HER·슈퍼커패시터용 전기화학 촉매/전극 나노구조와 바이오매스 분리공정 설계 연구

Electrochemical Nanostructures for HER and Supercapacitors with Process Design for Biowaste-Derived Extraction

연구 내용

저온 전구체 기반 나노구조 합성과 전기화학 평가로 HER 및 슈퍼커패시터 성능을 개선하고, 바이오폐기물에서 카다놀을 회수하는 액액 분리 공정을 설계하는 연구

전기화학 반응 성능을 좌우하는 전극/촉매의 표면 구조를 합성 단계에서 제어하는 연구를 수행합니다. 저온 젤리오르 실온 조건에서 글리세롤 보조로 니켈염화물 나노구조를 자가 성장시켜 HER 전기화학 반응성과 반응 동역학을 평가하고, 장기 사이클 안정성을 확인합니다. 이어서 니켈 할라이드 나노구조에 대해 in-situ 성장과 DFT 분석을 결합하여 슈퍼커패시터 적용을 위한 전기화학적 거동을 해석합니다. 동시에 바이오폐기물에서 카다놀을 회수하기 위한 pseudo-ternary 액액 분리 시스템을 설계하여 화학공정 관점의 분리 성능도 함께 다룹니다.

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연구 흐름

초기에는 글리세롤 보조 자가 성장으로 니켈염화물 나노구조를 형성하고, HER에서 전류-전압 특성 및 반응 동역학을 중심으로 성능 개선 요인을 정리했습니다. 이후 in-situ 성장 공정을 활용해 니켈 할라이드 나노구조를 만들고, DFT 분석으로 전기화학 반응 메커니즘을 보조 설명하는 방향으로 확장했습니다. 한편 2025년에는 에너지 관련 원료의 지속가능 회수를 위해 바이오폐기물 기반 카다놀 추출의 pseudo-ternary 액액 분리 시스템을 개발하며 공정 설계 역량을 보강했습니다. 최근까지 합성-평가-해석의 흐름을 공통 기반으로 유지하고 있습니다.

활용 가능성

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

HER 전극 설계
실온 전구체 기반 나노구조 합성
고표면적 촉매 전극
슈퍼커패시터 전극 물질 설계
in-situ 성장 공정 최적화
DFT 기반 성능 해석 프레임
액액 분리 공정 설계
바이오폐기물 유래 원료 회수
용매계 조성 최적화
분리 효율 중심 공정 스크리닝