황화물 기반 전고체 배터리(ASSB)는 높은 에너지 밀도와 향상된 안전성으로 인해 리튬이온 배터리의 유망한 대안으로 부상하고 있다. 그러나 Li 6 PS 5 Cl(LPSCl)과 같은 황화물 고체 전해질은 Li[Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ]O 2(NCM811) 계층상 산화물 양극과의 계면에서 상당한 화학-기계적 과제를 겪는다. 충방전 과정에서 LPSCl의 산화적 분해는 계면 공극 형성과 기계적 접촉 상실을 초래하며, 이는 이온 전도성을 현저히 저하시킨다. LPSCl 분해를 억제하기 위해 안정한 패시베이션 층을 코팅하는 전략이 탐색되어 왔지만, 이러한 접근은 종종 비용 증가, 복잡한 합성, 상승된 계면 저항 등과 같은 상충관계를 수반한다. 여기서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LPSCl–NCM811 계면에서의 기계-전기화학적 치유(mechano-electrochemical healing) 개념을 도입한다. 충전 중에는 LPSCl 분해로 인해 공극이 형성되지만, ≈2.2 V(vs Li/Li + )에서 방전 시 치유 메커니즘을 통해 이러한 기계적 접촉 상실은 되돌릴 수 있다. 이 과정은 LPSCl의 분해 생성물인 원소 황의 리튬화(lithiation)에 의해 구동되며, 계면 접촉을 회복하고 이온 전도성을 향상시킨다. 그 결과, 기계-전기화학적 치유는 무가압 조건에서도 300사이클 동안의 안정적인 용량 유지와 우수한 속도 성능을 달성한다. 이러한 결과는 ASSB의 기계-전기화학적 성능을 향상시키기 위한 실용적 전략으로서 전기화학적 형성 사이클링(electrochemical formation cycling)의 잠재력을 시사한다.

) 전기촉매. 본 연구는 에너지 응용에 대한 적합성을 향상시키는 것을 목표로, 규모화 가능하고 효율적인 전기촉매의 개발을 위한 유망한 전략을 제시한다.

이러한 탁월한 양기능(바이펑셔널) 활성은 B 도핑의 변조된 전자 구조, 낮은 전하전달 저항, 높은 ECSA, 그리고 유도 효과에 기인하며, 그 결과 알칼리 매질에서 OER과 HER 활성이 모두 향상된다.

논문 번호 2500334에서 Thangjam Ibomcha Singh, Sang Uck Lee, Seunghyun Lee 및 동료 연구진은 효율적인 알칼리 물 분해를 위해 Ni 폼 위에 지지된, 인(Phosphorus) 유도 방식의 붕소-도핑 코발트 포스파이드를 보고한다. 이 촉매는 활성 부위 결합을 조절함으로써 HER와 OER 모두에서 낮은 과전위를 달성하며, 알칼리 환경에서 고성능 전기촉매를 발전시키기 위한 유망한 전략을 제공한다.

황화물 기반 전고체 배터리(ASSB)는 높은 에너지 밀도와 향상된 안전성으로 인해 리튬이온 배터리의 유망한 대안으로 부상하고 있다. 그러나 Li 6 PS 5 Cl(LPSCl)과 같은 황화물 고체 전해질은 Li[Ni 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 ]O 2(NCM811) 계층상 산화물 양극과의 계면에서 상당한 화학-기계적 과제를 겪는다. 충방전 과정에서 LPSCl의 산화적 분해는 계면 공극 형성과 기계적 접촉 상실을 초래하며, 이는 이온 전도성을 현저히 저하시킨다. LPSCl 분해를 억제하기 위해 안정한 패시베이션 층을 코팅하는 전략이 탐색되어 왔지만, 이러한 접근은 종종 비용 증가, 복잡한 합성, 상승된 계면 저항 등과 같은 상충관계를 수반한다. 여기서는 이러한 문제를 해결하기 위해 LPSCl–NCM811 계면에서의 기계-전기화학적 치유(mechano-electrochemical healing) 개념을 도입한다. 충전 중에는 LPSCl 분해로 인해 공극이 형성되지만, ≈2.2 V(vs Li/Li + )에서 방전 시 치유 메커니즘을 통해 이러한 기계적 접촉 상실은 되돌릴 수 있다. 이 과정은 LPSCl의 분해 생성물인 원소 황의 리튬화(lithiation)에 의해 구동되며, 계면 접촉을 회복하고 이온 전도성을 향상시킨다. 그 결과, 기계-전기화학적 치유는 무가압 조건에서도 300사이클 동안의 안정적인 용량 유지와 우수한 속도 성능을 달성한다. 이러한 결과는 ASSB의 기계-전기화학적 성능을 향상시키기 위한 실용적 전략으로서 전기화학적 형성 사이클링(electrochemical formation cycling)의 잠재력을 시사한다.

) 전기촉매. 본 연구는 에너지 응용에 대한 적합성을 향상시키는 것을 목표로, 규모화 가능하고 효율적인 전기촉매의 개발을 위한 유망한 전략을 제시한다.

이러한 탁월한 양기능(바이펑셔널) 활성은 B 도핑의 변조된 전자 구조, 낮은 전하전달 저항, 높은 ECSA, 그리고 유도 효과에 기인하며, 그 결과 알칼리 매질에서 OER과 HER 활성이 모두 향상된다.

논문 번호 2500334에서 Thangjam Ibomcha Singh, Sang Uck Lee, Seunghyun Lee 및 동료 연구진은 효율적인 알칼리 물 분해를 위해 Ni 폼 위에 지지된, 인(Phosphorus) 유도 방식의 붕소-도핑 코발트 포스파이드를 보고한다. 이 촉매는 활성 부위 결합을 조절함으로써 HER와 OER 모두에서 낮은 과전위를 달성하며, 알칼리 환경에서 고성능 전기촉매를 발전시키기 위한 유망한 전략을 제공한다.

장기 안정성을 보인다. 또한 밀도범함수이론(investigations) 연구를 통해 B 도핑이 전자 구조 및 알칼리성 물 분해를 위한 효율적인 반응 중간체와의 최적 상호작용을 바탕으로 한 전기촉매의 반응 메커니즘에 미치는 영향을 규명하였다. 이는 실험 결과를 뒷받침한다.

(비색측정, 형광, 화학발광, 표면증강 라만 산란, 광열, 전기화학) 등을 통해 고유한 교차검증이 가능해지며 진단 신뢰성이 확장된다. AI, 스마트폰 통합, 사물인터넷(IoT) 연결성의 병행된 발전은 또한 LFAs를 임베디드 알고리즘이 자동화된 신호 해석, 오류 보정, 다중 모드 데이터 융합을 수행하는 디지털 네트워크 기반 바이오센서로 한층 고도화했다. 아울러 클라우드 연동 인프라는 원격 모니터링과 역학적 지능을 가능하게 한다. 이러한 발전은 종합적으로 LFAs를 데이터 기반의 개인맞춤형 및 예방적 의료 시스템의 필수 구성요소로 재정립한다. 본 연구에서는 주문형(design-on-demand) MMNP 합성, 완전 자동화된 마이크로플루이딕 LFA 장치, AI가 강화한 임상 의사결정 지원, 그리고 규제 표준화(regulatory standardisation)를 연계하는 통합 프레임워크를 제시하고, 차세대 지능형 LFA를 실험실 수준의 혁신에서 글로벌 의료 현장 배치로 전환하기 위한 전략을 개괄한다.

이 종설은 거의 15,000종에 달하는 합성 화합물 군인 과불화 및 폴리불화알킬 물질(per- and polyfluoroalkyl substances, PFAS)의 검출 및 모니터링을 위한 표면증강 라만 분광법(SERS) 기반 전략을 탐구한다. PFAS는 탄소-불소 결합의 높은 결합 해리 에너지로 인해 전 세계적으로 물과 토양에 축적되며, 암, 간 독성, 면역 억제 등을 포함한 인체 건강에 대한 심각한 위험을 초래한다. 또한 미국 EPA(U.S. EPA)와 같은 규제 기관이 ppt 수준인 4 ng/L까지 낮은 수준의 엄격한 최대오염허용기준을 설정함에 따라, LC-MS/MS와 같은 고비용의 전통적 분석 기법을 보완할 수 있는 신속하고 비용 효율적이며 휴대 가능한 감지 플랫폼에 대한 긴급한 수요가 요구된다. SERS는 금속 나노구조에서 국소 표면 플라즈몬 공명(LSPR)을 통해 라만 신호를 증폭함으로써, 극도로 민감한 ‘분자 지문(molecular fingerprinting)’을 제공할 수 있는 강력한 분석 도구로 강조된다. 본 논문은 SERS 기반 PFAS 검출의 기본 메커니즘을 세 가지 주요 상호작용 전략으로 분류한다. 즉 (1) β-사이클로덱스트린 또는 MOF와 같은 분자 공동(molecular cavities)을 이용한 호스트-게스트 포접(host-guest inclusion), (2) PFAS의 작용기와 기판 표면 간의 공유 결합(covalent bonding), (3) 소수성 및 정전기적 힘에 의해 유도되는 물리적 흡착(physical adsorption)이다. 잠재력에도 불구하고, 실제 SERS 적용은 PFAS-표면 간 친화력이 약하다는 점과 복잡한 환경 매트릭스로부터의 스펙트럼 간섭과 같은 과제에 직면한다. 이를 해결하기 위해, 본 종설에서는 형광친화성(fluorophilic) 표면 기능화, 딥러닝 기반 스펙트럼 분해(spectral deconvolution), 실시간 모니터링을 위한 마이크로플루이딕(microfluidic) 플랫폼의 통합 등 새롭게 부상하는 발전들을 논의한다. 궁극적으로 이러한 SERS 구동 혁신은 다양한 수자원에서 미량 PFAS를 현장에서 고처리량으로 정량화하는 데 필요한 핵심 경로를 제공한다.

이 표지 일러스트는 MOFs, 2D 물질, SACs, HEAs, 페로브스카이트, MXenes와 같은 신흥 소재의 개발이 물 분해를 위한 고효율 전기촉매로서 어떻게 활용되고 있는지를 보여준다. 이는 합성 전략과 신흥 전기촉매를 신중하게 동기화하여 차세대 고성능 고도 전기촉매의 잠재력과 도전과제를 탐색하기 위한, 합성 및 이종구조 공학 분야의 발전을 강조한다. 지속가능한 수소 생산을 위한 차세대 고성능 고도 전기촉매의 잠재력과 도전과제를 탐색하기 위한 후속 연구 정보는 Thangjam Ibomcha Singh, Seunghyun Lee 및 동료들의 연구논문(doi: 10.1002/celc.202500014)에서 확인할 수 있다.