최근 전기화학적 제염(electrochemical desalination) 기술의 발전은 염수의 활용을 가능하게 했다. 특히 축전식 탈염(capacitive deionization, CDI)은 높은 에너지 효율과 경제적 타당성을 바탕으로 염을 제거할 수 있으나, 장기 운전에서 탄소 전극의 열화(degradation)에 의해 적용성이 저해되는 문제에 직면해 있다. 본 연구에서는 CDI 시스템의 안정성 문제를 야기하는 탄소 전극의 표면 전기화학 및 파라데이 반응(Faradaic reactions)에 대해 철저한 조사를 수행하였다. 모델 시스템으로 무처리(맨) CDI(bare CDI) 및 막 분리 CDI(membrane CDI, MCDI)를 사용하여, 전극 전위와 pH에 의해 지배되는 열역학 및 동역학 하에서 물 또는 산소와 탄소 전극 사이에서 일어나는 다양한 전기화학 반응을 규명하였다. 그 결과, CDI 및 MCDI 시스템에서 발생하는 물리화학적 변화를 추적함으로써 CDI에서 진행되는 파라데이 반응에 대한 포괄적인 개요를 구축하였다.

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