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  • CP (ChronoPotentiometry) 분석법
  •      CP (Chrono Potentiometry)
     
      CP (ChronoPotentiometry) 분석법
    【 CP (Chrono Potentiometry) 】

    ▶ 개요
    정전류( GalvanoStat Mode)방식을 이용한 분석법으로서 가장 대표적인 방법으로서 정전류를 인가하면서 전압을 측정함으로서 정전류를 유지하기 위해서 시료의 저항이 변화되면 전압을 변화시키는 원리를 이용한 것이다.
    즉, GalvanoStat가 설정된 정 전류를 유지하기 위해 변화시키는 전앖값을 관찰하면 시료의 저항변화를 관찰 할 수 있는 원리이다.

    전극에서 전위의 변화율을 정전류로 측정하는 전기분석의 한 형태이다.
    전해액을 정지 상태로 유지하고, 지시 전극과 보조 전극간에 일정한 전류를 흘려, 지시 전극 전위의 시각적 변화를 추적하는 분석법이다.

    가장 기본적인 정전류 실험이며, 전류단계가 전기화학 셀에 적용된다.


    ▶ CP 분석법


     □ Pulsed Chrono Potentiometry 분석법

    가. Pulsed Chrono Potentiometry 모드




    그림1. <Pulsed Chrono Potentiometry 정전류 회로의 블록도>



    나. Pulsed Chrono Potentiometry 파형



    그림2. <Pulsed Chrono Potentiometry 모드에서 인가 전류의 변화도>


    다. Pulsed Chrono Potentiometry 입력 파라미터


    그림3. <Pulsed Chrono Potentiometry 모드 파라미터>




     □ Constant Chrono Amperometry 분석법



    가. Constant Chrono Potentiometry 모드






    그림4. <Constant Chrono Potentiometry 정전류 회로의 블록도>





    나. Constant Chrono Potentiometry 파형



    그림5. <Constant Chrono Potentiometry 모드에서 인가 전류의 변화도>






    다. Constant Chrono Potentiometry 입력 파라미터



    그림6. <Constant Chrono Potentiometry 모드 파라미터>


    ▶ CP 분석법 실험 예시

    □ 2전극계에서 저항(R)이 존재할 때
    2극계에서 저항(1k Ohm)이 존재할 경우, 입력 전류에 따라 옴의 법칙(V=IR)에 의한 전압이 측정된다.

    ※ Pulsed Chrono Potentiometry 모드에서는 인가 전류가 High, Low가 있으며 일정 시간 동안 인가되는 방식으로 1Kohm을 연결한 상태에서 전류 1mA 인가하여 측정하면 전압 1V가 Pulse 형식으로 측정이 된다.

    그림7. <Pulsed Chrono Potentiometry 측정 데이터>

    ※ Constant Chrono Potentiometry 모드에서는 +, - 한쪽 방향으로 일정한 전류를 인가하는 방식으로 1Kohm을 연결한 상태에서 +방향으로 1mA 인가하여 측정하면 전압 1V가 측정이 된다.


    그림8. <Constant Chrono Potentiometry 측정 데이터>


    □ 2전극계에서 커패시터(C)가 존재할 때
    CP 분석법은 슈퍼 캐패시터 및 배터리 충방전 측정할 때 쓰인다. 전기화학 회로에 캐패시터 성분이 존재할 경우 High Current를 인가한 순간에 충전을 하고, Low Current를 인가하면 방전이 된다. 정전류를 인가하고 전압의 흐름을 관찰 하는것인데 전압이 높은 값을 나타낼수록 커패시터의 정전용량이 좋은 것을 의미한다. 전기화학 회로에서는 이를 반복적으로 수행하면서 충방전 재현성을 확인할 수 있다. 재현성이 좋다며 충방전 주기를 반복하는 동안 동일한 값을 유지하게 된다. 재현성이 좋지 않으면 충방전 주기가 반복되면서 충방전되는 정도가 떨어지게 된다. 재현성이 좋을수록 성능이 좋은 캐패시터 성분을 가졌다고 말할 수 있다.

    ※ Pulsed 모드와 Constant 모드에서 충방전 실험이 가능하며 실험 방식의 차이가 있다.

    ▶ Pulsed Chrono Potentiometry 모드
    Pulsed 모드에서 충방전 방식은 시간에 따른 전류를 인가하는 방식으로 전압이 측정된다. 일정 시간동안 충전이 되었다가 설정한 시간이 되면 바로 방전을 전류가 인가되는 가장 기본적인 펄스파형을 인가하는 방식이다.
    아래와 같이 Pulse Period를 5초로 설정하면 5초동안 한 주기의 펄스 전류파형이 인가되는 방식이다. 


    그림9. <Pulsed Chrono Potentiometry 측정 데이터>


    ▶ Constant Chrono Potentiometry 모드
    Constant 모드에서의 충방전 방식은 최대 전압, 최소 전류를 설정하여 전압이 설정한 최대값과 최소값에 도달하도록 충전, 방전을 하는 방식이다. 예를 들어 최대 전압을 1V 설정하면 측정되는 전압이 1V까지 설정한 충전 전류를 인가하고 최소 전압을 0V로 설정하면 1V에서 0V까지 도달할때까지 설정한 방전 전류를 인가한다.



    그림10. <Constant Chrono Potentiometry 측정 데이터>



    □ Pulsed Chrno Potentiometry 3전극 전해셀 실험  

    ▶ 전기화학 계측장비 

     - WizEIS-1200Premium (Current Range : 2A~10nA)  

                    

     

     시약



     시약 제조  

     CP 실험을 위해서 증류수(20g), KNO3(2g), K3Fe(CN)6(1g)을 준비한다.


     





    [ X축을 시간으로 나타날때, 정전류에 의한 이온농도변화 => 전압변화 ]



    ㈜위즈맥 전기화학 계측기 기본모델
    기초적인 전기화학 실험이 가능한 Potentiostat/Galvanostat/EIS 
    기능으로 구성된 고성능 모델






    측정 시료의 내부 상태 변화를 해석하기 위한 
    임피던스 Curvefitting 프로그램 
    배터리 분야에서 필수적인 응용 프로그램
    내부상태 파라미터 추출을 통해 노화 상태, 충전상태, 고장유무, 
    수명 예측의 판단이 가능한 전기화학 고성능 모델 및 프로그램






    ㈜위즈맥 전기화학 충방전기 시스템
    • 배터리 테스트를 위한 고성능 다채널 배터리 충방전기 시스템
    • Potentiostat/Galvanostat/EIS 회로로 구성된 배터리 충방전기 시스템
    • 기본은 8채널로 구성되어 있으며 Rack 과 호환되어 최대 64채널까지 확장 가능한 장비(8채널 * 8줄)
    • 전류 범위는 최소 100mA ~ 10A 까지 포괄적이며 저전류, 중전류, 고전류 모델로 구성되어 코인셀, 파우치 등 시료에 따라 제품 구성이 가능



    • 충방전기 시스템에 제공되는 다기능 맞춤형 소프트웨어
    • 8채널별 프로그램 관리, 최대 64채널 관리 프로그램
    • 사용자가 직접 배터리 테스트의 절차를 편집 및 테이블 형식으로 시퀀스를 편집 가능한 특성을 가짐 



    최대 400watt 고전류 전기화학 
    배터리 테스트 시스템
    내부상태 파라미터 추출을 통해 노화 상태, 충전상태, 고장유무, 
    수명 예측의 판단이 가능한 전기화학 고성능 모델 및 프로그램



    ㈜위즈맥 전기화학 계측기 MultiChannel 모델
    Potentiostat/Galvanostat/EIS 동시 측정이 가능한 
    고성능 다채널 시스템


    ㈜위즈맥 전기화학 계측기 포터블
    MultiChannel 모델
    저전류 범위와 소형 사이즈의 
    전기화학 계측기 포터블 시리즈
    바이오, 수질, 가스센서 등 저전류 범위에 
    맞춤형 모델





    


    
    

    ※ 전기화학 데이터 분석 알고리즘 항목

    수학 분석법에 대해 더 자세히 알고 싶다면 
    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=670&Sub_No=8

    일반 전기화학 분석법에 대해 더 자세히 알고 싶다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=671&Sub_No=8

    부식 분석법에 대해 더 자세히 알고 싶다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=672&Sub_No=8

     


     


     


     

    CV실험의 구체적인 방법 및 절차에 대해서 궁금하다면 

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=257&Sub_No=8

    전기화학을 더 이해하기 위하여 전기화학 전극과 전기확 셀에 대하여 이해가 필요 하다.

     

    전기화학 전극( Electrochemistry Electrode ) 및 셀의 더 자세한 자료를 원하신다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=366&Sub_No=8

    PotentioStat를 이용하여 분석을 하기 위해서는 분석법에 대한 이해가 더 필요할수 있다.

     

    전기화학 분석법의 더 자세한 자료를 원하신다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=189&Sub_No=8

    또한 전기화학 전극의 종류와 특성에 대해 설명한 자료가 있다.

     

    기준 전극( Reference Electrode ) 의 더 자세한 자료를 원하신다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=135&Sub_No=8

     

    카운터 전극( Counter Electrode ) 의 더 자세한 자료를 원하신다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=137&Sub_No=8

     

    워킹 전극( Working Electrode ) 의 더 자세한 자료를 원하신다면

    http://www.wizmac.com/2015/lecture/board01_view.htm?No=136&Sub_No=8


     

    전기화학 전문기업이 직접 개발 공급하는 


    ㈜위즈맥 전기화학 솔루션 개발

    전기화학을 이용한 제품 개발 솔루션 제공 

    임피던스 측정 솔루션 

    http://www.wizmac.com


    
     

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