다공성 2D 귀금속 기반 전기화학 촉매 및 수소·이산화탄소 전환

Porous 2D noble-metal electrocatalysts for HER and CO2 conversion

연구 내용

2D 다공성 형상과 이종 계면을 설계하여 전하·수송·표면 반응의 병목을 완화하는 수소발생 및 CO2 전환 전기화학 촉매 연구

2D 귀금속/플라티넘군 금속의 다공성 형상은 질량 확산, 전자 전달, 표면 반응을 동시에 조절할 수 있는 구조적 근거로 활용됩니다. 특정 면에 정렬된 stepwise 금속 증착을 통해 이종 계면을 조립하고, 물 분해·속도 지배 단계의 변화를 촉진하는 방식으로 수소발생반응 성능을 해석합니다. 또한 2D 금속–유기프레임워크(MOF)에서 격자 유도 이방성 식각으로 프랙탈 다공 구조를 설계하여 CO2 광전기화학 환원에서 반응성 가장자리와 분자 촉매 노출을 강화하는 연구를 수행합니다.

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연구 흐름

먼저 2D 다공성 플라티넘군 금속(h-2D-PGM)의 합성 가능성과 전기촉매 효율을 좌우하는 핵심 형태 인자에 대한 정리 작업을 진행했습니다. 이후에는 실제 촉매 설계로 확장하여 면별 증착 전략을 적용해 2D–2D 이종 계면을 구성하고 수소발생반응에서 계면 조립 효과를 검증했습니다. 동시에 2D MOF 나노결정의 격자 유도 이방성 식각으로 프랙탈 다공 구조를 조형하고, 광전기화학 CO2 환원에서 가장자리 반응 자리의 유효 노출을 확보하는 방향으로 심화되었습니다. 최근에는 다공성과 계면을 연결하는 설계 원리를 정교화하고 있습니다.

활용 가능성

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

HER용 전기촉매 설계
2D-2D 이종계면 조립
프랙탈 다공 구조 엔지니어링
CO2 광전기화학 환원 플랫폼
질량수송-반응성 동시 최적화
면 선택적 증착 공정
안정성 중심 촉매 설계
반응 자리 노출 제어
구조-성능 상관 모델
다공성 2D 전극 소재