결함 및 기능화 제어 기반 이중 기능 수전해 촉매 연구

Defect- and functionalization-controlled bifunctional water splitting electrocatalysts

연구 내용

산소 공공과 질소 기능화를 포함한 결함 구조를 제어해 OER/HER 반응 활성을 동시에 향상시키는 이중 기능 수전해 촉매를 설계하는 연구

알칼리 전해 환경과 해수전해 조건에서 OER과 HER을 함께 수행할 수 있는 이중 기능 전기촉매를 설계합니다. 산소–질소 이중 기능화, 시아나이드/산소 공공 생성, 황-기반 프레임워크 조절 등 결함 공학 접근을 적용해 활성 자리의 화학적 환경과 반응 중간체 안정성을 조절합니다. 또한 전극 구조를 탄소 기질과 결합하거나 전이금속계 나노구조를 미세 형상으로 구현하여 계면 전하 전달과 기계적 안정성을 확보합니다. 이를 통해 실제 운전 조건에 근접한 수전해 성능을 평가합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

에너지 저장/변환 재료에서 출발해 수전해 적용 가능성을 확인하고, 2023년에는 산소 기능화 기반 복합 전극이 물 분해에서 OER/HER을 동시에 수행하는 방향으로 확장했습니다. 2024년에는 산소–질소 이중 기능화된 철-니켈계 전극을 중심으로 반응 활성과 안정성 해석을 수행했습니다. 2025년에는 알칼리 해수전해에 맞춰 결함과 기능화를 설계하여 산소 공공 및 질소 관련 기능을 활성화 전략으로 정리했습니다. 2026년에는 황 변조된 텅스텐 프레임워크를 통해 코발트 중심의 이중 기능성을 강화하는 방향으로 연구를 심화했습니다.

활용 가능성

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

알칼리 해수전해용 이중기능 OER/HER 촉매
산소 공공 및 질소 기능화 동시 도입
수소중간체/수화물 상호작용 조절
황-텅스텐/코발트 중심 구조 제어
결함 유도 전기화학 활성 자리 설계
전해질 내 염류 환경 내 내구성 검증
전기분해 운전 조건 최적화
해수 기반 그린수소 생산 시스템 요소기술
단위전극-전해셀 성능 매칭
촉매-전극 인터페이스 설계 및 안정성 향상