상용 고분자 전해질 연료전지(PEMFCs)에서 Pt/C의 전기화학적 열화는 내구성과 성능을 제한하는 주요 과제이다. 이러한 열화는 주로 탄소 부식에 기인하며, 이는 촉매 지지체에 약하게 결합된 전기촉매 입자들의 박리를 촉진한다. 본 연구에서는 산소 환원 반응(ORR) 동안 전기촉매 고정을 강화하고 광범위한 표면 접근성을 제공하도록 설계된 비정상적으로 견고한 중공( hollow ) 자이로이드(gyroid) 형태를 보고한다. 폴리(styrene-b-2-vinylpyridine)(PS-b-P2VP) 블록 공중합체를 사용하여 자가조립된 자이로이드 나노구조를 얻기 위해, P2VP 블록에 대한 선택성이 매우 높은 디메틸포름아마이드(dimethylformamide)로 용매 증기 처리를 적용한다. 탄화(carbonization) 이전에 자이로이드 형성 P2VP 미세도메인 내에 잔류 용매를 유지하는 것이, 전기촉매가 내장된 중공 자이로이드를 형성하는 데 결정적으로 중요함이 밝혀졌다. 이러한 중공 자이로이드 탄소-백금(HGC-Pt) 나노구조는 고체 자이로이드 탄소(SGC) 대응체에 비해 전기화학적으로 활성인 표면적이 3.6배 향상되었음을 보인다. 체계적인 분석에 따르면, 이처럼 우수한 전기화학적 안정성은 중공 형상에서 유래한 크게 향상된 표면 접근성, 균일하고 견고한 촉매 내장, 그리고 P2VP 블록으로부터 유래한 광범위한 피리딘성 질소(pyridinic nitrogen) 도핑에 기인한다.

*본 초록은 AI를 통해 원문을 번역한 내용입니다. 정확한 내용은 하기 원문에서 확인해주세요.