단일 원자·나노구조 전극 기반 물분해 및 에너지 전환 촉매 연구

Single-atom and nanostructured electrocatalysts for water splitting and energy conversion

연구 내용

단일 원자 활성점과 다공성 지지체를 결합하여 물분해 반응과 에너지 변환 성능을 최적화하는 전극 촉매 연구

전이금속 중심의 활성점과 다공성 지지체를 정렬하는 접근으로 물분해 전극 촉매를 설계합니다. 단일 원자 코디네이션을 통해 산소발생반응(OER)의 반응 경로를 유도하고, 복합 다공성 프레임에 나노입자를 정착시켜 수소발생반응(HER)에서 질량이동과 반응성을 동시에 고려합니다. 또한 MOF/MXene 나노아키텍처를 에너지 저장·변환 관점에서 구성하여 전하 전달과 계면 반응을 안정적으로 구현하는 방향으로 연구를 수행합니다.

관련 프로젝트

2건

연구 흐름

2023년에는 염수 기반 환경 조건에서 작동하는 OER 촉매의 활성점 설계를 중심으로 연구를 수행했습니다. 2025년에는 다공성 구조체를 지지체로 활용해 수소발생 전극을 구현하고, 구조-활성 상관을 관찰하는 실험 중심으로 확장했습니다. 같은 시기 MOF/MXene 기반 나노아키텍처를 통해 에너지 저장·변환에서의 재료 설계 원칙을 정리했습니다. 2026년에는 단일 원자·다공성 복합 플랫폼의 해석 관점을 강화하여 활성점의 코디네이션과 계면 반응을 연계하고, e-fuel 및 이산화탄소 전환 등 에너지 전환 목표로 적용 범위를 넓히는 흐름입니다.

활용 가능성

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

염수 기반 OER 전극
수소발생(HER) 전극 촉매
에너지 저장·전환 복합 소자
e-fuel 생산 공정 촉매
이산화탄소 전환 기반 연료 합성
전극-다공성 구조 최적화 플랫폼
실사용 조건 내 장기 안정성 평가
반응 경로 기반 활성점 설계
전하 이동 향상형 전극 구조
에너지 전환 시스템의 소재 모듈화