본 제안서는 고체 전해질 기반 하이브리드 셀 기반 구조를 가지는 메탈-이산화탄소 전지를 개발하고 양극재에서 충?방전시 발생하는 산화/환원반응에 대한 한국과 독일의 협력연구를 통해 실시간 가스 분석 (한국)과 In-operando/ex-situ CT분석 (독일)을 이용하여 차세대 금속-가스 전지의 메커니즘 규명을 목표로 한다. 이를 바탕으로 한-독 협력연구를...

(1) 1차년도 (2022) [1] 연구목표 : 고효율 eNRR을 위한 금속 고용체 촉매 후보군 선정 및 탄소열충격법을 통한 다종 금속 고용체 촉매 개발 · 고효율 eNRR용 금속 촉매 후보군 선정 · 탄소열충격법을 통한 합금 촉매 설계 및 고도분석 · 개발 촉매의 eNRR 성능 평가 (2) 2 차년도 (2023) [1] 연구목표 : 이차원 물질 기반 금속 고용체 하이브리드 촉매 개발 · 결함 엔지니어링을 통한 이차원 물질 합성 및 고엔트로피 금속 촉매 선정 · 이차원 부도체 촉매 기반 금속 고용체 합금 하이브리드 촉매 합성 연구 · 15N2 동위원소 분석법을 통한 실제 N2 가스 환원 반응 검증 (3) 3 차년도 (2024) [1] 연구목표 : HER 억제를 위한 포화 수계염 전해액 개발 및 하이브리드 촉매를 적용한 eNRR 평가 · HER 억제를 위한 포화 수계염 전해액 개발 · 실시간 가스 분석기를 활용한 포화 수계염 기반 HER 반응 분석 · 1,2 차년도에 개발한 촉매와 포화 수계 전해액 시스템 내 eNRR 성능 평가

본 연구는 전기화학적 질소 고정 반응 (electrochemical nitrogen reduction; eNRR)의 높은 효율을 달성하기 위한 금속 고용체-이차원 물질 하이브리드 촉매 개발과 부반응 억제를 위한 수계포화염 개발을 목표로 한다. 본 제안의 핵심 개발 내용은 탄소열충격법 기반 질소 흡착·전환 반응에 유리한 금속 고용체의 합성법 개발과, 물분자의...

본 과제는 해수이차전지의 핵심 한계(낮은 출력, 수명 불안정) 개선을 위해 20 Wh급 이상의 대면적 단위 셀 설계와 수명 안정화 및 신뢰성 확보를 목표로 하는 연구임. 연구 목표는 20 Wh, 8 Ah, 200 cm2 이상 셀 면적 확장 및 배합 최적화, 내압 설계를 통한 1500 사이클 이상 수명, 20 Wh·2000 사이클 이상의 단셀 규격화로 양산·사업화 기반 구축에 있음. 핵심 연구 내용은 고이온전도성 신규 세라믹, 양극의 고로딩/대면적화와 삽입/탈리-산소 산화/환원 반응 동시 제어, 전해액 첨가재 반응 효율 최적화 및 복합 음극 대면적화, 해수전지 표준안 및 시험절차서 개발임. 기대 효과는 고에너지·고출력·장수명 셀 설계기술과 평가 표준화로 사업화 기반 및 제조 원천기술 확보, 해양산업 구조개선 및 친환경 에너지 저장을 통한 탄소 절감·IMO 규제 저감에 있음.