원하는 구조적/형태학적 특성을 가지면서 높은 비표면적을 갖는 고다공성 3차원 나노재료는 다양한 응용 분야에서 중요하다. 본 연구에서는 전기촉매 응용을 위해 상온(27 °C)에서 처리한 습식 화학 방법을 사용하여, 니켈 폼(NiF)으로부터 3D 민들레 꽃(dandelion flower) 모양의 염화니켈(NiCl2)을 글리세롤 매개 자기성장(glycerol-mediated self-growth) 방식으로 처음으로 합성하였다. 글리세롤 매개로 자기성장된 NiCl2 꽃은 수소 발생 반응(HER)에 대해 우수한 전기촉매 성능을 보였으며, 동일한 전해질 용액에서 글리세롤을 사용하지 않고 제조한 NiF(303 mV) 및 NiCl2 전극(208 mV)보다 훨씬 우수하였다. Tafel 기울기 41 mV dec−1로, NiCl2 꽃 전극은 다른 두 전극, 즉 NiF(106 mVdec−1) 및 글리세롤 없이 얻은 NiCl2(56 mV dec−1)와 비교하여 향상된 반응 동역학을 확인하였다. 또한 글리세롤 기반 NiCl2 전극의 안정성은 2000사이클 동안 추가로 평가하였고, 과전압 감소가 단지 8 mV에 그쳐 HER 동역학에 대한 글리세롤 기반 NiCl2 전극의 전기촉매 성능 가능성을 입증하였다. 이 단순하고 용이한 성장 공정은 핵생성, 응집, 결정 성장 단계를 포함하며, HER 과정을 통해 전기촉매 물 분해 응용을 위한 NiCl2 나노구조를 제조한다.

소형의 휴대용 전자기기는 오늘날까지 리튬 이차전지 산업을 이끌어 왔다. 최근 몇 년 동안 전동화(전기자동차) 분야에서의 리튬 이차전지 수요가 급격히 증가하고 있으며, 이는 향후 휴대용 전자기기와 같은 기존 분야의 수요를 추월할 전망이다. 배터리의 크기가 커질수록 특히 자동차 분야에서는 충전 시간이 더욱 중요해진다. 충전 시간을 줄이기 위해서는, 증가된 충전 전류 하에서 리튬 이차 전지의 양극과 음극 모두에서 빠른 동역학(rapid kinetics)을 동시에 만족시켜야 한다. 스피넬 및 올리빈 재료는 양극의 고율(high rate) 재료로 제안되었으나, 이러한 재료들은 층상 구조에 비해 에너지 밀도가 낮다는 한계를 가진다. 본 연구에서는 기존의 공침(co-precipitation) 방법을 사용하여 NCM 계열의 조성을 갖는 특수 설계된 수산화물 전구체를 합성하였다. 수산화물 전구체는 치밀한 구(sphere)가 다공성 층으로 둘러싸인 다중 질감(multi-textured) 구조를 가진다. 이 전구체로부터 합성된 최종 생성물은 급속 충전 조건에서 양극의 활성 물질로서 평가되었다. 전구체와 최종 생성물의 물리화학적 및 전기화학적 특성을 포함한 결과의 세부 내용은 학회에서 발표될 예정이다.