공작석 산화물(pyrochlore oxide, Y 2 Ru 2 O 7 )은 선진적인 그린 에너지 전략에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 유망한 촉매로 확인되었다. 그러나 그 전기화학적 불활성성은 전자적 조절을 촉진하기 위한 효과적인 전략의 탐색을 필요로 한다. 본 연구는 Prussian blue analog(PBA)를 사용하여 Y 2 Ru 2 O 7 (YRO) 지지체 위에 결함 NiFe(D‐NiFe) 나노입자를 통합하는 표면 개질 접근법을 제안한다(YRO@D‐NiFeP/Ru). YRO 지지체 위에 성장시킨 NiFe PBA의 산화 처리로 인해 다수의 시안화물(CN) 공백이 생성되어 결함 PBA 전구체(YRO@D‐PBA)가 형성된다. 이어지는 열처리는 YRO 지지체 위의 D‐NiFe 나노입자(YRO@D‐NiFeP/Ru)로의 전환을 가능하게 하며, 이는 OER에 유익한 Ni 3+ 활성 부위의 노출을 증가시킨다. 또한 YRO로부터 Ru 양이온의 환원은 Ru 나노입자의 엑솔루션(exsolution)을 유도하여, 나노입자에서 Y 2 Ru 2 O 7 내부로의 상승적(시너지) 전하 전달을 촉진한다. 그 결과 YRO@D‐NiFeP/Ru는 10 mA·cm −2에서 1.49 V의 현저한 전압과 42.4 mV·dec −1 의 최저 타펠 기울기를 나타낸다. 더불어 YRO@D‐NiFeP/Ru로 구성된 Zn–공기 배터리는 136.2 mW·cm −2 의 우수한 출력 밀도와 높은 충·방전 안정성을 보이며, 금속-공기 배터리에서 YRO@D‐NiFeP/Ru의 적용 가능성을 확인한다.

공작석 산화물(pyrochlore oxide, Y 2 Ru 2 O 7 )은 선진적인 그린 에너지 전략에서 산소 발생 반응(OER)을 위한 유망한 촉매로 확인되었다. 그러나 그 전기화학적 불활성성은 전자적 조절을 촉진하기 위한 효과적인 전략의 탐색을 필요로 한다. 본 연구는 Prussian blue analog(PBA)를 사용하여 Y 2 Ru 2 O 7 (YRO) 지지체 위에 결함 NiFe(D‐NiFe) 나노입자를 통합하는 표면 개질 접근법을 제안한다(YRO@D‐NiFeP/Ru). YRO 지지체 위에 성장시킨 NiFe PBA의 산화 처리로 인해 다수의 시안화물(CN) 공백이 생성되어 결함 PBA 전구체(YRO@D‐PBA)가 형성된다. 이어지는 열처리는 YRO 지지체 위의 D‐NiFe 나노입자(YRO@D‐NiFeP/Ru)로의 전환을 가능하게 하며, 이는 OER에 유익한 Ni 3+ 활성 부위의 노출을 증가시킨다. 또한 YRO로부터 Ru 양이온의 환원은 Ru 나노입자의 엑솔루션(exsolution)을 유도하여, 나노입자에서 Y 2 Ru 2 O 7 내부로의 상승적(시너지) 전하 전달을 촉진한다. 그 결과 YRO@D‐NiFeP/Ru는 10 mA·cm −2에서 1.49 V의 현저한 전압과 42.4 mV·dec −1 의 최저 타펠 기울기를 나타낸다. 더불어 YRO@D‐NiFeP/Ru로 구성된 Zn–공기 배터리는 136.2 mW·cm −2 의 우수한 출력 밀도와 높은 충·방전 안정성을 보이며, 금속-공기 배터리에서 YRO@D‐NiFeP/Ru의 적용 가능성을 확인한다.

중공 Cu 도핑 NiBTC MOF는 전기 전도도와 열 전도도를 최적화하여, 473 K에서 높은 성능지수(figure of merit) 0.571을 달성하였다.

고출력 전자기기의 효율적인 열 조절에 대한 수요 증가는 고급 열전달 계면재료의 개발을 필요로 한다. 본 연구에서는 이러한 과제를 해결하기 위해 새로운 복합재를 제작하였다. 기본 소재인 에폭시–에리트리톨(EPET) 매트릭스는 에폭시 기재 위에 상변화 물질(PCM)을 화학적으로 그래프트하여 합성하였으며, 그 결과 110–124 °C 범위 내에서 단일 흡열 전이(endothermic transition)를 나타냈다. 열 반응을 확장하기 위해 도코사인(docosane)을 도입하여, 40–60 °C 및 110–124 °C 범위에서 각각 다중 흡열 전이를 나타내는 EPET/도코사인 하이브리드 시스템을 구현하였다. 열전달 성능을 향상시키기 위해 열전도성 충전재로 구형 질화알루미늄(AlN)을 복합재에 포함시켰다. AlN 입자는 폴리머 매트릭스와의 계면 접착을 향상시키고 효율적인 열 수송을 촉진하기 위해 셀룰로오스 나노섬유(CNF)로 표면 개질하였다. 최적화된 복합재인 EPET/Docosane/AlN-CNF는 열전도율 6.31 W/m·K와 총 잠열 130.7 J/g을 달성하였다. CPU에 적용한 결과, 이 복합재는 이중 흡열 전이와 높은 잠열에 기인하여 우수한 열 완충(heat-buffering) 능력을 보였다. 이러한 결과는 개발된 복합재가 차세대 전자기기용 고성능 열전달 계면재료로서의 잠재력을 검증함을 의미한다. • 에리트리톨 그래프트 에폭시(EPET)는 에리트리톨의 기계적 특성을 강화하였다. • 도코사인을 통합함으로써 EPET에서 이중 흡열 영역이 형성되었다. • AlN 표면에 대한 CNF 처리는 복합재의 특성을 향상시켰다. • EPET/Docosane/AlN-CNF 복합재는 효율적인 열 관리 성능을 나타냈다.

소수성 기능기를 갖는 구형 세라믹을 사용하여 거품을 안정화하였다. 또한 다단계 기공 구조는 열전도율 0.19 W m−1 K−1의 극저열전도율과 300 K에서 ZT 0.53을 달성하는 데 도움이 되었다.