상·구조 제어 전기촉매 기반 수전해 및 에탄올 전기산화 연구

Phase- and structure-controlled electrocatalysis for water splitting and ethanol electrooxidation

연구 내용

상전이, 결정구조, 전극 내 미세형상을 이용해 HER, OER 및 에탄올 전기산화의 반응성과 내구성을 동시에 향상시키는 전기촉매 연구

수전해 공정에서 요구되는 HER과 OER의 활성 부위와 전하이동 거동을 결정구조와 상(phase) 관점에서 해석하고 이를 바탕으로 촉매 전극을 설계합니다. Mn 계 포스파이드를 상 의존적으로 평가하여 반응성 차이를 규명하고, 중공형 Pt–Rh 전극은 전해질 접근성 및 흡착/경로 선택성을 고려한 구조-성능 상관을 수행합니다. 또한 MoO3에 Li+를 도입하거나 VO2의 절연-금속 전이 구간을 따라 활성 변화를 매핑하여, 계면 반응속도와 전기전도성의 동시 최적화를 지향합니다.

관련 프로젝트

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연구 흐름

초기에는 HER, OER에 대해 전극 조성 및 결정상에 따른 전기화학적 활성 차이를 정량적으로 비교하는 방향으로 연구를 수행합니다. 이후 전극 미세구조를 제어한 중공형 Pt–Rh 촉매로 전해질 침투와 반응 경로를 연결해 해석하며, 동시에 MoO3 기반 촉매에서는 Li+ 도입을 통해 전하이동과 유효 표면적(ECSA) 관점의 성능 향상 메커니즘을 정리합니다. 최근에는 VO2의 상전이 전후를 연속적으로 관찰해 수전해 관련 과전압 변화를 지도 형태로 산출하며, 촉매의 상 상태를 기반으로 공정 변수에 대한 설계 지침을 도출합니다.

활용 가능성

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

수전해 전극 소재
저과전압 OER 촉매
HER용 전기화학적 대체전극
알코올 기반 연료전지 촉매
반응 경로 선택성 제어 전극
상전이 기반 활성 제어 소자
전기화학 셀 내구성 향상 부품
전극 미세구조 설계 가이드
전해질-전극 계면 최적화 공정
수소 생산 공정 고효율화