본 연구는 본 연구진의 선행 연구를 통해서 개발한 탄소 담체 위에 몇 가지 금속 산화물 박막을 형성하는 방법을 기반으로 한다. 본 연구진에서는 초음파 합성법을 활용하면 탄소 담체 위에 금속 산화물 박막을 형성할 수 있다는 것을 몇 가지 금속에 대해 확인하였다. 그리고 이렇게 금속 산화물로 표면 개질된 탄소 담체 위에 백금 나노 입자를 형성한 촉매는 산소 환원 반응에 대한 촉매 활성과 내구성이 탄소 담체 위에 직접 백금 나노 입자를 형성하여 합성한 촉매보다 뛰어나다는 것 역시 실험적으로 확인하였다. 본 연구에서는 선행 연구의 내용을 확장하고 심화하는 연구를 수행하고자 한다. 즉 보다 넓은 범위의 금속 산화물을 포함하고, 백금은 물론 팔라듐 그리고 M@Pt (M = 전이 금속) 형태의 코어-쉘 나노 입자를 포함하여 (촉매 나노 입자)/(금속 산화물 박막)/(탄소 담체)로 구성된 전극 촉매를 합성하고 이들의 구조적, 전자적 특성 분석, 전기화학적 특성 분석 및 이들의 구성이 촉매 활성에 미치는 영향을 심층적으로 연구하고자 한다. 본 연구는 다음과 같은 순서로 2년간의 연구로 진행하고자 한다. 1. 다양한 금속에 대한 초음파 반응으로 탄소 담체에 균일한 금속 산화물 박막을 형성하는 금속의 범위와 반응물의 특성 등을 확인하는 연구. 2. 전극 촉매의 성능을 향상시키는 금속 산화물을 선별하여 이들의 합성 조건의 극대화. 즉 생성된 전극 촉매의 성능 및 내구성이 극대화되는 금속 산화물의 종류 및 탄소 담체 및 촉매 나노 입자 대비 금속 산화물의 양 등에 대한 체계적인 연구를 수행한다. 여기에는 금속의 종류, 각 금속에 대한 반응물의 종류, 농도, 초음파 반응 조건 등의 합성 변수에 대한 연구가 필요하다. 3. 1과 2의 연구를 통해 발굴한 성능과 내구성이 극대화된 금속 산화물로 표면 개질된 탄소 담체를 활용하여 백금, 팔라듐, M@Pt 코어-쉘 나노 입자를 담지한 전극 촉매의 합성법을 개발하고, 이들에 대한 촉매 특성 확인 연구. 4. 1-3의 연구를 통해 발굴된 향상된 성능과 내구성을 갖는 신규 촉매에 대한 각종 구성 요소의 영향에 대한 심층적인 연구 본 연구에서 합성, 표면 개질된 담체의 특성 연구 및 촉매의 특성과 나노 입자에 대한 분석 등은 본 연구진에서 수행할 것이나, 필요시 그 동안 본 연구진과 협업 연구를 해왔던 국내외 연구진과의 공동 연구도 수행할 것이다.