단지 1.51 V의 세포 전압에서. Se-Ni|Co/CP의 탁월한 촉매 활성은 이원 금속 촉매의 높은 고유 활성, 효율적인 계면, 그리고 이종 성분에 의해 촉진되는 전하 수송에 기인한다. 금속-유기 골격(MOF) 유래 소재에서 계승된 중공 구조는 충분한 다공성과 활성 부위를 제공하며, 자기지지(self-supported) 구성으로 달성된 구조적 견고성도 함께 기여한다.

단지 1.51 V의 세포 전압에서. Se-Ni|Co/CP의 탁월한 촉매 활성은 이원 금속 촉매의 높은 고유 활성, 효율적인 계면, 그리고 이종 성분에 의해 촉진되는 전하 수송에 기인한다. 금속-유기 골격(MOF) 유래 소재에서 계승된 중공 구조는 충분한 다공성과 활성 부위를 제공하며, 자기지지(self-supported) 구성으로 달성된 구조적 견고성도 함께 기여한다.

Co 기반 MOF는 탄소 종이 위에 전착된 Co(OH) 2 층을 직접 성장시킨 뒤, 후처리 공정을 통해 코발트 설파이드(Co x S y )로 전환한다. 최종 전극 시스템은 뛰어난 산소 발생 반응 성능을 보인다.

용매 보조(solvent-assisted) 접근법을 이용한 2차원(2D) 배위 고분자와 그 개별 삼중 가닥 헬리케이트(discrete triple-stranded helicate, TSH) 빌딩 유닛의 조절 가능한 합성을 보고한다. 단일 TSH에서, 각각 4개의 니켈 이온과 3개의 2,6-피리딘디카복실레이트로 조립된 두 개의 다핵성 니켈 클러스터가, 세 개의 V자형 4,4′-피리디닌-2,6-디일디벤조에이트(4,4′-pyridine-2,6-diyldibenzoate, PDDB) 브리징 리간드에 의해 연결된다. 두 말단 카복실기의 장거리 간격과 PDDB에서의 120° 굽힘 각도는 TSH 내부에 공극을 형성하며, 이 공극은 PDDB의 중심에 있는 피리딘성 고리로 기능화된다. 고체 상태의 개별 TSH에 존재하는 디메틸암모늄 이온은 TSH의 전하를 중화하고 수소 결합을 통해 고체 구조를 안정화한다. 크기가 큰 TSH는 2D 계층적 배위 프레임워크를 구성하기 위한 높은 연결성(connectivity)과 적절한 대칭성을 가지며, 이는 초분자 빌딩 블록(supermolecular building block, SBB) 접근법으로 얻는 드문 배위 플랫폼이다. 개별 TSH를 2D 프레임워크로의 전환은, 상위 차수의 배위 유도 프레임워크를 구성하기 위한 SBB로서 개별 TSH가 적합함을 보여준다.

금속–유기 골격체(MOF) 소재로 열가소성 폴리머를 기능화하여 3D 프린팅 재료에 흡착 특성을 부여하는 것은 융합 적층 제조(fused deposition modeling, FDM) 3D 프린팅을 위한 길을 열어준다. 그러나 프린팅을 위해 필라멘트의 유연성을 유지하려면 낮은 MOF 로딩 질량(<10 wt %)을 유지해야 하며, 이로 인해 인쇄된 재료의 흡착 능력이 바람직하지 않게 감소한다. 본 연구에서는 50 wt% HKUST-1 MOF를 폴리에틸렌 글리콜 디메틸 에터(polyethylene glycol dimethyl ether, PEGDME) 가소화 폴리락트산(polylactic acid, PLA)에 적재하여 복합체(HK@PLA–PEG-50)를 형성하였다. 높은 질량 로딩은 가소화제인 PEGDME의 도입과 균질한 복합 슬러리의 제조를 통해 달성되었다. 후처리 공정 없이도, 표면적이 547 m2 g–1 (처음 제조된 HKUST-1의 49%에 해당)인 인쇄 흡착제 재료는 1 atm 및 298 K에서 CO2 흡착 용량 37.7 cm3 g–1을 보이며, 18 mg L–1 메틸렌 블루(methylene blue, MB) 용액에 대해 93.4%의 제거 효율을 나타냈다. 이러한 결과는 필라멘트 내 HKUST-1이 폴리머 부분의 방해 없이 흡착 능력을 발휘함을 입증한다. 이는 HKUST-1의 높은 질량 로딩으로 인해 입자 간 연결이 형성되어 PLA 폴리머의 차단 효과를 회피한 데서 비롯되었다. 본 연구는 FDM 3D 프린팅을 위한 고질량 로딩 HKUST-1 복합 재료를 제조하는 유망한 방법을 제시하며, 다양한 응용을 위해 고유한 특성을 지닌 다른 MOF 소재를 폴리머에 적재할 수 있는 가능성을 연다.

산소 발생 반응을 위한 효율적인 광전기화학(PEC) 물 분해 시스템의 개발은 지속 가능한 수소 연료 생산을 실현하는 데 필수적이다. PEC 셀 성능을 향상시키기 위한 다양한 전략 가운데, 플라즈모닉 나노구조, 특히 금 나노입자는 광애노드의 효율을 개선하는 유망한 후보로 부상해 왔다. 본 연구에서는 PEC 물 분해 적용을 위해, 불화물 도핑 산화주석 기판(불화주석, FTO) 위에 열수 합성된 TiO2 나노로드 어레이에 라즈베리(raspberry) 모양의 금 나노입자(Au RLNPs)를 포함시킨 광애노드 아키텍처의 제작을 보고한다(Au RLNP/TiO2||FTO). 단순하고 단일 단계의 용액 상(phase) 접근으로 합성된 Au RLNPs는 독특한 형태를 나타내며, 그 결과 표면 플라즈몬 공명이 현저하게 적색 이동되어 가시광 흡수를 향상시키고 전하 운반체 생성을 촉진한다. 그 결과 Au RLNP/TiO2||FTO 광애노드는 AM 1.5G 조명 하에서 1.23 VRHE에서 2.18 mA·cm–2에 달하는 현저한 광전류 밀도를 보인다. 이러한 결과는 고성능 PEC 물 분해 시스템의 개발을 진전시키기 위한, 독특한 광애노드 아키텍처의 상당한 잠재력을 입증한다.