[논문]리튬이온이 첨가된 프루시안 블루의 전기변색 특성 연구

유성종; 임주완; 박선하; 원호연; 성영은

doi:10.5229/jkes.2007.10.2.126

리튬이온이 첨가된 프루시안 블루의 전기변색 특성 연구
Electrochromic Properties of Li+-Modified Prussian Blue 원문보기

전기화학회지 = Journal of the Korean Electrochemical Society, v.10 no.2, 2007년, pp.126 - 131

유성종 (서울대학교 화학생물공학부) , 임주완 (서울대학교 화학생물공학부) , 박선하 (서울대학교 화학생물공학부) , 원호연 (한화석유화학 중앙연구소) , 성영은 (서울대학교 화학생물공학부)

초록
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[ $Li_+$ ]를 기반으로 하는 비수용액 전해질에서 Prussian blue가 degradation이 없이 구동할 수 있도록 소재를 design하고 제조하여 전기화학적 변색특성을 연구하였다. Prussian blue는 ITO가 코팅되어 있는 유리판위에 일정전류-전착법으로 코팅을 했고, 이 때 사용된 코팅 용액은 $FeCl_3,\;K_3Fe(CN)_6$을 deionized water에 녹이고, HCl, KCl, LiCl을 각각 넣었다. 전기화학적 변색특성을 비교하기 위해 continuous와 pulse potential cycle 하는 동안 transmittance 변화를 in-situ He-Ne laser를 이용하여 측정하였고, electroactive layer thickness를 통해 degradation된 정도를 실험하였다.

Abstract ▼ AI-Helper

The durability problem of Prussian blue in non-aqueous $Li_+$-based electrolytes has been due to the degradation of the Prussian blue electrode matrix during the insertion/extraction processes by $Li_+$. In this work, we designed and synthesised the Prussian blue without reducing the electrochromic performance in non-aqueous $Li_+$-based electrolytes. Prussian blue was electrodeposited on a glass which has ITO coating, and the coating solution is a mixture solution of $FeCl_3\;and\;K_3Fe(CN)_6$ with deionized water added HCl, KCl, and LiCl, respectively. The durability of Prussian blue was evaluated by an in-situ transmittance measurement during a continuous and pulse potential cycling test, and measured by electroactive layer thickness due to evaluating the degradation.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서 본 연구 팀은 Li+를 기반으로 하는 전해질에서 PB 막의 degradation없이 안정적으로 구동할 수 있는 소재를 구현하데 목표를 두었다. 이를 위해서는 PB 막 제조 시 KF신에 Li4를 넣어 Li+에 대한 PB 막의 손상을 막고, 직접적으로 Li+가 PB의 변색/탈색 이온으로 사용하게 하였다.

제안 방법

Li+를 기반으로 하는 전해질에서 장시간 cycle 구동 시 degradation 이없는 Li+ modified-PB 막을 제조하였다. 이를 평가하기 위해 K+가 없이 H+만 있는 박막, K+만 들어간 박막, Li+만 들어간 PB 박막을 각각 만들었다.
따라서 본 연구 팀은 Li+를 기반으로 하는 전해질에서 PB 막의 degradation없이 안정적으로 구동할 수 있는 소재를 구현하데 목표를 두었다. 이를 위해서는 PB 막 제조 시 KF신에 Li4를 넣어 Li+에 대한 PB 막의 손상을 막고, 직접적으로 Li+가 PB의 변색/탈색 이온으로 사용하게 하였다. 이를 평가하기 위해세 가지의 PB 박막을 준비하였는데 첫 번째는 K+가 없이 H+만 있는 PB 막을 만들었고, 두 번째는 K+만 들어간 박막, 세 번째는 Li+만 들어간 PB 박막을 만들었다.
Li+를 기반으로 하는 전해질에서 장시간 cycle 구동 시 degradation 이없는 Li+ modified-PB 막을 제조하였다. 이를 평가하기 위해 K+가 없이 H+만 있는 박막, K+만 들어간 박막, Li+만 들어간 PB 박막을 각각 만들었다. 전기변색 특성은 continuous 또는 pulse potential을 가하면서 in-situ로 He-Ne laser를 이용하여 transmittance를 측정하였고, ELT를 측정하였다.
이를 위해서는 PB 막 제조 시 KF신에 Li4를 넣어 Li+에 대한 PB 막의 손상을 막고, 직접적으로 Li+가 PB의 변색/탈색 이온으로 사용하게 하였다. 이를 평가하기 위해세 가지의 PB 박막을 준비하였는데 첫 번째는 K+가 없이 H+만 있는 PB 막을 만들었고, 두 번째는 K+만 들어간 박막, 세 번째는 Li+만 들어간 PB 박막을 만들었다. 전기변색 특성은 potential을 가하면서 in-situS- He-Ne laser (632.
이를 평가하기 위해 K+가 없이 H+만 있는 박막, K+만 들어간 박막, Li+만 들어간 PB 박막을 각각 만들었다. 전기변색 특성은 continuous 또는 pulse potential을 가하면서 in-situ로 He-Ne laser를 이용하여 transmittance를 측정하였고, ELT를 측정하였다. Li+ modified-PB 막은 KU 가 들어간 박막보다 안정성에서 뛰어남을 확인하였다.
이를 평가하기 위해세 가지의 PB 박막을 준비하였는데 첫 번째는 K+가 없이 H+만 있는 PB 막을 만들었고, 두 번째는 K+만 들어간 박막, 세 번째는 Li+만 들어간 PB 박막을 만들었다. 전기변색 특성은 potential을 가하면서 in-situS- He-Ne laser (632.8 nm)를 이용하여 transmittance를 측정하였다.

이론/모형

KC1)을 기준전극으로 사용하여 Potentiostat/ Galvanostat 장비를 이용해 일정 전류 법으로 -5~-100μAcm-2 범위 내의 단위 면적당 전류량으로 PB를 전착하였다

성능/효과

전기변색 특성은 continuous 또는 pulse potential을 가하면서 in-situ로 He-Ne laser를 이용하여 transmittance를 측정하였고, ELT를 측정하였다. Li+ modified-PB 막은 KU 가 들어간 박막보다 안정성에서 뛰어남을 확인하였다.
따라서 K+가 포함된 PB 막은 Li+를 기반으로 하는 비수용액 전해질에서는 안정성과 전기변색 특성이 떨어진다고 할 수 있다. 본 연구는 Li+를 기반으로 하는 비수용액 전해질에서 Li+로 modify된 PB는 안정성이 크며 전기변색 특성이 뛰어난 소재라는 것을 알 수 있었다.

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