계면 엔지니어링 기반 물분해용 광전기화학 및 산소발생반응(OER) 촉매 연구

Interfacial photoelectrochemistry for water splitting and oxygen evolution reaction (OER) catalysis

연구 내용

스피넬계 산화물의 표면 재구성과 산소발생반응(OER) 활성상 형성 메커니즘을 규명하고, 계면 엔지니어링을 통해 광전기화학 거동을 제어하는 연구

본 분야는 산소발생반응(OER)에서 전기화학적 활성상 형성과 계면 반응 거동을 연계하여 설명하는 데 초점을 둡니다. 스피넬계 Zn-Co 산화물에서 근접 표면 재구성에 의해 OER 활성상이 형성되는 과정을 안정화 관점에서 다룹니다. 또한 산업 조건에 준하는 작동 환경에서 철 도핑에 따른 질량전달 제한을 포함한 지배 인자를 검토합니다. 이를 바탕으로 광전기화학적 계면 엔지니어링을 통해 광유도 전하 전이를 제어하고, AEM 기반 수전해 시스템으로 비용 저감형 물분해 응용으로 확장하는 차별성을 보유합니다.

관련 프로젝트

5건

연구 흐름

초기에는 스피넬 Zn-Co 산화물에서 OER 활성상 형성과정과 표면 재구성의 역할을 중심으로 연구가 진행되었습니다. 이후 2024년에는 철의 도입이 초래하는 질량전달 제한이 산업 조건에서의 OER 거동에 미치는 영향을 재검토했습니다. 동시에 2022년부터는 계면 제어와 광유도 전하 전이 기반의 광전기화학 현상 규명 과제를 수행해 계면 엔지니어링으로 거동을 제어하는 틀을 확립했습니다. 2024년 이후에는 AEM 수전해 시스템의 핵심기술개발로 물분해 공정으로의 적용을 추진하고, 2025년에는 금속 나노클러스터 기반 광흡수체와 결함·밴드 굽힘을 연계해 광전기화학 효율을 높이는 방향으로 연구를 확장하고 있습니다.

활용 가능성

활용 가능성은 알앤디써클 특화 AI 에이전트가 생성한 내용으로, 실제 연구 가능 여부는 연구실과의 논의가 필요합니다.

AEM 수전해 전극 계면 설계
OER 활성상 안정화 촉매 공정
산소발생반응 질량전달 제한 모델 기반 운전 최적화
광유도 전하 전이 제어형 광전극
금속 나노클러스터 광흡수체 소재
표면 결함 기반 광전기화학 성능 튜닝
수소 생산 원가 저감용 전기화학 시스템
산업 조건 대응형 전극 내구성 평가
표면 재구성 유도 합성 전략
물분해용 전기분석 기반 성능 진단