인터메탈릭 나노촉매를 통한 산소환원반응 성능 제어

Intermetallic Nanocatalysts for Oxygen Reduction Performance Control

연구 내용

Pt 기반 인터메탈릭에 원자배열-구성 불규칙성을 부여하는 ISR 합성 전략을 통해 연료전지용 산소환원반응의 활성·내구성을 동시에 향상하는 연구

연료전지에서 산소환원반응(ORR) 성능은 표면 전자구조와 결합에너지에 의해 좌우됩니다. 본 연구는 Pt–Co 계열 인터메탈릭 골격에 대해 inter-sublattice random 구조를 구현하여, 결정학적 질서와 화학적 불규칙성을 분리하는 접근을 사용합니다. 이를 통해 d-band filling과 중간체 결합을 미세 조절하고, Pt-skin 형성과 표면 안정화를 함께 유도합니다. 또한 in situ 관찰, 동기방사광 분광, DFT 계산을 결합해 불규칙성-반응 성능의 인과 관계를 규명하여 MEA 적용을 위한 내구성 중심 설계로 확장합니다.

관련 프로젝트

5건

연구 흐름

초기에는 MEA 핵심 소재와 촉매-담지체 결착 기술을 통해 수송용 연료전지 ORR 성능을 좌우하는 열화 요인을 파악하는 연구를 수행했습니다. 이후 2021~2024년 과제 수행 과정에서 저귀금속 기반 나노촉매의 고결정성 구현과 고내구성 확보에 초점을 맞췄습니다. 2025년에는 Pt–(Co,Ni) 인터메탈릭에서 inter-sublattice random 합성으로 원자 수준의 질서-무질서를 동시에 설계하고, 전자구조 변화와 ORR 활성의 상관을 기계적으로 연결하는 방향으로 연구를 고도화했습니다.

활용 가능성

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

수송용 PEMFC MEA 촉매층 최적화
ORR 고내구성 전극 설계
인터메탈릭 기반 저귀금속 촉매
담지체 결착 기술 고도화
표면 불규칙성 제어 합성
in situ 기반 열화 메커니즘 규명
분광-계산 연계 촉매 스크리닝
연료전지 전자구조 기반 설계 지침
대면적 촉매 제조 공정
연료전지 운전 조건 대응 성능 평가