AEM 수전해용 OER 촉매·막전극공정(무이오노머 CCM, 열화 메커니즘)

AEM water electrolysis for OER catalysts and MEA processes (ionomer-free CCM, degradation mechanism)

연구 내용

음이온교환막 수전해에서 PGM-free OER 촉매와 막전극접합체를 재구성하여 성능과 열화를 동시에 관리하는 연구

음이온교환막 수전해(AEMWE)에서 OER 성능을 결정하는 전극-전해질 계면을 재구성하고 막전극접합체(MEA) 제조 공정을 최적화합니다. electrochemically reconstructed oxy-(hydroxides) 표면에 Ni3N 등 저비용 활성종을 고정하여 계면 활성점과 전자 수송을 개선하는 방식으로 PGM-free 전극을 구현합니다. 또한 기존 이오노머 기반 CCM에서 벗어난 in-situ ionomer-free catalyst-coated membrane(m-CCM) 공정을 적용하여 접촉저항과 촉매 이용도를 함께 조절합니다. 운영 중 초기 열화의 지배 요인을 분석하고, 실시간 분석이 가능한 전해장치 설계를 통해 공정-열화 상관을 도출하는 차별성을 보유합니다.

관련 프로젝트

5건

연구 흐름

2022년에는 reconstructed oxy-(hydroxides) 표면에 저비용 금속 질화물을 고정하여 OER 과전위를 낮추고 안정성을 확보하는 전극 설계를 확립했습니다. 2023년에는 이를 막전극접합체 레벨로 확장하여 이오노머 없이 촉매층을 형성하는 m-CCM 제조법을 제시하고 AEMWE 성능과 내구성을 동시 평가했습니다. 같은 시기 OER 전극 구조 고도화 연구도 병행되었습니다. 2025년에는 열화의 초기 구간에서 음극이 우세하게 기여함을 전기화학 분석으로 규명하여, 촉매 안정화와 음극 환경 제어를 후속 연구로 연결하는 흐름을 형성했습니다.

활용 가능성

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

PGM-free OER 전극 설계
AEMWE 막전극접합체(전극-막) 공정 최적화
이오노머 프리 CCM 적용 기술
초기 열화 원인 기반 수명 예측
전해 계면 저항 최소화 전략
해수 특화 AEMWE 운영 조건 확장
전극-전해질 계면 전자 수송 향상
연속 운전 내구성 개선
전해장치 실시간 진단 기반 공정 제어
대면적 스택 적용 후보 촉매/소재 조합