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  • CV (Cyclic Voltammetry) 실험
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      CV (Cyclic Voltammetry) 실험


    【 순환전압전류법 (Cyclic Voltammetry, CV) 


    본 실험은 "분석화학 실험-대한화학회(사이플러스) " 교재를 기반으로 하고 있다.

     

     

    (주)위즈맥 순환전압전류법 실험 구성품  

      

    □ 전기화학 계측장비 

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

     

     

     

     

     

    □ 시약


     

     

    □ 기구



     

     

    ▶ 순환전압전류법(CV) 시약 제조 과정

     

    1) vial(39g)에 증류수(20g)를 준비한다.

     

     

    2. 계량스푼(7g)에 KNO3(2g)을 준비한다. ( 스푼 : 7g )

    ※ 증류수와 KNO3의 비율은 (20:2) 비율로 맞춰준다.

     

     

     

    3. 증류수(20g)에 KNO3(2g)을 녹여준다


     

     

    4. K3Fe(CN)6(1g)을 준비한다. ( 스푼 : 7g )
    ※ 증류수와 KNO3와 K3Fe(CN)6 비율은 (20:2:1) 비율로 맞춰준다.


    5. 증류수(20g)+KNO3(2g)에 K3Fe(CN)6(1g)을 녹여준다

     

     

     

    6. 최종 시약 -> 증류수(20g)+KNO3(2g)+K3Fe(CN)6(1g)


     

     


    ▶ 순환전압전류법(CV) 실험 준비





     

     

    WizECM-1200Premium과 함께 제공되는 Aligator Clip Cable에 Electrode를 물려서 사용한다.




    검정 : CouterElectrode(상대), 빨강 : ReferenceElectrode(기준)
    파랑 : WorkingElectrode(작업), 노랑 : Working Sense Electrode(작업 센싱)


      




    ㈜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



     




    ▶ 순환전압전류법(CV) 실험

     - ㈜위즈맥의 WizEIS-1200Premium 각 파라미터 설명


    그림과 같이 설정하고 시작 버튼을 클릭하면 실험이 시작되고 cv그래프를 얻을 있다. 

     

    빨간선 : 사용자가 HighE, LowE를 설정하여 인가된 전압 (V)
    파란선 : 측정된 전류값 (A)
    x축 : 사용자가 HighE, LowE를 설정하여 인가된 전압값 (V)
    Y축 : 측정된 전류값 (A)


    ▶ 주사속도 ( 위즈맥 파라미터 명칭 : Scanrate ) 변화에 따라 측정된 CV

     

    Scanrate 에 따라서 그래프의 형태가 조금 다르다. 이는 scanrate가 높을수록 그래프를 그리는 속도가 빠르기 때문이다.
    
    여기서 scanrate가 빠르면 그래프 모양이 바뀌는 이유는 산화, 환원종이 있는 화학반응 실험에서는 반응이 일어나기 위해 최소한의 시간이 필요하다. 하지만 scanrate가 매우 빨라지면 반응에 관련된 이온들의 반응속도와 농도에따라 그래프가 그려지기 때문이다. scanrate가 매우 빠르면 인가되는 전압 증가 속도가 빠르고, 측정된 전류를 한 점 한 점, 찍는 시간 조차도 빨라 그 짧은 시간 동안 계면에서의 이온의 분포 및 농도가 다르게 진행되어, scanrate가 늦은 그래프와 차이가 나는 것을 관찰 할 수 있다.  따라서, 주사속도는 CV를 측정할 때 알맞은 scanrate 값을 설정하여 실험을 한 후, 결과 그래프를 분석해야 한다.


    ▶ 확산계수 구하기

     

    다음 식에서 D를 구해보자.

     

    가역반응에서 주사속도와 전류의 관계는 Randles-Sevick의 식으로 설명된다.

     

     

    25℃에서는 다음과 같이 계산할 수 있다.


    이므로

     


    a = 기울기
    A = 전극의 면적 cm2
    C = 산화환원체의 농도 mol/cm3

     




    ㈜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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