반응 실시간 금속 용출 분석용 전기화학 분석장치 및 이를 이용한 금속 용출 분석방법
ELECTROCHEMICAL ANALYSIS DEVICE FOR REACTION REAL-TIME METAL ELUTION ANALYSIS AND METAL ELUTION ANALYSIS METHOD USING THE SAME
특허 요약
본 발명은 가스확산전극(GDE)를 결합할 수 있는 형태의 전기화학 분석장치로서, 전기화학흐름셀(EFC) 및 유도플라즈마 질량분석기(ICP-MS) 또한 결합되어, 모두 연결된(On-line) 형태의 분석 플랫폼을 제공할 수 있는 전기화학 분석장치이다. 또한 상기 전기화학 분석장치는 실제 연료전지 장치의 온도 및 기체 환경을 모사할 수 있으며, 이를 이용하여 가스확산전극의 금속 촉매로부터 전해액에 용해되는 금속 용출량을 측정할 수 있다.
청구항
번호청구항
1

히팅패드;유체흐름플레이트;가스확산전극(GDE)를 포함하는 개스킷(Gasket);및전해액흐름관, 제 1전극, 제 2전극 및 진공트랩을 포함하는 전기화학흐름셀(Electrochemical flow cell; EFC);을 포함하는 전기화학 분석장치로서, 상기 전해액 흐름관은상기 제 1전극 내부로 전해액을 주입하는 전해액 주입부;상기 제 1전극으로부터 배출되는 전해액을 가스확산전극으로 이송하는 제 1배관;상기 전해액이 가스확산전극에 접촉되는 공간인 가스확산전극 접촉부;상기 가스확산전극 접촉부를 지난 전해액을 배출하는 전해액 배출부;상기 가스확산전극 접촉부로부터 전해액 배출부까지의 경로를 연결하는 제 2배관;을 포함하며,상기 제 2배관은 상기 제 2전극이 상기 제 2배관 내부로 일부 삽입되어 있어 전해액이 접촉되도록 하는 것인 전기화학 분석장치.

2

제 1항에 있어서,상기 히팅패드, 유체흐름플레이트, 개스킷 및 전기화학흐름셀은 순차적으로 위치하여 결합되며, 상기 유체흐름플레이트와 전기화학흐름셀은 상기 개스킷으로 밀봉되어 결합된 것인 전기화학 분석장치.

3

제 2항에 있어서,상기 전기화학흐름셀은 상기 개스킷과 대면되는 반대면에 제 1전극 및 제 2전극이 서로 이격되어 형성되며, 상기 제 1전극 및 제 2전극은 상기 전기화학흐름셀 내부로 삽입된 것인 전기화학 분석장치.

4

제 1항에 있어서,상기 전기화학흐름셀의 진공트랩은 전해액흐름관 내부의 기체를 제거하는 것인 전기화학 분석장치.

5

제 1항에 있어서,상기 전기화학 분석장치는 상기 히팅패드와 유체흐름플레이트 사이에 제 1고정플레이트를 더 포함하고, 상기 전기화학흐름셀의 최외부 면에 제 2고정플레이트를 더 포함하며, 상기 제 1고정플레이트 및 제 2고정플레이트에 의해 상기 유체흐름플레이트와 개스킷 및 전기화학흐름셀이 고정된 것이며, 상기 제 2고정플레이트는 상기 전해액흐름관, 제 1전극 및 제 2전극이 전기화학흐름셀에 삽입될 수 있도록 일부분에 개방부가 형성된 것인 전기화학 분석장치.

6

삭제

7

제 1항에 있어서,상기 제 1전극은, 전해액 주입부로부터 주입된 전해액이 상기 제 1전극과 접촉한 후 상기 제 1배관으로 이송하도록 공간부가 형성된 것인 전기화학 분석장치.

8

제 1항에 있어서,상기 전기화학 분석장치는 탈기장치 및 펌프를 더 포함하며,상기 전해액 주입부는 탈기장치 및 펌프와 연결되어 전해액의 정량 투입이 가능한 것인 전기화학 분석장치.

9

제 1항에 있어서,상기 전기화학 분석장치는 유도결합플라즈마 질량분석기(Inductively coupled plasma-Mass spectrometry; ICP-MS)를 더 포함하며, 상기 전해액 배출부에 ICP-MS가 연결된 것인 전기화학 분석장치.

10

제 1항에 있어서,상기 유체흐름플레이트는 개스킷과 접촉하는 면에 주입가스의 흐름을 유도하는 유로가 형성되어 있으며, 상기 유로는 주입가스가 가스확산전극과 접촉하도록 유도하는 것인 전기화학 분석장치.

11

제 10항에 있어서,상기 주입가스는 아르곤, 산소 및 수소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합기체인 것인 전기화학 분석장치.

12

제 1항 내지 제 5항 및 제 7항 내지 제 11항에서 선택되는 어느 한 항의 전기화학 분석장치를 준비하는 단계;상기 전기화학 분석장치의 개스킷에 가스확산전극을 결합하는 단계;상기 전기화학 분석장치의 전기화학흐름셀에 전해액을 주입하는 단계;상기 전기화학흐름셀로부터 배출된 전해액을 유도플라즈마 질량분석기(ICP-MS)로 분석하는 단계;를 포함하는 금속 용출 분석방법.

13

제 12항에 있어서,상기 금속 용출 분석방법은 상기 전기화학 분석장치의 히팅패드를 가열하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 용출 분석방법.

14

제 12항에 있어서,상기 금속 용출 분석방법은 상기 전기화학 분석장치에 주입가스를 주입하는 단계를 더 포함하는 것인 금속 용출 분석방법.

15

제 14항에 있어서,상기 주입가스는 아르곤, 산소 및 수소로 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 혼합기체인 것인 금속 용출 분석방법.

16

제 12항에 있어서,상기 전해액은 HClO4, H2SO4, LiOH, NaOH, KOH, CsOH 로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 혼합물인 것인 금속 용출 분석방법.