Their particle size, particle distribution and electrochemically activesurface (EAS) area are measured by TEM and cyclic voltammetry (CV), respectively. On the other hand, regardingORR activity and electrical performance of the catalysts, (i) linear sweeping voltammetry by rotating disk electrodeand rotating ring-disk electrode and (ii) PEMFC single cell tests are used. The TEM and CV measurementsdemonstrate particle size and EAS of PtM/Gs are compatible with those of Pt/G. In case of PtNi/G, its half-wavepotential, kinetic current density, transferred electron number per oxygen molecule and H2O2 production % areexcellent. Based on data obtained by half-cell test, when PEMFC singlecell tests are carried out, current densitymeasured at 0.6V and maximum power density of the PEMFC single cell employing PtNi/G are better than thoseemploying Pt/G. Conclusively, PtNi/Gs synthesized by modified polyol shows better ORR catalytic activity andPEMFC performance than other catalysts.
임현성,최장군,이현철 대한전기학회 2023 전기학회논문지 P Vol.72 No.1
This paper analyzed internal environmental impact of energy storage device facilities connected to the photovoltaic power generation system. The use of energy storage system is increasing for demanding in new renewable energy (photovoltaic power, wind power, etc.) and adjusting frequency regulation(FR) in system operation. Since fires are concentrated in energy storage systems for connection with renewable energy, it is necessary to find the cause of the fire through analysis of the on-site installation environment and operation. This paper analyzes the internal environmental characteristics of energy storage systems connected to photovoltaic power generation and proposes a safety plan.
유기성폐자원에서 얻을 수 있는 에탄올로부터 전기에너지를 생산하는 바이오 연료전지 개발
정상현,현규환,양종원,최장군,권용재 한국폐기물자원순환학회(구 한국폐기물학회) 2014 한국폐기물자원순환학회 심포지움 Vol.2014 No.1
산업발전에 따라 화석연료의 사용이 증가하였고, 전 세계적으로 온실가스로 인한 지구 온난화 현상이 중요한 문제로 대두되었다. 이로 인한 환경문제와 자원고갈 문제를 개선할 신에너지 개발은 필연적이다. 이 중에서 수소를 연료로 하는 연료전지 발전시스템이 각광받고 있다. 수소와 산소를 전기화학 반응시켜 전기 및 열에너지를 생산하는 연료전지는 고효율, 친환경 미래 핵심 발전설비의 역할을 할 것으로 기대된다. 이러한 연료전지 시스템에서 연료인 수소를 제조하는 과정은 연료전지가 상용화 될 수 있도록 해주는 핵심기술이다. 이를 위해 본 연구에서는 바이오가스인 메탄과 이산화탄소를 줄이면서 수소를 생산할 수 있는 건식개질에서 탁월한 활성과 안정성을 보이는 촉매를 개발하였다. 지지체로는 높은 내열성을 가지고 있는 LaAlO<sub>3</sub> 페로브스카이트형 지지체를 선택하였고, 담지 금속으로는 Ni과 Ni-Co를 동일한 solvo thermal법으로 담지시켜 Ni촉매에 Co를 첨가하였을 때 미치는 영향에 대해 연구하였다. 연구결과 Ni 단일금속을 담지시켰을 때 보다 Ni-Co를 함께 담지시킨 이중금속이 보다 높은 활성을 보이는 것을 확인하였다. 활성테스트의 분석장치로는 GC를 이용하였고, 촉매특성분석은 TEM, XRD를 통해 이루어졌다. 고체고분자연료전지의 산화환원 전극을 위한 촉매개발을 위한 다른 연구에서는 Ethylene glycol을 환원제로 사용하여 Polyol 법으로 Pt-M/C 촉매를 합성하였으며, 전구체로는 Nickle, Copper, Cobalt, Iron을 사용하였다. 그 결과 Pt-Fe/C 촉매는 상용 Pt/C 촉매와 유사한 결과를 보여 고가인 Pt의 양 일부를 Fe로 줄이면서도 비슷한 성능을 나타내는 것을 확인할 수 있었다. 임피던스 측정 결과에서는 Pt 단독으로 사용할 때보다 Pt-Fe을 사용함으로써 계면저항이 줄어드는 것을 확인하였다. 실험 방법으로는 TEM, I-V curve, EIS 등이 사용되었다.