폐열 전기전환(TEC) 및 계면 전극촉매 기반 대체에너지 전환 연구

Thermo-electrochemical (TEC) waste-heat conversion and interfacial electrocatalyst research

연구 내용

폐열 하베스팅을 위한 thermo-electrochemical cell에서 redox kinetics를 개선하고, 계면 반응을 촉진하는 Fe-N-C 전극촉매 및 HER 전기화학 성능을 확보하는 연구

저등급 폐열의 전기적 전환을 목표로 thermo-electrochemical cell의 redox 반응을 분석하고, 전극촉매를 통해 전하이동 지연을 완화하는 전략을 연구합니다. Fe 2+/3+ 레독스에서 counteranion 조성 변화가 용매화 구조와 Seebeck 계수에 미치는 영향을 바탕으로 전력 생성 성능을 개선합니다. 또한 비용 효율 전극 소재로 Fe-N-C 촉매를 적용해 inner-sphere 반응의 kinetically 제한 요소를 보완합니다. 별도로 변형-유도 다층 MoS2 기반 HER에서 계면 상태와 활성도를 제어하는 방향으로 대체에너지 전환 전극 설계를 수행합니다.

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연구 흐름

초기에는 redox 기반 TEC에서 성능을 제한하는 전하이동 및 반응 지배 요인을 정리하고, Fe 2+/3+ 레독스의 n-type 특성을 장치 구성에 반영하는 연구를 수행했습니다. 이후 chaotropicity를 포함한 용매화 조건 조절을 통해 Seebeck 계수와 반응 메커니즘을 연결해 이해하는 흐름으로 심화되었습니다. 전력 밀도 향상을 위해 비용 효율 전극촉매를 도입하고, inner-sphere 반응에서의 kinetics 보완 여부를 실험으로 검증했습니다. 병행하여 변형 엔지니어링된 다층 전극에서 HER 활성 제어 연구로 외부 자극에 대한 전기촉매 성능 변조 역량을 확장했습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

저등급 폐열 전기전환 모듈
TEC 전력 밀도 최적화
Fe 기반 레독스 전극 설계
inner-sphere 반응 촉진 전략
counteranion 조성 가이드
비용 효율 전극촉매 스크리닝
수소 생산용 전기화학 셀
응력-계면 활성 제어
에너지 하베스팅 장치 통합
열-전기 변환 성능 평가 체계