분류 전체보기18 [전기화학] 전기 화학 셀 1 1. 전기화학 셀의 유형 및 정의 패러데이 전류가 흐르는 전기화학 셀은 갈바니 셀 또는 전해 셀로 분류된다. 갈바니 셀은 전극이 도체에 의해 외부적으로 연결되었을 때 전극에서 자발적으로 반응이 일어나는 셀이다. 이 셀들은 종종 화학 에너지를 전기에너지로 변환하는 데 사용된다. 상업적으로 중요한 갈바니 셀은 일차 전지인 알칼리성 $ Zn-MnO_2 $셀, 충전된 $ Pb-PbO_2 $ 저장 전지 또는 리튬 이온 전지와 같은 이차 전지 및 연료 전지인 $ H_2-O_2 $ 셀을 포함한다. 전해 셀은 자발적이지 않은 전극 반응이 셀의 개방 회로 전위보다 큰 외부 전압이 인가될 때 구동되는 것을 말한다. 이러한 셀은 전기 에너지를 소비하여 원하는 화학 반응을 수행하기 위해 자주 사용된다. 전해 전지를 포함하는 .. 2022. 10. 29. [전기화학] 전극 과정 개요 5 7.6 용질로서 산화 환원 쌍의 두 산화 환원 형태 일부 시스템에서는 산화 환원 쌍의 산화 환원 형태가 모두 용질로서 존재하며, 그 거동은 우리가 논의한 사례와 현저하게 다르다. 예를 들어, $ Pt/H^+,Br^-/AgBr/Ag $ 셀에 세 가지 변경을 적용한다고 생각해보자. (1) AgBr로 덮인 전극이 아니 AgCl로 덮인 전극을 사용한다. (2) 각 전극에 하나씩, 내부에 프리트(frit)로 분리된 두 개의 구획을 가진 용기를 이용한다. (3) 각 구획에 1M의 HCl을 넣고, Pt 전극의 용액에는 2mM의 Fe($ \textrm{II} $)와 4mM Fe($ \textrm{III} $)를 포함한다. 셀의 구성은 $ Pt/H^+(1M), Cl^-(1M), Fe(\textrm{III})(4mM),F.. 2022. 10. 27. [전기화학] 전극 과정 개요 4 7.3 작업 전극 변경 앞에서 얘기한 셀의 Pt 전극을 수은 전극으로 변경하면, $ Hg/H^+(1M),Br^-(1M)/AgBr/Ag $가 된다. 수은 전극의 산화 환원 쌍을 정의할 수 없기 때문에 여전히 셀의 개방 회로 전위를 계산할 수는 없다. 외부에서 전위를 인가한 후 이 셀의 거동을 살펴보면, 전극의 반응과 관찰된 전류-전위 거동이 이전 사례와 다르다는 것을 알 수 있다. 수은 전극의 전위는 Ag/AgBr 기준 전극에 대해 측정한 수은 전극의 전위를 NHE 기준으로 이동시켜 계산하여 표현할 것이다. 수은의 전위가 음의 전위가 되도록 하면, 열역학적 측면에서 $ H_2 $가 형성될 것으로 예상되는 0V 근처 영역에서 환원 전류가 흐르지 않는다. 열역학은 변하지 않았기 때문에 수소 발생 반응의 평형 .. 2022. 10. 26. [전기화학] 전극 과정 개요 3 6. 전기화학 시스템의 규모 작업 전극의 크기, 전류의 세기, 전류가 전달되는데 걸리는 시간, 실험 섭동의 시간규모, 소모되는 반응물 또는 생성되는 생성물의 질량에 따라 전기화학 시스템의 규모를 특정하는 것이 일반적이다. 이러한 측정값들에 따라 시스템은 커질 수도 작아질 수도 있다. 작업 전극은 수 제곱 나노미터 크기부터 수 제곱미터 크기까지 다양하며, 전류는 피코암페어(pA) 수준부터 수천 암페어 수준까지 커질 수 있다. 전류는 나노초 또는 수년간 지속되어야 하고, 실험적인 섭동의 시간 척도는 무한대에서 나노초까지 확장될 수 있다. 이러한 상한 범위에서, 알루미늄 금속의 산업적 생산이 전기화학 셀에서 전적으로 이루어지며, 세계 경제는 약 5천만 톤을 매년 생산하고 있다. 대부분의 실험에서 모든 구성요소.. 2022. 10. 24. 이전 1 2 3 4 5 다음
