현재 전 세계는 기후변화라는 큰 환경문제에 직면하여 새로운 친환경 에너지원을 찾기 위해 빠르게 움직이고 있다. 특히 그 에너지원으로 수소생산 시 CO2를 배출하지 않는 그린 수소에 주목하고 있다.
수전해 시 H2O를 산소와 수소로 분해하기 위한 과전위는 1.23V이지만, 실제로는 과전압이 필요하며 다양한 원인이 있다. 그중 Anode에서 일어나는 OER(Oxygen Evolution Reaction)은 전자 4개가 참여하는 4단계의 반응으로 진행되기 때문에 필요한 과전압이 가장 크다. 따라서 적은 에너지로 반응을 쉽게 일으킬 수 있는 OER용 전극과 촉매 개발 분야로 많은 연구가 진행되고 있다.
본 연구에서, 첫 번째, 빠르고 간단한 GLIP(Gas-Liquid Interfacial ...
현재 전 세계는 기후변화라는 큰 환경문제에 직면하여 새로운 친환경 에너지원을 찾기 위해 빠르게 움직이고 있다. 특히 그 에너지원으로 수소생산 시 CO2를 배출하지 않는 그린 수소에 주목하고 있다.
수전해 시 H2O를 산소와 수소로 분해하기 위한 과전위는 1.23V이지만, 실제로는 과전압이 필요하며 다양한 원인이 있다. 그중 Anode에서 일어나는 OER(Oxygen Evolution Reaction)은 전자 4개가 참여하는 4단계의 반응으로 진행되기 때문에 필요한 과전압이 가장 크다. 따라서 적은 에너지로 반응을 쉽게 일으킬 수 있는 OER용 전극과 촉매 개발 분야로 많은 연구가 진행되고 있다.
본 연구에서, 첫 번째, 빠르고 간단한 GLIP(Gas-Liquid Interfacial Plasma) 전극 표면 처리를 통해 OER용 전극을 친수성으로 변환시켜 성능을 높였다. 1M HNO3 용액에서 30분 동안 GLIP 처리한 Ni foam은 처리 전에 비해 과전압이 458mV 감소되었다. 두 번째, 알칼라인 해수에서 내부식성이 강한 OER용 촉매 개발을 통해 내구성을 향상시켰다. Half와 Full cell 단위에서 100시간 내구성을 진행하였고, 과전압과 내구성이 향상된 결과를 보였다.
이 연구는 OER용 전극의 성능과 내구성을 크게 향상시키는 접근 방식을 실현함을 통해, 그린수소 생산방법인 수전해와 해수 수전해의 상용화의 가능성을 보여주고 있다.
현재 전 세계는 기후변화라는 큰 환경문제에 직면하여 새로운 친환경 에너지원을 찾기 위해 빠르게 움직이고 있다. 특히 그 에너지원으로 수소생산 시 CO2를 배출하지 않는 그린 수소에 주목하고 있다.
수전해 시 H2O를 산소와 수소로 분해하기 위한 과전위는 1.23V이지만, 실제로는 과전압이 필요하며 다양한 원인이 있다. 그중 Anode에서 일어나는 OER(Oxygen Evolution Reaction)은 전자 4개가 참여하는 4단계의 반응으로 진행되기 때문에 필요한 과전압이 가장 크다. 따라서 적은 에너지로 반응을 쉽게 일으킬 수 있는 OER용 전극과 촉매 개발 분야로 많은 연구가 진행되고 있다.
본 연구에서, 첫 번째, 빠르고 간단한 GLIP(Gas-Liquid Interfacial Plasma) 전극 표면 처리를 통해 OER용 전극을 친수성으로 변환시켜 성능을 높였다. 1M HNO3 용액에서 30분 동안 GLIP 처리한 Ni foam은 처리 전에 비해 과전압이 458mV 감소되었다. 두 번째, 알칼라인 해수에서 내부식성이 강한 OER용 촉매 개발을 통해 내구성을 향상시켰다. Half와 Full cell 단위에서 100시간 내구성을 진행하였고, 과전압과 내구성이 향상된 결과를 보였다.
이 연구는 OER용 전극의 성능과 내구성을 크게 향상시키는 접근 방식을 실현함을 통해, 그린수소 생산방법인 수전해와 해수 수전해의 상용화의 가능성을 보여주고 있다.
Currently, the world is moving rapidly to find a new eco-friendly energy source in the face of a big environmental problem of climate change. In particular, attention is being paid to green hydrogen that does not emit CO2 when producing hydrogen as its energy source.
The overpotential for d...
Currently, the world is moving rapidly to find a new eco-friendly energy source in the face of a big environmental problem of climate change. In particular, attention is being paid to green hydrogen that does not emit CO2 when producing hydrogen as its energy source.
The overpotential for decomposing H2O into oxygen and hydrogen during water electrolysis is 1.23V, but in reality, an overvoltage is required and there are various causes. Among them, OER (Oxygen Evolution Reaction) occurring at the anode is the largest required overvoltage because it proceeds as a four-step reaction involving four electrons. Therefore, a lot of research is being conducted in the field of developing electrodes and catalysts for OER that can easily cause a reaction with a small amount of energy.
In this study, the first, fast and simple GLIP (Gas-Liquid Interfacial Plasma) electrode surface treatment was used to convert OER electrodes into hydrophilic ones to improve their performance. Ni foam treated with GLIP in 1M HNO3 solution for 30 minutes reduced overvoltage by 458mV compared to before treatment. Second, durability was improved by developing a catalyst for OER with strong corrosion resistance in alkaline seawater. Durability was performed for 100 hours in half and full cell units, and overvoltage and deterioration were improved.
This study shows the possibility of commercialization of water electrolysis and seawater electrolysis, which are green hydrogen production methods, by realizing an approach that greatly improves the performance and durability of OER electrodes.
Currently, the world is moving rapidly to find a new eco-friendly energy source in the face of a big environmental problem of climate change. In particular, attention is being paid to green hydrogen that does not emit CO2 when producing hydrogen as its energy source.
The overpotential for decomposing H2O into oxygen and hydrogen during water electrolysis is 1.23V, but in reality, an overvoltage is required and there are various causes. Among them, OER (Oxygen Evolution Reaction) occurring at the anode is the largest required overvoltage because it proceeds as a four-step reaction involving four electrons. Therefore, a lot of research is being conducted in the field of developing electrodes and catalysts for OER that can easily cause a reaction with a small amount of energy.
In this study, the first, fast and simple GLIP (Gas-Liquid Interfacial Plasma) electrode surface treatment was used to convert OER electrodes into hydrophilic ones to improve their performance. Ni foam treated with GLIP in 1M HNO3 solution for 30 minutes reduced overvoltage by 458mV compared to before treatment. Second, durability was improved by developing a catalyst for OER with strong corrosion resistance in alkaline seawater. Durability was performed for 100 hours in half and full cell units, and overvoltage and deterioration were improved.
This study shows the possibility of commercialization of water electrolysis and seawater electrolysis, which are green hydrogen production methods, by realizing an approach that greatly improves the performance and durability of OER electrodes.
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