인산 연료전지와 관련된 주요 과제 중 하나는 금속 나노입자와 전해질 사이의 계면에서 발생하는 인산염 이온에 의한 촉매 독화(catalyst poisoning)이다. 인산염 이온의 촉매 표면에 대한 강한 흡착은 산소 환원 반응(ORR)에 대한 활성 자리를 제한하여 연료전지 성능을 현저히 저하시킨다. 본 연구에서는 분자체(molecular sieve) 층으로 사용할 수 있는 극박 탄소 쉘로 둘러싸인 Pt-기반 나노입자로 구성된 항독화(antipoisoning) 촉매를 합리적으로 설계하였다. 탄소 쉘의 기공 구조는 고온 가스 처리에 의해 원자 수준에서 체계적으로 조절되어, 분자체를 통해 O2 분자가 금속 나노입자의 활성 자리에서 선택적으로 반응하도록 한다. 또한 보호층으로서의 탄소 쉘은 장기간 운전 동안 촉매로부터 금속이 용출되는 것을 효과적으로 차단한다. 그 결과, 결함이 제어된 탄소 쉘은 인산 전해질에서도 하이브리드 촉매의 ORR 활성과 내구성을 뛰어나게 이끈다.

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