본문 바로가기
KERD
논문KCI 등재

LiCl-KCl 고온 용융염 내 UCl3 및 GdCl3의 전기화학적 거동 연구

Electrochemical Behavior of UCl3 and GdCl3 in LiCl-KCl Molten Salt

박용준|배상은|민슬기|송규석
한국전기화학회 (The Korean Electrochemical Society)|2009.08|전기화학회지 (Journal of the Korean Electrochemical Society)|제12권 제3호|pp. 276-281

1

조회

0

다운로드

0

인용

0

참고문헌

주제분류화학

초록

본 연구는 고온화학공정에 사용할 전기화학적 센서 기술 개발의 사전 연구로서 고온 LiCl-KCl 공융염에 UCl3나 GdCl3를 녹여 U3+와 Gd3+의 전기화학 반응을 조사하였다. U3+는 고온 LiCl- KCl 용융염내에서 −0.2 V/−0.35 V에서 U4+로의 산화/환원반응의, −1.51 V/−1.35 V에서 전착/해리 반응전류의 피크를 나타내었다. Gd3+의 경우 −2.15 V에서 전착반응 피크를, −1.9 V에서 산화해 리전류 피크를 나타내었다. U3+와 Gd3+의 혼합 고온 용융염에서는 Gd3+의 전착 피크가 양의 전 위로 이동하였다. 일정전류법의 결과는 시간이 지남에 따라 전위값이 일정해졌으며 그 전위값은 전해질 내 반응물의 환원전위값과 일치하였다. 노멀펄스전위법과 직각파전위법은 두 원소의 정성 분석을 위한 좋은 전기화학적 방법론임을 보였으며 특히 노멀펄스전위곡선을 미분한 결과는 사용된 다른 방법에 비해 반응전류의 피크분리가 잘 일어났다.

Abstract

Electrochemical behaviors of U3+ and Gd3+ were investigated in LiCl-KCl eutectic molten salt by using various electrochemical techniques. The electrodeposition and dissolution currents for uranium show the maximum at −1.51 V and −1.35 V, respectively while, for gadolinium, at −2.15 V and −1.9 V, respectively. In case of LiCl-KCl molten salt containing both of U3+ and Gd3+, the peak potential of electrodeposition of gadolinium shifts to more positive potential than in the solution without U3+. The potentials in chronopotentiometric data suddenly dropped to negative value as soon as the reduction currents were applied and became constant at the potential around which the U3+ and Gd3+ are electrodeposited. The results of normal pulse voltammetry (NPV) and square wave voltammetry show that those methods can be used to qualitatively analyze the elements in the melts. Especially, the differentiation of NPV result was found to be useful for the separation of the peaks of which potentials are close each other.

참고문헌 (20)

  1. P. N. Pearson, "Atmospheric carbon dioxide concentrations over the past 60 million years", Nature, 406, pp.695~ (2000)
  2. 조동건, "파이로공정 시설 개념설계를 위한 기준 사용후핵연료 선정", 방사성폐기물학회지, 6(3), pp.225~232 (2008), 한국방사성폐기물학회
  3. 유재형, "고온전해분리 기술의 개요 및 기존 핵연료주기 대체 기술로서의 적합성 검토", 방사성폐기물학회지, 5(4), pp.283~295 (2007), 한국방사성폐기물학회
  4. O. Shirai, "Electrode reaction of plutonium at liquid cadmium in LiC-KCl eutectic melts", J. Electroanal. Chem, 490, pp.31~36 (2000)
  5. T. Nagai, "Redox equilibrium of U4+", U3+ in molten NaCl-2CsCl by UV-Vis spectrophotometry and cyclic voltammetry, 2005, pp.42, 1025~1031
  6. Y. D. Yan, "Electrochemical study of the codeposition of Mg-Li-Al alloys from LiCl-KCl-MgCl2-AlCl3 melts", J.Appl. Electrochem, 39, pp.455~461 (2009)
  7. J. Serp, "Electroseparation of actinides from lanthanides on solid aluminum electrode in LiCl-KCl eutectic melts", J. Electrochem. Soc, 152, pp.C167~C172 (2005)
  8. H. Kawamura, "Electrodeposition of cohesive carbon films on aluminum in a LiCl-KCl-K2CO3 melt", J.Appl. Electrochem, 30, pp.571~574 (2000)
  9. M. R. Bermejo, "Cathodic behaviour of europium(III) on glassy carbon, electrochemical formation of Al4Eu, and oxoacidity reactions in the eutectic LiCl-KCl", J. Electroanal. Chem, 603, pp.81~95 (2007)
  10. L. Cassayre, "On the formation of U-Al alloys in the molten LiCl-KCl eutectic", J. Nucl. Mater, 378, pp.79~85 (2008)
  11. T. J. Kim, "Application of a chronoamperometric measurement to the on-line monitoring of a lithium metal reduction for uranium oxide", J. Nucl. Mater, 375, pp.275~279 (2008)
  12. 박용준, "EPR Investigation on a Quantitative Analysis of Eu(II) and Eu(III) in LiCl", KCl Eutectic Molten Salt, 2008, pp.29(1), 127~129[DOI]
  13. T. J. Kim, "EPR and luminescence studies of Eu(II) magnetically diluted in LiCl-KCl salt", J. Lumin, 127, pp.731~734 (2007)
  14. P. Masset, "Electrochemistry of uranium in molten LiCl-KCl eutectic", J. Electrochem.Soc, 152, pp.A1109~A1115 (2005)
  15. Y. J. Park, "A Quartz Tube Based Ag", Ag+ Reference Electrode with a Tungsten Tip Junction for an Electrochemical Study in Molten Salts, 2009, pp.30(1), 133~136[DOI]
  16. O. Shirai, "Electrochemical behavior of actinide ions in LiCl-KCl eutectic melts", J. Alloys Comp, 273, pp.685~688 (1998)
  17. K. Serrano, "Electrochemical reduction of trivalent uranium ions in molten chlorides", J. Appl.Electrochem, 29, pp.497~503 (1999)
  18. E. Herrero, "Underpotential deposition at single crystal surfaces of Au, Pt, Ag and other materials", Chem. Rev, 101, pp.1897~1930 (2001)
  19. J. Serp, "Separation of plutonium from lanthanum by electrolysis in LiCl-KCl onto molten bismuth electrode", J. Nucl. Mater, 340, pp.266~270 (2005)
  20. M. R. Bermejo, "The electrochemistry of gadolinium in the eutectic LiCl-KCl on W and Al electrodes", J.Electroanal. Chem, 588, pp.253~266 (2006)

관련 논문AI추천

Electrochemical extraction of uranium on the gallium and cadmium reactive electrodes in molten saltNovoselova Alena, Smolenski Valeri한국원자력학회 · Nuclear Engineering and Technology2024 · 제56권 제1호Chlorination pathways of lanthanide and actinide oxides in LiCl-KCl molten salt: Electrochemical and spectroscopic studies김태형, 박태홍, 배상은, 정찬용, 정화경, 조혜륜, 차한림한국원자력학회 · Nuclear Engineering and Technology2025 · 제57권 제8호Rare earth removal from pyroprocessing fuel product for preparing MSR fuel백승우, 윤달성, 이창화한국원자력학회 · Nuclear Engineering and Technology2024 · 제56권 제3호LiCl-Li2O 용융염에서 타이타늄 산화물의 전해환원 특성이정, 김성욱, 이상권, 최은영, 허진목한국전기화학회 · 전기화학회지2015 · 제18권 제4호LiCl-KCl 공융염 내 LaCl3의 산화분리에 관한 연구김나영, 박환서, 안도희, 유재욱, 은희철, 이태교, 조인학, 최정훈, 한승엽공학기술연구원 · 공학기술논문지2015 · 제8권 제4호용융 LaCl3-KCl 2성분계 혼합염의 전기전도도김기호한국표면공학회 · 한국표면공학회지2014 · 제47권 제1호

이 간행물의 다른 논문 (11건)

리튬 이온전지의 안전성을 구현하기 위한 난연성 전해액의 설계김성수, 신순철, 나루카와 사토시, 차은희, 최남순pp. 203-218직접메탄올연료전지 시스템에서의 수소이온고분자전해질막의 역할 및 현황김혜경pp. 219-233Optical Excitation and Emission Spectra of YNbO4:Eu3+이은영, 김영진pp. 234-238리튬 이차 전지를 위한 음극 활물질 표면의 코팅으로 인한 전기화학적 특성 및 안전성고성태, 허윤정pp. 239-244Proton Conducting Membrane based on Crosslinked Sulfonated Polyimide for Direct Methanol Fuel Cell주민주, 김완근, 박정기, 성경아, 오근환pp. 245-250
원문 보기