KR20110025237A - 전해 전지에서 금속 산화물을 환원시키는 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전해 전지에서 고체 상태의 티타니아와 같은 금속 산화물을 환원시키는 방법에 관한 것이다. 상기 전해 전지는 양극, 음극 및 용융 전해질을 포함한다. 상기 전해질은 상기 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온을 포함하는 것이다. 상기 고체 상태의 금속 산화물은 상기 전해질에 침지되어 있다. 본 발명의 방법은, 상기 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온이 금속의 형태로 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 전위에서 상기 전지를 구동시킴으로써, 상기 금속 산화물을 환원시키는 단계를 포함한다.

Description

전해 전지에서 금속 산화물을 환원시키는 방법{REDUCTION OF METAL OXIDES IN AN ELECROLYTIC CELL}

본 발명은 전해 전지에서 고체 상태의 금속 산화물을 환원시키는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 본 출원인에 의해 수행된 티타니아(TiO₂)의 고체 상태 환원 반응에 관한 연구 프로젝트를 진행하는 과정에서 이루어진 것이다.

위의 연구 프로젝트를 진행하는 과정에서, 본 출원인은 전지의 양극을 형성하는 흑연 도가니, 상기 도가니내의 용융 CaCl₂계 전해질 푸울(pool)및 고체 티타니아를 비롯한 일정한 범주의 음극을 포함하는 전해 전지를 사용하여 티타니아의 환원 반응에 관해 실험 작업을 수행하였다.

이와 같은 실험 작업의 목적은 케임브리지 유니버시티 테크니컬 서비스 리미티드(이하, "케임브리지"라 약칭함)의 명의로 출원된 국제 특허 출원 PCT/GB99/01781호(국제 공개 번호 WO99/64638호) 및 당해 출원의 발명자들에 의해 발표된 기술 논문에 보고되어 있는 결과를 재현하고자 함에 있었다.

상기 케임브리지 명의의 국제 특허 출원 공보에는, 야금 전기 화학 분야에 있어서 특정한 "발견"에 따른 2가지 잠재적인 특허 출원의 가능성이 개시되어 있다.

그중 한가지 특허 출원의 과제는 금속 산화물로부터 금속을 직접 생성하는 것이다.

상기 특허 출원 공보의 본문 내용에 따르면, 위에서 언급한 "발견"은, 전해 전지를 금속 산화물에 함유된 산소를 이온화시키는데 사용하여 그 산소를 전해질에 용해시킨다는 구체예에 관한 것이다. 상기 케임브리지의 국제 특허 출원 공보에는, 금속 산화물을 음극으로 하는 전해 전지에 적당한 전위를 인가할 경우에, 반응이 일어나서 산소가 이온화되고, 차후에 전지의 전해질에 용해될 수 있다는 내용이 개시되어 있다.

유럽 특허 출원 제 9995507.1호는 상기 케임브리지의 국제 출원으로부터 파생된 것으로서, 유럽 특허청에 특허 등록된 바 있다.

상기 유럽 특허 출원의 특허 등록된 청구항에는, 구체적으로 금속 산화물(예: 티타니아)을 전해 반응에 의해 환원시키는 방법이 정의되어 있으며, 이 방법은 상기 금속 산화물로 이루어진 전극에서 전해 전지를 전해질중의 양이온이 전극의 표면상에 전착하는 전위(deposition potential)보다 낮은 전위로 구동시키는 단계를 포함한다.

상기 케임브리지의 유럽 특허 출원은 상기 전착 전위가 무엇을 의미하는지 정의하지 않았으며, 특정 양이온에 대한 전착 전위의 값을 보여주는 구체적인 실시예도 게재하지 않고 있다.

그러나, 케임브리지측 대리인에 의해 유럽 특허청에 2001년 10월 2일자로, 최종 허여된 청구항의 제출에 선행하여 제출된 서류에 의하면, 당해 출원인이 상기 전해질의 전착 전위가 전해질중의 양이온의 전착 전위를 의미한다고 확신함을 알 수 있다.

구체적으로, 상기 제출 서류 제5면에서는 다음과 같이 서술하고 있다:

"전술한 두번째 장점은 본 발명을 전해질의 전착 전위 이하에서 실시함으로써 어느 정도 달성할 수 있다. D1과 D2로 표시된 바와 같이 그보다 높은 전위를 사용할 경우에는 전해질중의 양이온이 금속 또는 반금속 화합물상에 전착된다. D1의 실시예에서는, 칼슘 전착을 유발하므로 칼슘이라는 반응성 금속을 소비하게 된다. -(중략)- 본 방법을 수행하는 동안에, 전해 양이온은 음극상에 전착되지 않는다."

그러나, 케임브리지의 발견과 달리, 본 출원인에 의해 수행된 실험 결과에 의하면, 전해 전지를 전해질중의 Ca⁺⁺ 양이온이 Ca 금속 형태로 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 전위에서 구동시키는 것이 필수적이라는 사실이 확립되었다.

따라서, 본 발명은 전해 전지에서 고체 상태의 금속 산화물을 환원시키는 방법을 제공한다.

여기서, 상기 전해 전지는 양극, 음극 및 용융 전해질을 포함하고, 상기 전해질은 상기 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온을 포함하는 것이며, 상기 고체 상태의 금속 산화물은 상기 전해질에 침지되어 있다. 이와 같은 본 발명의 방법은, 상기 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온이 금속의 형태로 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 전위에서 상기 전지를 구동시킴으로써, 상기 금속 산화물을 환원시키는 단계를 포함한다.

본 발명은 전해 전지에서 고체 상태의 금속 산화물을 환원시키며, 특히 티타니아의 전기 화학적 환원 반응을 수행하는데 성공적이다.

도 1은 전해 전지의 개요도이다.
도 2 및 도 3은 각각 실험중에, 그리고 실험 초기 단계에서 인가된 전압과 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4 및 도 5는 회수된 두 가지 펠릿의 수평 횡단면을 보여주는 SEM(scanning electron microscrope; 주사 전자 현미경) 영상 사진이다.
도 6 및 도 7은 두가지 펠릿의 EPMA(electron probe micro-analyzer; 미세조직 성분 분석기) 분석 결과를 보여주는 그래프이다.
도 8은 실험 초기 단계에서 인가된 전압과 전류의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 9는 환원 반응 후의 샘플 표면과 순수한 SiO₂의 스펙트럼을 비교한 것이다.
도 10은 환원 반응후의 SiO₂ 펠릿의 구조를 보여주는 사진이다.
도 11 내지 도 13은 도 10에 도시된 사진중 3개 지점(P8-10)에서의 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 14 및 도 16은 환원 반응후에 펠릿에서 발견된 규소 결정 사진이다.
도 15는 도 14에 도시된 결정의 스펙트럼이다.
도 17은 도 16중 1개 지점(Point A)에서의 스펙트럼이다.

현 단계에서 본 출원인이 전해 전지의 메카니즘을 극명하게 파악하고 있는 것은 아니다.

그럼에도 불구하고, 이하에서 가능한 전지 메카니즘을 개괄적으로나마 살펴보고자 하나, 이하에 언급한 사항을 이론으로서 고수하고자 하는 의도는 아님을 밝혀둔다.

본 출원인에 의해 수행된 연구 결과, Ca 금속이 전해질에 용해됨을 증명하였다. 본 출원인이 확신하는 바로는, 이러한 Ca 금속은 적어도 전지의 구동 초기 동안에는, Ca⁺⁺ 양이온이 Ca 금속 형태로 음극의 전도성 영역상에 전착한 결과 얻어지는 것이다.

실험은 CaCl₂계 전해질을 사용하여 CaCl₂ 의 분해 반응 전위보다 낮은 전지 전위에서 수행하였다. 초기에 음극상에 Ca 금속이 전착되는 것은 전해질중의 CaO로부터 유도된 Ca⁺⁺ 양이온과 O^__ 음이온의 존재에 기인하는 것으로 사료된다. CaO의 분해 반응 전위는 CaCl₂의 분해 반응 전위보다 낮다. 이와 같은 전지 메카니즘에 있어서 전지의 구동은, 적어도 전지 구동의 초기 단계 동안에는, CaO의 분해 반응에 의존하며, CaO의 분해 반응에 따라 Ca⁺⁺ 양이온은 음극으로 이동하여 Ca 금속으로 전착되고, O^__ 음이온은 양극으로 이동하여 CO 및/또는 CO₂를 형성한다(양극이 흑연 양극인 경우).

본 출원인은, 음극의 전도성 영역상에 전착된 Ca 금속은 전지 구동의 초기 단계에서는 분리된 상으로서 주로 전착되고, 그 후에는 전해질에 용해되어 양극내의 티타니아 부근으로 이동함으로써 티타니아의 화학적 환원 반응에 참여한다는 것을 확신한다.

또한, 전지 구동의 후기 단계 동안에는, 음극상에 전착된 일부의 Ca 금속이 부분적으로 탈산소화된 티탄상에 직접 전착되고, 이어서 티탄의 화학적 환원 반응에 참여함을 확신한다.

나아가, O^-- 음이온은, 일단 티타니아로부터 추출된 후에, 양극으로 이동하여 양극의 탄소와 반응함으로써 CO 및/또는 CO₂ (경우에 따라서는 CaO) 및 방출된 전자를 생성하며, 이때 방출된 전자는 음극상의 Ca 금속의 전착을 도모한다는 것을 확신한다.

상기 음극은 적어도 부분적으로 상기 금속 산화물로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 방법은 상기 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 상기 금속의 양이온이 음극상에 금속 형태로 전착되어 상기 금속이 음극에 전착되는 전위보다 높은 전위에서 구동시키는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 음극상에 전착된 금속은 전해질에 가용성인 것으로서, 전해질에 용해됨으로써 상기 금속 산화물의 부근으로 이동할 수 있는 것이 바람직하다.

상기 금속 산화물이 티타니아와 같은 티탄 산화물인 경우에, 상기 전해질은 CaO를 전해질의 한 구성 성분으로 함유하는 CaCl₂계 전해질인 것이 바람직하다. 이러한 맥락에서 볼때, 본 발명에서는 상당한 양의 CaO를 전해질에 첨가하는 것이 불필요함을 알 수 있다.

이와 같은 경우에는, 전지의 전위가 Ca 금속이 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 것이, 다시 말해서 CaO의 분해 반응 전위보다 높은 것이 바람직하다.

CaO의 분해 반응 전위는 양극의 조성, 전해질 온도 및 전해질 조성과 같은 여러가지 요인에 좌우되어 광범위하게 달라질 수 있다.

CaO로 포화된 CaCl₂를 온도 1373 K(1100 ℃)로 함유하고 흑연을 양극으로 하는 전지에서, 필요한 최소 전지 전위는 1.34 V이다.

또한, 전지의 전위는 Cl^- 음이온이 양극상에 전착되어 염소 가스를 생성하는 전위, 즉, CaCl₂의 분해 반응 전위보다 낮은 것이 바람직하다.

CaO로 포화된 CaCl₂를 온도 1373 K(1100 ℃)로 함유하고 흑연을 양극으로 하는 전지에서, 전지 전위는 3.5 V 이하이어야 한다.

CaCl₂의 분해 반응 전위는 양극의 조성, 전해질 온도 및 전해질 조성과 같은 여러가지 요인에 좌우되어 광범위하게 달라질 수 있다.

예를 들면, CaCl₂ 80%와 KCl 20%를 함유하는 온도 900 K(657℃)하의 염은 3.4 V 이상에서 Ca(금속)과 Cl₂(가스)로 분해되며, CaCl₂ 100%를 함유하는 온도 1373K(1100℃)하의 염은 3.0V에서 분해된다.

일반적으로, CaO-CaCl₂ 염(포화되지 않음)을 600-1100℃ 범위의 온도로 함유하고 흑연을 양극으로 하는 전지에서는, 전지 전위가 1.3V 내지 3.5V인 것이 바람직하다.

상기 CaCl₂계 전해질은 상업적으로 입수가능한 CaCl₂의 원(source), 예컨대 염화칼슘 이수화물일 수 있는데, 이것은 가열시 부분적으로 분해되어 CaO를 생성하거나, 그렇지 않으면 CaO를 포함한다.

다른 예로서, 또는 추가로, CaCl₂계 전해질은 별도로 첨가되거나 사전에 혼합되어 전해질을 형성하는 CaCl₂와 CaO를 포함할 수 있다.

양극은 흑연 또는 비활성 양극인 것이 바람직하다.

본 출원인은 실험 결과, 광범위한 전지 구동 조건하에서, 흑연 양극으로부터 전해질로 이동하고, 정도가 덜하기는 하지만 음극에서 생성된 티탄으로 이동하는 비교적 현저한 양의 탄소가 존재한다는 사실을 발견하였다.

티탄내의 탄소는 바람직하지 못한 불순물이다. 또한, 탄소의 이동은 전지의 에너지 효율을 저하시키는 부분적인 이유가 된다. 이와 같은 두가지 문제점으로 인해 전해 환원 반응 기술은 상업화하는데 큰 제한이 따를 수 있다.

또한, 본 출원인은 탄소 이동의 유력한 메카니즘이 부식에 의한 것이 아니라 전기 화학적인 것이며, 탄소의 이동, 따라서 티타니아의 전기 화학적 환원 반응에 의해 음극에서 생성된 티탄의 오염을 극소화시키는 한가지 방법은 산소 음이온에 대해 투과성이 있고 이온 형태 및 비이온 형태의 탄소에 대해서는 불투과성인 막을 음극과 양극 사이에 배치함으로써, 탄소가 음극으로 이동하는 것을 방지하는 것임을 밝혀내었다.

따라서, 탄소 이동의 결과로 음극에서 발생하는 티탄의 오염을 극소화시키기 위해서는, 상기 전해 전지가 음극과 양극 사이에 배치된, 산소 음이온에 대해 투과성이 있고 이온 형태 및 비이온 형태의 탄소에 대해서는 불투과성인 막을 포함함으로써, 탄소가 음극으로 이동하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

상기 막은 임의의 적합한 재료로 이루어질 수 있다.

상기 막은 고체 전해질로 이루어지는 것이 바람직하다.

본 출원인에 의해 시험된 한가지 고체 전해질은 이트리아(yttria)로 안정화된 지르코니아이다.

또한, 본 발명에 의하면, 전술한 바와 같고 상기 본 발명의 방법에 따라 구동하는 전해 전지가 제공된다.

이하에서는, 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 한다.

실시예 I. 실험 방법 및 전해 전지

전해 전지는 도 1에 도시되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 전기화학 전지는 흑연 덮개를 구비한 흑연 도가니에 수용된다. 흑연 도가니는 전지의 양극으로서 사용된 것이다. 스테인레스 스틸 막대를 사용하여 d/c 전원과 도가니 사이의 전기적인 접속을 확실하게 하였다. 전지의 음극은 칸탈(Kanthal) 또는 백금 도선으로 이루어지는데, 이 도선은 일단부에서 상기 전원과 접속되며, 그 타단부에는 TiO₂ 펠릿이 매달려 있다. 알루미나 튜브를 음극 주위에 절연체로서 사용하였다. 전지의 전해질은 상업적으로 입수 가능한 CaCl₂의 원(source), 즉, 염화칼슘 이수화물이며, 이것은 전지의 구동 온도에서 가열시 부분적으로 분해되어 CaO를 생성하였다. 열전대를 상기 펠릿에 밀접하게 전해질에 침지시켰다.

두가지 유형의 펠릿을 사용하였다. 한가지는 슬립-캐스트(slip-cast) 유형의 것이고, 다른 한가지는 압착된 것이다. 두가지 유형의 펠릿은 모두 분석용 등급의 TiO₂ 분말로 만들어졌다. 두가지 유형의 펠릿을 공기중에서 850℃하에 소결시켰다. 실험에서는 압착형 펠릿 하나와 슬립-캐스트형 펠릿 하나를 사용하였다.

전지를 로에 배치하고 950℃의 온도에서 실험을 실시하였다. 3V 이하의 전압을 도가니 벽과 칸탈 또는 백금 도선 사이에 걸어주었다. 3V라는 전압은 상기 온도에서 Cl^- 음이온이 양극상에 전착될 수 있는 전위보다 낮은 것이다. 또한, 3V라는 전압은 CaO의 분해 반응 전위보다 높고 CaCl₂의 분해 반응 전위보다 낮은 것이다.

실험 전 기간에 걸쳐 전원을 일정한 전압으로 유지시켰다. 전압과 결과적인 전지의 전류를 LabVIEW^TM 데이터 수집 소프트웨어를 사용하여 측정하였다.

실험 종료시에, 전지를 로에서 제거하고 수중에서 급냉시켰다. 고체 CaCl₂를 물에 용해시키고, 두가지 펠릿을 회수하였다.

실시예 II. 실험 결과

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 실험에 사용된 일정한 전압(3V)에 의하여 약 1.2A의 초기 전류가 생성되었다. 초기 2시간에 걸쳐서 전류가 연속적으로 하강하는 것으로 관찰되었다. 그 후에는, 전류가 1A에 이르기까지 점차로 상승하는 것으로 관찰되었다.

두가지 회수된 펠릿의 횡단면에 대한 SEM 영상 사진이 도 4 및 도 5에 나타나 있다. 이러한 SEM 영상은 두가지 펠릿에 모두 금속 티탄이 존재함을 시사하므로, 본 발명의 방법이 티타니아의 전기 화학적 환원 반응을 수행하는데 성공적임을 입증한다.

두가지 결정에 모두 거의 순수한 금속 티탄이 존재한다는 사실을 EPMA 분석을 통해 확인하였다. EPMA 분석 결과도 마찬가지로 부분적으로 환원된 티타니아의 영역을 보여주었다. 이러한 EPMA 결과는 도 6 및 도 7에 도시되어 있다.

펠릿 내부의 다양한 위치에서 탄소가 검출되었으며, 그 함량은 18 중량%에 이르기까지 다양하였다.

본 발명의 보호 범위와 기술 사상을 벗어나지 않는 한도내에서 다양한 변경예를 실시할 수 있다.

예를 들면, 전술한 본 발명의 실시양태는 티타니아의 환원 반응에 촛점을 맞춘 것이지만, 본 발명이 그것에 국한되는 것은 아니며, 본 발명은 다른 티탄 산화물류, 다른 금속의 산화물 및 합금에까지 확대 적용될 수 있다. 그밖에 사용가능한 중요한 금속으로서는, 알루미늄, 규소, 게르마늄, 지르코늄, 하프늄, 마그네슘 및 몰리브덴을 들 수 있다.

또한, 전술한 본 발명의 실시양태는 CaCl₂계 전해질에 촛점을 맞춘 것이지만, 본 발명이 그것에 국한되는 것은 아니며, 본 발명은 기타 적합한 전해질 (및 전해질들의 혼합물)에까지 확대 적용될 수 있다. 일반적으로, 적합한 전해질은 염류 및 그 염류에 가용성인 산화물이 될 것이다. 적합한 전해질의 일례로서는 BaCl₂를 들 수 있다.

Claims (14)

1. 전해 전지에서 고체 상태의 금속 산화물을 환원시키는 방법으로서, 상기 전해 전지는 양극, 적어도 부분적으로 상기 고체 금속 산화물로 이루어지는 음극, 및 용융 전해질을 포함하고, 상기 전해질은 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온을 포함하는 것이며, 고체 상태의 상기 음극의 금속 산화물은 상기 전해질에 침지되어 있는 것인 방법에 있어서,
   상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온이 금속의 형태로 상기 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 전위에서 상기 전지를 구동시킴으로써, 고체 상태의 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온이 금속의 형태로 음극상에 전착됨으로써 상기 금속이 음극상에 전착되는 전위보다 높은 전위에서 전지를 구동시키는 단계를 포함하는 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 음극상에 전착된 금속은 상기 전해질에 가용성인 것으로서 상기 전해질중에 용해됨으로써 상기 음극의 금속 산화물의 부근으로 이동할 수 있는 것인 방법.
4. 제1항에 있어서,
   상기 음극의 금속 산화물은 티탄 산화물이고, 상기 전해질은 CaO를 전해질의 한 구성 성분으로 함유하는 CaCl₂계 전해질이며, 상기 전지의 전위는 Ca 금속이 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 것인 방법.
5. 제4항에 있어서,
   상기 전지의 전위는, 양극에서 Cl₂ 가스가 생성되는 것을 극소화시킬 수 있도록, CaCl₂에 대한 분해 반응 전위보다 낮은 것인 방법.
6. 제4항에 있어서,
   600-1100℃의 전해질을 사용하여 구동하는 전지에서, 상기 전지의 전위는 3.5V 이하인 것인 방법.
7. 제4항에 있어서,
   600-1100℃의 전해질을 사용하여 구동하는 전지에서, 상기 전지의 전위는 1.3V 이상인 것인 방법.
8. 제4항에 있어서,
   상기 CaCl₂계 전해질이 가열시 CaO를 생성하거나 그렇지 않으면 CaO를 포함하는 CaCl₂의 원(source)인 것인 방법.
9. 제4항에 있어서,
   상기 CaCl₂계 전해질은 별도로 첨가되거나 사전에 혼합되어 전해질을 형성하는 CaCl₂와 CaO를 포함하는 것인 방법.
10. 제1항에 있어서,
    상기 양극이 흑연인 방법.
11. 제1항에 있어서,
    상기 양극은 흑연이고, 상기 전해 전지는, 탄소가 음극으로 이동하는 것을 방지할 수 있도록 상기 음극과 양극 사이에 배치된, 산소 음이온에 대해 투과성이 있고 이온 형태 및 비이온 형태의 탄소에 대해서는 불투과성인 막을 포함하는 것인 방법.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음극의 금속 산화물은 티타니아이고, 상기 전해질은 CaCl₂ 및 CaO를 포함하고, 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 상기 금속은 칼슘이며,
    전지 구동의 초기 단계에서 상기 칼슘 금속은 상기 음극상에 상기 고체 티타니아를 화학적으로 환원하여 부분적으로 탈산소화된 고체 티탄을 형성하고,
    전지 구동의 후기 단계에서 상기 칼슘 금속은 상기 부분적으로 탈산소화된 고체 티탄상에 직접 전착되어 상기 부분적으로 탈산소화된 고체 티탄을 화학적으로 환원함을 특징으로 하는 방법.
13. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 음극의 금속 산화물은 티타니아이고, 상기 전해질은 CaCl₂ 및 CaO를 포함하고, 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 상기 금속은 칼슘이며,
    상기 티타니아는 펠릿의 형태이고, 환원 후에 상기 방법은 금속 티탄을 함유하는 펠릿을 생산함을 특징으로 하는 방법.
14. 고체 상태의 금속 산화물을 환원시키는 전해 전지로서, 양극, 적어도 부분적으로 상기 금속 산화물로 이루어지는 음극, 및 용융 전해질을 포함하고, 상기 전해질은 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온을 포함하는 것이며, 고체 상태의 상기 음극의 금속 산화물은 상기 전해질에 침지되어 있는 것인 전해 전지에 있어서,
    상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원시킬 수 있는 금속의 양이온이 금속의 형태로 상기 음극상에 전착될 수 있는 전위보다 높은 전위에서 구동하여, 고체 상태의 상기 음극의 금속 산화물을 화학적으로 환원하는 것을 특징으로 하는 전해 전지.

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