Hydrogen and oxygen evolution catalysts and electrode-interface optimization for PEM/AEM water electrolysis
연구 내용
PEM 및 AEM 수전해에서 수소·산소 발생 반응의 활성과 내구성을 확보하기 위해 전극 촉매 조성, 결정/원자 구조, 계면 반응 경로를 제어하는 연구
수전해에서는 HER과 OER의 전기화학적 과전압과 운전 중 열화가 비용과 효율을 함께 결정합니다. 연구실은 촉매의 활성점 구조를 제어하고 전극-전해질 계면에서 반응 경로가 유리하게 진행되도록 설계합니다. HER에서는 수소 스필오버를 활용하여 물 분해 단계와 전하 전달을 촉진하는 이종 촉매 계면을 구성하고, 단일원자 기반 Pt 촉매에서 고활성 반응 중심을 선택적으로 형성하는 방향으로 연구를 수행합니다. OER에서는 막 전극 및 전해질 조건에 맞춰 고효율·내구성 촉매를 구현하며, PEM 수전해에서는 얇은 Ir 나노시트의 구조 안정성과 산소 발생 성능을 평가합니다. 또한 AEM 조건에서는 Fe–Co–Ni 비정질 전기촉매의 조성·구조 최적화를 통해 산소 발생 효율을 높이는 접근을 병행합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
4편
관련 특허
0건
관련 프로젝트
6건
연구 흐름
초기에는 HER/OER 반응의 속도가 촉매 활성점과 계면 반응 경로에 의해 결정된다는 관점으로, 수소 스필오버 기반 메커니즘 해석과 촉매 구조-성능 관계를 규명하는 연구를 수행했습니다. 2024년에는 HER에서 물 분해 및 Volmer 단계와 연계되는 촉진 메커니즘을 전기화학 분석과 분광 기반 관찰, 전산 계산으로 통합해 정리하였습니다. 이후 2025년에는 단일원자 Pt 기반 촉매와 PEM 조건에서의 Ir 나노시트 촉매로 확장하여 활성점 집중화와 내구성 확보 전략을 병행 적용했습니다. 동시에 AEM 수전해에서는 Fe–Co–Ni 비정질 촉매의 조성 및 구조를 최적화하여 OER 전기화학 성능을 높이는 연구를 진행했습니다. 이러한 흐름은 PEM 수전해 소재의 신뢰성 및 귀금속 저감 과제의 요구와 연결됩니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Heterogeneous Structure of Ni–Mo Nanoalloys Decorated on MoO<sub>x</sub> for an Efficient Hydrogen Evolution Reaction Using Hydrogen Spillover
Targeted construction of high-performance single-atom platinum-based electrocatalysts for hydrogen evolution reaction
Ultrathin Iridium Nanosheets on Titanium Oxide for High-Efficiency and Durable Proton Exchange Membrane Water Electrolysis
Structural and Compositional Optimization of Fe–Co–Ni Ternary Amorphous Electrocatalysts for Efficient Oxygen Evolution in Anion Exchange Membrane Water Electrolysis
관련 프로젝트
구분
제목
PEM 수전해 차세대 소재 및 신뢰성 기술 개발
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