산성 환경 수전해를 위한 Ir 전자구조 제어 고활성 OER 촉매

Ir electronic-structure-controlled high-activity OER catalysts for acidic water splitting

연구 내용

산성 산소발생반응에서 Ir의 전자구조와 국소 활성점을 제어하여 고질량활성·고내구성을 달성하는 수전해 촉매를 설계하는 연구

연구실은 산성 환경에서의 산소발생반응 성능을 좌우하는 전하 이동 장벽과 전기화학적 흡착 에너지의 균형을 전자구조 설계로 조절합니다. 고엔트로피 합금 플랫폼에서 조성 공학을 통해 Ir 활성 자리의 응집·흡착 특성을 미세 조정하고, 용출 억제에 유리한 내구성을 확보합니다. 또한 콜로설 다이일렉트릭 페로브스카이트에 저 Ir 도핑을 적용해 산소 공공(Oxygen vacancy) 생성과 산소 중간체 흡착을 동시에 유리하게 만드는 방향으로 촉매를 최적화합니다. 더불어 수소 스필오버 메커니즘을 정리하고 DFT 기반 경로 해석을 병행하여 물분해 전체 반응 성능 설계 근거를 확장합니다.

관련 프로젝트

1건

연구 흐름

초기 단계에서는 산성 조건에서 높은 활성과 내구성을 동시에 얻기 위해 Ir 기반 촉매의 전자구조를 조성 공학으로 제어하는 방향으로 연구를 진행했습니다. 이후 Ti 기반 콜로설 다이일렉트릭 페로브스카이트에 저 Ir 도핑을 도입하여 전하 전달과 산소 공공 유도 메커니즘에 기반한 반응성 향상 전략을 구축했습니다. 동시에 고엔트로피 합금에서의 원소 확산 억제와 흡착 에너지 조절 개념을 적용해 장기 안정성을 강화했습니다. 최근에는 수소 스필오버를 포함한 동역학적 촉매 거동을 정리하고 계산 기반 해석 관점을 확립하여 수전해 성능 설계의 해석 틀을 보완하는 흐름으로 이어졌습니다.

활용 가능성

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

산성 OER용 저 Ir 도핑 촉매
고엔트로피 합금 기반 전자구조 튜닝
콜로설 다이일렉트릭 페로브스카이트 촉매 플랫폼
산소 공공 유도형 활성점 설계
흡착 에너지 제어 기반 반응성 최적화
수소 스필오버 경로 기반 HER 보강
산성 전해용 내구성 촉매 셀 설계
촉매 용출 억제용 조성 전략
계산-실험 연계 촉매 설계 방법
수전해 촉매 성능 평가 지표 표준화