수소 발생 반응(HER)과 산소 발생 반응(OER)을 위한 양기능성 전기촉매의 효율을 향상시키는 것은 지속 가능한 물분해에 있어 중요하다. 본 연구에서는 Cu-도핑된 혼합 스피넬 코발트 페라이트(CuCoFe)의 전기화학적 성능을 산소 공석(oxygen vacancies)이 촉매 활성에 미치는 역할에 초점을 맞춰 체계적으로 조사하였다. Cu 도핑은 전하 전달을 최적화하여 전자 구조를 조절하고 산소 공석 형성을 촉진함으로써 반응 동역학을 종합적으로 향상시켰다. 합성된 재료 가운데 CuCoFe0.5는 가장 낮은 과전위를 보였으며, OER의 경우 280 mV, HER의 경우 −143 mV였고, 20시간 연속 물분해 동안 셀 전압은 1.66 V였다. CuCoFe0.5의 우수한 촉매 성능은 전기화학적으로 활성화된 표면적(ECSA)의 증가와 풍부한 산소 공석에 기인하였으며, 이들은 HER과 OER의 활성 부위로 작용한다. 또한 장기 안정성은 이를 내구성 있는 전기촉매로서의 잠재력을 시사한다. 전기화학적 성능 예측(30%)은 LSTM 메모리 셀을 사용하여 수행하였다. 종합하면, 본 연구는 촉매 효율 향상에 있어 산소 공석의 핵심적 역할을 강조하며, 물분해를 위한 차세대 스피넬 페라이트 기반 전기촉매 설계에 유용한 통찰을 제공한다.
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