Catalyst antipoisoning and durability control using carbon molecular-sieve layers in fuel cells
연구 내용
탄소 분자체 층을 갖는 초박막 탄소쉘을 설계해 ORR 선택성을 높이고 촉매 독성·금속 용출을 억제하며 연료전지의 장기 안정 운전을 달성하는 연구
인산형 연료전지와 PEMFC에서는 촉매-전해질 계면에서 발생하는 음이온 흡착과 연료 불순물에 의해 활성점이 제한되고, 운전 중 금속 용출·응집이 성능 열화를 유발합니다. 본 연구실은 원자 수준 공극 제어가 가능한 탄소 분자체층을 갖는 초박막 탄소쉘을 설계합니다. 고온 처리와 공정 변수 조절로 기공 구조를 정밀 제어해 기체 반응이 선택적으로 진행되도록 하고, 탄소쉘을 보호층으로 활용해 금속 용출과 구조 붕괴를 억제하는 접근을 수행합니다. 이를 통해 계면 반응 제어와 내구성 향상을 동시에 달성하는 것을 목표로 합니다.
관련 연구 성과
관련 논문
4편
관련 특허
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관련 프로젝트
1건
연구 흐름
초기에는 포스페이트 이온에 의한 촉매 독성 문제를 계면 관점에서 분석하고, 원자 수준으로 조절된 탄소쉘 기공을 분자체층으로 활용해 ORR 선택적 반응을 유도하는 방향으로 연구를 수행했습니다. 이후 결함이 제어된 탄소 분자체층을 적용하여 CO 허용 촉매 설계로 확장했습니다. 2024년에는 PEMFC 음극에서 수소산화 선택성과 보호 기능을 함께 갖는 다기능 탄소막 구조로 설계를 전환해, 연료전지의 가혹 운전 조건에서도 열화를 억제하는 전략을 제시했습니다.
활용 가능성
활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.
관련 논문
구분
제목
Antipoisoning catalysts for the selective oxygen reduction reaction at the interface between metal nanoparticles and the electrolyte
A bottom-up approach to solving technical challenges in fuel cell systems through innovative catalyst design
Redesign of Anode Catalyst for Sustainable Survival of Fuel Cells
A paradigm shift in CO tolerant catalyst design for fuel cells via introducing defect-controlled carbon molecular sieve layers
관련 프로젝트
구분
제목
타겟 맞춤형 연료전지 응용을 위한 sub-nm 수준의 자가조립 카본쉘 캡슐화 나노입자 개발