[논문]알루미나 멤브레인을 이장한 Ag/AgCl 기준전극의 제작 및 성능시험

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심준보 (한국원자력연구원) , 김시형 (한국원자력연구원) , 백승우 (한국원자력연구원) , 권상운 (한국원자력연구원) , 김광락 (한국원자력연구원) , 정흥석 (한국원자력연구원) , 이한수 (한국원자력연구원) , 안도희 (한국원자력연구원)

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그러나 파이렉스 튜브 기준전극은 전위 안정성이나 재현성은 있지만 유리질 재료의 단점인 쉽게 깨질 수 있어 다루기 어렵고 여러 차례 반복 사용에 문제점이 있어 내구성 향상이 요구된다. 이와 같은 문제점을 개선하기 위해 본 연구에서는 알루미나 튜브 및 동 재료의 멤브레인을 가공하여 Ag/AgCl 기준전극을 제작하여 시험하고 전위 안정성, 재현성 및 반복적인 사용에 따른 내구성이나 취급 용이성 등을 조사하였다.

파손 등의 우려가 없는 특징을 지닌다. 제작된 알루미나 기준전극의 전위값 변화, 전위 안정성, 재현성 및 내구성 등을 확인하기 위하여 U, Gd, La 및 Y 염화물이 함유된 온도 500 0의 LiCl-KCl 공윰염 내에서 Cyclic Voltametry (CV) 측정 및 정전류 전해석출 방법 등으로 실험하였다. CV 실험은 몰리브덴 작업전극에 대해 파이렉스와 알루미나 기준전극을 사용하였으며, 실험 결과를<그림 2 및 3>에 나타내었다.
전극용기의 재료로 알루미나 튜브 및 튜브의 단면을 가공하여 멤브레인을 형성시켜 Ag/AgCl 기준전극을 제작하고 성능시험을 수행하였다. 실험 결과 장시간 사용에도 전위가 안정적으로 유지되었고 동일 조건에서 반복 측정 시에도 재현성이 우수하였으며, 전극을 다룰 때 자주 발생하는 파손의 우려가 매우 낮아 기대하였던 바와 같이 내구성과 취급성이 좋음을 확인할 수 있었다.
본 연구에서는 알루미나 튜브를 이용하여 파이렉스 기준전극과 유사한 구조와 방법으로 알루미나 Ag/AgCl 기준전극을 제조하였다.<그림 1>에 파이렉스 및 알루미나 Ag/AgCl 기준전극의 구조를 나타내었다.

<그림 3-b>는 장시간사용에 따른 전위 안정성 및 재현성을 보여주는 결과이다. 장기간 동안 사용에도 전위가 안정적으로 유지되었으며 동일 조건에서 반복 측정 시에도 재현성이 좋았다. 또한, 전극을 전해조에 설치/ 제거할 때 자주 일어나는 열이나 물리적 충격에 의한 파손은 일정기간 계속해서 사용하였음에도 없었으며 실용적 측면에서도 내구성과 취급성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
장기간 동안 사용에도 전위가 안정적으로 유지되었으며 동일 조건에서 반복 측정 시에도 재현성이 좋았다. 또한, 전극을 전해조에 설치/ 제거할 때 자주 일어나는 열이나 물리적 충격에 의한 파손은 일정기간 계속해서 사용하였음에도 없었으며 실용적 측면에서도 내구성과 취급성이 매우 우수함을 확인할 수 있었다.
제작하고 성능시험을 수행하였다. 실험 결과 장시간 사용에도 전위가 안정적으로 유지되었고 동일 조건에서 반복 측정 시에도 재현성이 우수하였으며, 전극을 다룰 때 자주 발생하는 파손의 우려가 매우 낮아 기대하였던 바와 같이 내구성과 취급성이 좋음을 확인할 수 있었다. 본연구 결과는 앞으로 파이로 공정의 전해기술에서 요구되는 신뢰성이 확보된 기준전극의 활용에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

실험 결과 장시간 사용에도 전위가 안정적으로 유지되었고 동일 조건에서 반복 측정 시에도 재현성이 우수하였으며, 전극을 다룰 때 자주 발생하는 파손의 우려가 매우 낮아 기대하였던 바와 같이 내구성과 취급성이 좋음을 확인할 수 있었다. 본연구 결과는 앞으로 파이로 공정의 전해기술에서 요구되는 신뢰성이 확보된 기준전극의 활용에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

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