코어-셸 및 도전성 지지체 기반 ORR용 Pt 전기촉매 합성

Synthesis of Pt electrocatalysts for ORR via core-shell structures and conductive supports

연구 내용

코어-셸 또는 지지체 코팅 구조를 갖는 Pt 기반 전기촉매를 합성하고 합성 조건이 ORR 성능 및 내구성에 미치는 영향을 규명하는 연구

Pt 나노입자의 코어-셸 구조와 지지체/코팅을 결합하여 ORR 전기촉매 성능과 내구성을 제어하는 연구를 수행합니다. 폴리올 기반 sonochemistry 및 다단계 열처리를 통해 Mn 또는 Fe 코어에 Pt 셸을 형성하고, Pd·Cu 코어에 Pt를 확장 적용합니다. 또한 TiO2의 연속·동시형 코팅과 Ti·Zr 기반 MO2−x 도전성 지지체를 설계하여 전하 전달과 구조 안정성을 동시에 확보합니다. 코어 구조·결정성·코팅 연속성의 차이가 전기화학적 특성과 활성 및 열화 거동에 어떻게 반영되는지 분석합니다.

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연구 흐름

초기에는 코어 구조에 따른 Pt 셸의 산소환원 반응 거동 변화를 비교하는 방향으로 Mncore@Ptshell 나노입자 구조를 검토했습니다. 이후 TiO2 연속 코팅과 도전성 MO2−x 지지체를 도입해 전극 내구성과 전하 전달 경로를 보강하는 연구로 확장했습니다. 2021년에는 sonochemistry 기반 single-step 합성에서 코어 형성-셸 형성의 메커니즘을 구체화하고 순도와 수율의 재현성을 확보했습니다. 2022년에는 (Pd,Cu)@Pt의 스케일업 합성으로 공정 적용성을 높였으며, 2023년에는 MO2−x 지지체 조합으로 성능과 내구성을 함께 향상시키는 결과를 축적했습니다.

활용 가능성

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

연료전지용 ORR 전극
금속-공기전지용 공기극
전기화학적 에너지 변환 소자
전극 내구성 향상 설계
도전성 지지체 기반 촉매 플랫폼
코어-셸 나노구조 공정 스케일업
부식 억제형 전기촉매 전극
산소환원 반응 성능 최적화
전기화학 표면 반응 제어
전극 구조-성능 상관 모델링