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기술자료

DO 갈바닉 전극법 및 폴라로그래픽 전극법

hanains 2020-04-22 17:15:18 조회수 1,062

갈바닉 전극법 & 폴라로그래픽 전극법

 

 

1. 갈바닉(Galvanic) 전극법

 

갈바닉 전극법에서 전극은 음극(cathode)으로 금 또는 백금을 사용하며 이것을 절연하기 위해 그 외부를 유리로 둘러싸고, 이 유리에 은 피막을 도포하여 양극(anode)으로 구성한다.

또한 이 사이에 전해액을 채운 다음 통기성 폴리모 필름(reflon)으로 봉입한다.

갈바닉 전극법은 양극과 음극에 외부에서 전압을 가하지 않고 산화환원 반응을 통해 발생되는 전류를 측정하기 때문에 반응 시간이 길다는 단점이 있다.

 

또한 양극에 전압을 가하지 않으므로 반응 후 침전물과 미생물이 부착해서 센서의 수명이 짧아지게 된다

따라서 이 방법은 교정주기가 짧으며, 교정방법이 복잡하여 숙련된 기술자가 아니면 격막 교체가 어렵다는 문제점을 가지고 있다.

 

 

2. 폴라로그래픽(Polarography) 전극법

 

폴라로그래픽 전극법은 전기화학적 환원반응을 이용한 측정법이다.

, 갈바닉 전극법과 구조는 동일하나 양극에 전압을 가하여 반응 시간을 짧게 하는 방법이다.

이 형태는 현재 상용화된 ppb단위의 용존산소 측정 장치에 가장 많이 선택되고 있다.

 

이 전극법의 측정 원리는 물 속에 녹아있는 산소가 반투과성 멤브레인을 통해 산소 셀 내부로 확산해오며

이 산소가 음극의 금 전극 표면에서 환원되고, 양극의 은 전극에서 산화되는 전기화학적 반응에 의해 발생되는 전류를 측정하는 것이다.

 

, 산화·환원 반응에 의해 발생되는 전류값은 산소의 농도에 비례하므로, 전류 값으로부터 산소의 농도를 추정하게 된다

그리고 양극과 음극에는 외부에서 전압을 가하여 분극시켜 산화환원 반응속도를 증가시킨다.

 

여기서 분극의 정도는 매우 중요한데 음극의 환원반응이 한계전류 밀도범위에 있게 함으로써 측정의 정밀도를 향상시킬 수 있다


측정 방법의 단점으로는 

첫째 출력전류가 매우 작고 안정하지 못하다는 것이고 (상온에서 공기 포화된 물의 경우 수 값임)

둘째 음극재료로 백금이나 금과 같은 귀금속을 사용하기 때문에 센서의 가격이 비싸다는 것이다.

 

 

3. 무격막 전극법

 

음극과 양극을 동심원으로 만들고 다이아몬드 연마석이 회전하면서 전극을 세정한다.

 

전해액으로 폐수 자체가 이용되며 미생물 부착(fouling )이 불가능하며 

전극 수명도 4 5년이며 전극소자 값이 저렴하고 6개월 이상 단위로 교정이나 관리를 하므로 사용이 용이하다는 장점이 있다.

 

그러나 ppb 단위의 정밀한 측정에는 사용할 수 없으며, 민감도가 떨어지는 단점이 있다.

따라서 무격막전극법은 ppm 단위의 측정을 하는 대형 하수처리장이나 위생사업소의 분뇨처리 시설에 많이 이용되고 있다.