CO 가스 산화를 위한 백금/다공성 골드 전극의 개발

국문 초록 (Abstract)

가스 설비의 증가와 함께 가스 사용시 안전관리가 중요해 지고 있다. 그 일환으로 국가적인 차원에서 U-safety시스템 도입이 추진되고 있으며, 이를 위해서는 실시간으로 현장에서 가스 누출에 대한 검지가 가능해야 한다. 탄화수소류로 주로 구성된 가스의 누출 감지는 열저항을 이용하는 방식이지만, 도관에 함께 매설될 시에는 폭발 가능성으로 인해 적용이 불가하다. 이에 상온에서 메탄이나 일산화탄소와 같은 탄화수소류를 전기화학적 촉매 반응으로 검지할 수 있는 방법이 필요하다. 본 연구에서는 다공성 골드 분말을 팰렛 형태로 제조하여 백금 나노입자를 전해 도금법으로 도핑하여, CO의 CO₂ 산화 반응을 유도할 수 있는 촉매 전극을 제조하였다. Pt/PAu 전극의 경우, 약 21%의 CO 전환률을 보여서 탄화수소류의 상온 촉매전환과 함께 전기화학적 센싱이 가능함을 보였다. 이는 추후 메탄 가스 검지에 적용할 수 있는 여지를 마련했다고 판단된다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

Management of gas safety is becoming important with increasing use of gas facilities. U-safety system is being promoted as part of national management of gas, and thus real-time and in-situ gas sensor should be developed. Detection method for When the gas sensor is installed in gas conduit, explosion may be likely, because hydrocarbon gases is usually used the difference of thermal resistance between reference and working electrode. Therefore, it is required to detect the hydrocarbons, such as CH₄ and CO, at room temperature via electrochemically catalytic reaction. In this study, Pt nanoparticle was doped on the porous gold powder by electrolytic plating method, and then it was used as catalytic electrode for CO oxidation. For Pt/PAu electrode, approximately 21% of CO conversion was obtained. It is noted that Pt/PAu electrode could be used to react the oxidation of hydrocarbon gases at room temperature via applying of external voltage.

목차 (Table of Contents)

• 요약
• Abstract
• Ⅰ. 서론
• Ⅱ. 실험방법
• Ⅲ. 결과 및 의견
• Ⅳ. 결론
• 참고문헌

참고문헌 (Reference)

1 이덕동, "폭발성가스 검지용 후막형 반도체 가스센서 어레이 및 그 제조방법"

2 김영훈, "센서 응용을 위한 다공성 골드의 제조" 한국가스학회 12 (12): 32-37, 2008

3 포항산업과학연구원, "고체전해질을 이용한 후막형 이산화탄소 가스 센서 및 그 제조방법"

4 Hero Kim, "Preparation of nanoporous gold using PS bead, Ludox and nanoporous alumina as physical templates" 한국물리학회 9 (9): 88-90, 2009

5 Kim, H, "Preparation of coral-like porous gold for metal ion detection" ELSEVIER SCIENCE 122 (122): 283-287, 2009

6 Saint-Lager, M. C, "Looking by grazing incidence smaa angle x-ray scattering at gold nanoparticles supported on ruile TiO2(110) during CO oxidation" 41 (41): 159-166, 2008

7 Gurlo, A, "Interplay between O2 and SnO2: oxygen ionosorption and spectroscopic evidence for adsorbed oxygen" 7 (7): 2041-2052, 2006

8 Christian, B, "Influence of Charge State on the Mechanism of CO oxidation on Gold Clusters" 130 (130): 1694-1698, 2008

9 Li, Y, "Hydrogen bubble dynamic template synthesis of porous gold for nanoenzymatic electrochemical detection of glucose" 9 (9): 981-988, 2007

10 Jia, F, "Fabrication of nanoporous gold film electrodes with ultrahigh surface area and electrochemical activity" 19 (19): 3648-3653, 2007

11 Du, X, "CO gas sensing by Ultrashin Tin Oxide Films Grown by Atomic Layer Deposition Using Transmission FTIR Spectroscopy" 112 (112): 9211-9219, 2008