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정남기 연구실
충남대학교 에너지과학기술학과
정남기 교수
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정남기 연구실

충남대학교 에너지과학기술학과 정남기 교수

정남기 연구실은 전기화학공학과 수소 연료전지 분야를 중심으로 백금 및 비백금계 나노촉매, 카본쉘·그래핀 기반 하이브리드 촉매, 산소환원반응 및 수소산화반응 선택성 제어, 촉매 내구성 향상, MEA 및 전극 부품화, 대량생산 공정까지 아우르는 연구를 수행하며 차세대 수소 모빌리티와 발전용 연료전지의 고성능·고내구성·저비용화를 목표로 하고 있다.

대표 연구 분야
연구 영역 전체보기
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카본쉘 및 그래핀 기반 나노촉매 하이브리드
주요 논문
5
논문 전체보기
1
article
|
gold
·
인용수 36
·
2023
Antipoisoning catalysts for the selective oxygen reduction reaction at the interface between metal nanoparticles and the electrolyte
Sourabh S. Chougule, A. Anto Jeffery, Sreya Roy Chowdhury, Jiho Min, Yunjin Kim, Keonwoo Ko, Bathinapatla Sravani, Namgee Jung
IF 24.2
Carbon Energy
Abstract One of the primary challenges in relation to phosphoric acid fuel cells is catalyst poisoning by phosphate anions that occurs at the interface between metal nanoparticles and the electrolyte. The strong adsorption of phosphate anions on the catalyst surface limits the active sites for the oxygen reduction reaction (ORR), significantly deteriorating fuel cell performance. Here, antipoisoning catalysts consisting of Pt‐based nanoparticles encapsulated in an ultrathin carbon shell that can be used as a molecular sieve layer are rationally designed. The pore structure of the carbon shells is systematically regulated at the atomic level by high‐temperature gas treatment, allowing O 2 molecules to selectively react on the active sites of the metal nanoparticles through the molecular sieves. Besides, the carbon shell, as a protective layer, effectively prevents metal dissolution from the catalyst during a long‐term operation. Consequently, the defect‐controlled carbon shell leads to outstanding ORR activity and durability of the hybrid catalyst even in phosphoric acid electrolytes.
https://doi.org/10.1002/cey2.293
Phosphoric acid
Catalysis
Electrolyte
Nanoparticle
Dissolution
Carbon fibers
Molecular sieve
Inorganic chemistry
Chemical engineering
Adsorption
2
article
|
인용수 213
·
2019
Work function-tailored graphene <i>via</i> transition metal encapsulation as a highly active and durable catalyst for the oxygen reduction reaction
Monika Sharma, Jue-Hyuk Jang, Dong Yun Shin, Jeong An Kwon, Dong‐Hee Lim, Daeil Choi, Hukwang Sung, Jeonghee Jang, Sang‐Young Lee, Kwan Young Lee, Hee‐Young Park, Namgee Jung, Sung Jong Yoo
IF 30.8
Energy & Environmental Science
A novel design concept of a three-dimensional graphene shell encapsulated cobalt nanostructure as a new route to tune the work function of graphene for enhanced ORR.
https://doi.org/10.1039/c9ee00381a
Graphene
Catalysis
Oxygen reduction reaction
Work function
Materials science
Cobalt
Nanotechnology
Oxygen reduction
Transition metal
Nanostructure
3
article
|
인용수 16
·
2017
Self-healing Pd3Au@Pt/C core-shell electrocatalysts with substantially enhanced activity and durability towards oxygen reduction
Sang‐Young Lee, Namgee Jung, Dong Yun Shin, Hee‐Young Park, Docheon Ahn, Hyoung‐Juhn Kim, Jong Hyun Jang, Dong‐Hee Lim, Sung Jong Yoo
IF 21.1
Applied Catalysis B: Environmental
https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2017.01.073
Nanomaterial-based catalyst
Materials science
X-ray photoelectron spectroscopy
Electrochemistry
Durability
Proton exchange membrane fuel cell
Chemical engineering
Shell (structure)
Scanning electron microscope
Scanning transmission electron microscopy
정부 과제
13
과제 전체보기
1
2024년 4월-2025년 4월
|986,640,000
차세대 글로벌 신재생 에너지 전문가 양성
본 프로그램을 통해 미래 수소에너지와 연료전지 기술 개발을 주도하는 차세대 글로벌 신재생 에너지 인재를 육성.● 본 사업단은 글로벌 신재생 에너지 네트워크 구축, N-GENE 혁신인재 맞춤형 지원, 에너지 가치 창출 혁신 성과 관리를 주요 전략으로 하여 "글로벌 콜라보 프로젝트 기반 협업과 경험 혁신을 통해 세상을 혁신하고, 함께 성장하며, 가능성을 확대하...
글로벌 신재생 에너지 전문가
다학제간 국제 공동 연구
글로벌 리더쉽
창의 인재 양성
융복합 프로그램
2
2024년 3월-2028년 12월
|706,400,000
그래핀 보호층 적용 초저백금 촉매 양산기술 및 MEA 부품화 기술개발
[최종목표]- 그래핀 보호층 적용 연료전지용 촉매 및 초저백금 고내구성 MEA 양산 기술개발ㅇ 캐소드 촉매 활성 : ≥560 mA/mgPt, MA loss : 500 g/batchㅇ MEA 백금 담지량 : 2.0 A/cm2ㅇ MEA 내구성 : >1.6 A/cm2[1차년도 목표]ㅇ 캐소드 촉매 활성 : ≥200 mA/mgPt, MA loss : 1.3 A/c...
연료전지촉매
그래핀 보호층
MEA 내구성
보호효과
분자체 효과
3
협동|
2022년 3월-2025년 12월
|1,062,520,000
300kg월 이상 대량 생산 백금합금 나노촉매 기반 발전용 PAFC 전극 기술개발
본 과제는 인산형 연료전지용 촉매와 전극을 더 오래·더 잘 성능 내도록, 고성능 합금 촉매와 고결정성 아세틸렌 블랙 탄소를 개발하고 양산 공정을 최적화하는 연구임. 연구 목표는 촉매 성능 ≥15 m2/g(ECSA)·≥0.910V(E1/2) 및 촉매 인산 내피독성 ≤100mV 달성과 전극 성능(@300mA/cm2, 100cm2 이상) ≥0.65V, 1,000시간 내구성 전압강하 ≤0.150V 확보임. 핵심 연구 내용은 전자빔 용액 제조 공정, 10L 반응기 설계, 열처리로 카본쉘 기공 구조 제어, 합금 조성·25kg/월급 스케일 변화에 따른 특성 분석, SiC·PTFE 전극 매트릭스 및 인산 함침도 향상, 전극 슬러리 배합·제조 공정 및 인산 내화학/내구성 평가 기술 개발임. 기대 효과는 원천소재 기술력, 양산 편차율 절감, 스케일업 기술력, 균일 백금 담지 촉매 생산, 품질관리용 전기화학적 분석 기법 확보임.
나노 촉매
백금 사용 절감
전자빔
고결정성 탄소
인산형 연료전지
최신 특허
특허 전체보기
상태출원연도과제명출원번호상세정보
등록2022수소산화반응 선택성을 갖는 이중 코어쉘 Pt-Co 촉매 및 그 제조방법1020220046051
등록2021고밀도 엣지 노출 레이어를 갖는 WxMo1-xS2 나노시트의 제조방법1020210024295
등록2020산소 환원 반응용 백금계 촉매 및 그 제조방법1020200160199
전체 특허

수소산화반응 선택성을 갖는 이중 코어쉘 Pt-Co 촉매 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2022
출원번호
1020220046051

고밀도 엣지 노출 레이어를 갖는 WxMo1-xS2 나노시트의 제조방법

상태
등록
출원연도
2021
출원번호
1020210024295

산소 환원 반응용 백금계 촉매 및 그 제조방법

상태
등록
출원연도
2020
출원번호
1020200160199