백금 기반 전기촉매는 산소 환원 반응(ORR)에서의 탁월한 효율로 인해 연료전지에서 널리 사용된다. 성능과 내구성 모두를 향상시키기 위해 연구자들은 전이금속과의 합금화, 도핑, 그리고 형상 엔지니어링을 통해 핵심 표면 및 하부 구조의 특성, 즉 기하학적 구조, 국소 화학 환경, 그리고 변형률을 정밀하게 조절하는 방안을 탐구해 왔다. 그러나 이러한 요인들을 완전히 최적화하는 일은 여전히 어려운데, 이는 장기간 운전 동안 이들이 어떻게 진화하는지와 ORR 활성에 대한 직접적인 영향을 원자 수준에서 이해해야 하기 때문이다. 본 연구[3]에서는 신경망 보조 원자 전자 단층촬영[1-2]을 활용하여 금속 합금 촉매의 3차원 원자 규모에서의 진화와 그에 따른 성능 저하의 영향을 규명하였다. 이 분석을 통해 반복적인 전기화학적 사이클링 동안 재구성(reshaping), 표면 합금화, 변형률 완화(strain relaxation)를 포함하는 중대한 구조적 변화가 관찰되었다. 기하학, 국소 화학, 그리고 변형률을 체계적으로 분석함으로써 수천 사이클에 걸친 ORR 활성의 변화를 정량화하였고, 표면 도핑과 촉매 성능 간의 직접적인 상관관계를 확립하였다[4].

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