[논문]다공성 탄소층이 코팅된 하이브리드 표면 구조를 갖는 산소 환원 반응용 PtCo 합금 나노 촉매

장정희; 모니카 샤르마; 성후광; 김순표; 정남기

doi:10.3740/mrsk.2018.28.11.646

다공성 탄소층이 코팅된 하이브리드 표면 구조를 갖는 산소 환원 반응용 PtCo 합금 나노 촉매
Hybrid PtCo Alloy Nanocatalysts Encapsulated by Porous Carbon Layers for Oxygen Reduction Reactions 원문보기

한국재료학회지 = Korean journal of materials research, v.28 no.11, 2018년, pp.646 - 652

장정희 (충남대학교 에너지과학기술대학원) , 모니카 샤르마 (충남대학교 에너지과학기술대학원) , 성후광 (충남대학교 에너지과학기술대학원) , 김순표 (충남대학교 에너지과학기술대학원) , 정남기 (충남대학교 에너지과학기술대학원)

Abstract ▼ AI-Helper

During a long-term operation of polymer electrolyte membrane fuel cells(PEMFCs), the fuel cell performance may degrade due to severe agglomeration and dissolution of metal nanoparticles in the cathode. To enhance the electrochemical durability of metal catalysts and to prevent the particle agglomeration in PEMFC operation, this paper proposes a hybrid catalyst structure composed of PtCo alloy nanoparticles encapsulated by porous carbon layers. In the hybrid catalyst structure, the dissolution and migration of PtCo nanoparticles can be effectively prevented by protective carbon shells. In addition, $O_2$ can properly penetrate the porous carbon layers and react on the active Pt surface, which ensures high catalytic activity for the oxygen reduction reaction. Although the hybrid catalyst has a much smaller active surface area due to the carbon encapsulation compared to a commercial Pt catalyst without a carbon layer, it has a much higher specific activity and significantly improved durability than the Pt catalyst. Therefore, it is expected that the designed hybrid catalyst concept will provide an interesting strategy for development of high-performance fuel cell catalysts.

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

따라서, PtCo@C 600 촉매를 이용하여 상용 Pt/C 촉매와 ORR 성능 및 내구성을 보다 심도 있게 비교해보는 연구를 진행하였다.
따라서 본 연구에서는 금속 나노 촉매의 성능과 내구성을 동시에 확보하기 위해 다공성 기공 구조를 가진 탄소층이 코팅된 금속 나노 입자로 구성된 하이브리드 촉매 구조를 제안하고자 한다. Fig.
본 연구에서는, 금속 나노 촉매의 성능과 내구성을 동시에 확보하기 위해 다공성 탄소층이 코팅된 하이브리드 표면 구조를 갖는 PtCo 합금 나노 촉매를 개발하였다. 먼저, 연료전지 장시간 작동 중에도 견딜 수 있는 탄소층을 PtCo 나노 입자 표면에 형성시키기 위한 합성법을 개발하였고, 산소 분자가 탄소층을 적절히 투과하여 흡착 및 반응할 수 있도록 탄소층 기공 크기를 제어하기 위한 어닐링 공정 최적화를 통해 촉매의 높은 ORR 성능을 확보하였다.

제안 방법

Cyclic voltammograms(CVs)은 0.1 M 의 HClO4 에 Ar 가스를 주입 시켜주면서 20 mV s−1의 scan rate로 0.05 VRHE와 1.05 VRHE의 범위에서 측정을 진행하였다.
ORR 측정을 위해서는 0.1 M의 HClO4에 O2가스를 주입 시켜주면서 5 mV s−1 scan rate로 0.05VRHE와 1.05 VRHE의 범위에서 rotating 속도 1600 rpm에서 측정을 진행하였다.
Transmission electron microscope(TEM) (Tecnai G² F30 S-Twin, FEI)을 이용하여 PtCo@C/C 촉매의 분산 도와 입자 크기를 확인하였고, high resolution TEM (HR-TEM)을 이용하여 PtCo 입자 표면에 코팅되어 있는 탄소층을 명확히 관찰하였다. 또한, X-ray diffraction (XRD) (D/MAX-2200 Ultima, Rigaku International Corporation)를 이용하여 PtCo@C/C 촉매의 결정 구조와 합금 정도를 확인하였다.
1 V_RHE의 범위에서 5,000 cycle CV를 돌렸다. 가속열화평가가 끝난 후 샘플 별로 CV, ORR, CO stripping을 각각 측정하여 가속열화평가 전 데이터와 비교하여 내구성을 관찰하였다. 또한 제조된 PtCo@C/C 촉매와의 비교를 위해 상용 Pt/C(Johnson Matthey, JM)를사용하여 위와 동일한 분석을 모두 진행하였다.
반면, 다공성 기공 구조를 지닌 탄소층을 금속 나노 입자 표면에 코팅을 하게 되면, 탄소층이 보호막으로 작용하여 금속 나노 입자들의 용해 및 뭉침 현상을 방지할 수 있어 촉매 내구성 향상에 도움을 줄 수 있으며, 동시에 탄소층의 산소 분자 투과도를 확보할 수 있다면 충분히 높은 ORR 활성이 나타날 것이라 기대할 수 있다. 그러나 탄소층 코팅에 의해 부득이하게 전기화학적 활성 면적(electrochemical surface area, ESA)이 감소될 것이 예상 되므로 면적당 촉매 활성(specific activity)을 보다 향상 시키기 위해 Pt와 Co를 합금시킨 PtCo 나노 입자 표면에 탄소층이 코팅되어 있는 하이브리드 합금 나노 촉매를 제조하였다. 표면에 다공성 탄소층을 갖는 PtCo 촉매는 일반적인 Pt 촉매에 비해 높은 specific activity와크게 향상된 내구성을 보여 주었으며, 개발된 촉매 합성법이 간단하여 많은 장점을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.
그리고 CV 측정과 동일한 방법으로 Ar 가스를 주입 시켜주면서 20 mV s−1의 scan rate로 0.05 VRHE와 1.05 VRHE의 범위에서 CO 산화 전류를 측정하 였다.
더 나아가, 전기화학적 활성면적과 사용된 백금의 양이 서로 다른 상용 Pt/C 촉매와 PtCo@C/C 600 촉매의 직접적인 ORR 성능 비교를 위해 활성면적당 성능을 나타내는 specific activity와 사용한 Pt 무게당 성능을 보여주는 mass activity를 계산하여 0.9 V_RHE를 기준으로 비교해보았다[Fig. 5(d)]. 먼저, 가속열화평가 전 측정된 specific activity을 살펴보면, PtCo@C/C 600 촉매는 탄소층이 코팅되어 있어 전기화학적 활성면적이 상당히 작음에도 불구하고 상용 Pt/C 촉매에 비해 활성면적당 성능이 매우 높다는 것을 알 수 있다.
따라서, 산소 투과 정도가 ORR 활성에 미치는 영향을 분석하기 위해 산소 분위기 하에서 측정된 각 촉매의 ORR polarization curves를 얻었다[Fig. 4(d)]. 먼저, PtCo@C/C 800촉매는 800°C라는 높은 온도에서 어닐링을 거치기 때문에 매우 작은 기공을 지닌 탄소층이 형성되어 산소 분자가 투과하지 못해 ORR 활성이 매우 낮은 것을 볼 수 있다.
가속열화평가가 끝난 후 샘플 별로 CV, ORR, CO stripping을 각각 측정하여 가속열화평가 전 데이터와 비교하여 내구성을 관찰하였다. 또한 제조된 PtCo@C/C 촉매와의 비교를 위해 상용 Pt/C(Johnson Matthey, JM)를사용하여 위와 동일한 분석을 모두 진행하였다.
F30 S-Twin, FEI)을 이용하여 PtCo@C/C 촉매의 분산 도와 입자 크기를 확인하였고, high resolution TEM (HR-TEM)을 이용하여 PtCo 입자 표면에 코팅되어 있는 탄소층을 명확히 관찰하였다. 또한, X-ray diffraction (XRD) (D/MAX-2200 Ultima, Rigaku International Corporation)를 이용하여 PtCo@C/C 촉매의 결정 구조와 합금 정도를 확인하였다. 모든 전기화학 측정은 작동전극으로 glassy carbon electrode를 포함하는 rotating disk electrode(RDE), 상대전극으로 Pt sheet, 기준전극으로 Ag/AgCl 전극을 사용하는 3전극 시스템을 이용하였고, 도시된 모든 전압 값은 reversible hydrogen electrode (RHE)로 표시하였다.
먼저 PtCo@C 600와 상용 Pt/C 촉매의 내구성을 비교하기 위해 산소 분위기에서 5,000 cycle의 CV를 실시하는 가속열화평가(ADT)를 진행하였고, 가속열화평가 이후 CV, CO stripping curve 측정을 통한 전기화학적 활성표면적의 변화 및 ORR polarization curve 측정을 통한 촉매 활성의 변화를 확인하였다(Fig. 5).
본 연구에서는, 금속 나노 촉매의 성능과 내구성을 동시에 확보하기 위해 다공성 탄소층이 코팅된 하이브리드 표면 구조를 갖는 PtCo 합금 나노 촉매를 개발하였다. 먼저, 연료전지 장시간 작동 중에도 견딜 수 있는 탄소층을 PtCo 나노 입자 표면에 형성시키기 위한 합성법을 개발하였고, 산소 분자가 탄소층을 적절히 투과하여 흡착 및 반응할 수 있도록 탄소층 기공 크기를 제어하기 위한 어닐링 공정 최적화를 통해 촉매의 높은 ORR 성능을 확보하였다. 본 연구를 통해 개발된 다공성 탄소층을 갖는 PtCo@C/C 촉매는 상용 Pt/C 촉매에 비해 매우 높은 specific activity와 크게 향상된 내구성을 보여주었으며, 이러한 하이브리드 표면 구조를 갖는 ORR 촉매의 활용을 통해 고분자전해질막 연료전지의 성능과 내구성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 기대해본다.
먼저, 제조된 PtCo@C/C 촉매의 결정 구조를 확인하기 위해 XRD 분석을 진행하였다(Fig. 2). 상용 Pt/C 촉매는 단일 Pt 원소로 이루어졌기 때문에 39.
또한, X-ray diffraction (XRD) (D/MAX-2200 Ultima, Rigaku International Corporation)를 이용하여 PtCo@C/C 촉매의 결정 구조와 합금 정도를 확인하였다. 모든 전기화학 측정은 작동전극으로 glassy carbon electrode를 포함하는 rotating disk electrode(RDE), 상대전극으로 Pt sheet, 기준전극으로 Ag/AgCl 전극을 사용하는 3전극 시스템을 이용하였고, 도시된 모든 전압 값은 reversible hydrogen electrode (RHE)로 표시하였다. 그리고 모든 촉매 잉크 슬러리는 5 mg의 촉매와 Nafion ionomer(5 wt%, Sigma-Aldrich), 2-propanol(99.
이러한 전기화학 분석 이후, 상용 Pt/C 촉매와 PtCo@C/C 600 촉매의 가속열화평가 전후 촉매 나노 입자의 물리적 구조 변화를 직접적으로 관찰하기 위해 TEM 분석을 진행하였다(Fig. 6). 먼저 상용 Pt/C 촉매의 경우, 가속열화평가 전에는 Pt 입자가 뭉쳐진 부분 없이 넓게잘 분포되어 있으며 입자의 크기 또한 균일한 것을 알수 있지만, 앞서 예상한대로 가속열화평가 이후 입자간 뭉침 현상이 심화되고 입자 크기 또한 크게 성장한 것을 볼 수 있다.
이렇게 제조된 촉매의 전기화학적 성질을 확인하기 위해 다양한 전기화학분석을 진행하였다(Fig. 4). 먼저, CV 와 CO stripping curve를 통해 나노 촉매의 활성표면적을 확인해 보면, 불순물 없이 깨끗한 표면을 가지고 있 는 상용 Pt/C 촉매는 넓은 활성표면적(ESA)을 나타내는 반면, PtCo@C/C 촉매의 경우, 코팅되어 있는 탄소층의 영향으로 활성표면적이 매우 작은 것을 알 수 있다.

성능/효과

Fig. 3에서 보여지듯이, 제조된 PtCo@C/C 촉매의 TEM 이미지를 확인한 결과, 상용 Pt/C 촉매와 마찬가지로 PtCo@C/C ASP, PtCo@C/C 600, PtCo@C/C 800 촉매 모두 나노 입자가 탄소 담지체 위에 고르게 분산되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한 모든 PtCo@C/C는 상용 Pt/C 촉매와 비슷하게 약 3 nm 정도의 나노 입자 크기를 유지하고 있었으며, 특히 PtCo@C/C 600 및 PtCo @C/C 800 촉매의 경우에는 나노 입자 표면이 깨끗한상용 Pt/C 촉매와는 달리 얇은 탄소층이 코팅 되어 있다는 것도 TEM 이미지를 통해 확인할 수 있었다.
가속열화평가 전후 전기화학 활성표면적 변화를 비교해봤을 때, 상용 Pt/C 촉매는 활성표면적이 크게 감소(약 61 %)한 것을 확인할 수 있지만 PtCo@C/C 600 촉매의 경우, 가속열화평가 전후 면적의 변화가 거의 없는 것으로 보아 5,000 cycle의 가혹한 테스트 조건 하에서도 PtCo@C/C 600 촉매 표면에 코팅된 탄소층 구조가 무너지지 않고 그대로 유지되었다는 것을 알 수 있다.
한편, 가속열화평가 전, 상용 Pt/C 촉매는 같은 무게의 Pt를 사용하더라도 절대적으로 넓은 활성표면적을 가지고 있기 때문에 PtCo@C/C 600 촉매보다 높은 mass activity 값을 보여주었다. 그러나 가속열화평가 이후, 상용 Pt/C 촉매는 입자 뭉침 현상으로 인해 활성표면적이 급감하여 심각한 ORR 활성 저하를 보이는 반면, PtCo @C/C 600 촉매는 견고한 탄소층 구조로 인해 활성표 면적의 변화가 거의 없었기 때문에 Pt 무게당 성능을 오랫동안 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상용 Pt/C 촉매에 비해 매우 높은 mass activity를 보여주어 동일한 Pt 무게를 사용했을 때 내구성 측면에서 보다 유리한 촉매 구조를 가짐을 알 수 있었다.
3에서 보여지듯이, 제조된 PtCo@C/C 촉매의 TEM 이미지를 확인한 결과, 상용 Pt/C 촉매와 마찬가지로 PtCo@C/C ASP, PtCo@C/C 600, PtCo@C/C 800 촉매 모두 나노 입자가 탄소 담지체 위에 고르게 분산되어 있는 것을 알 수 있었다. 또한 모든 PtCo@C/C는 상용 Pt/C 촉매와 비슷하게 약 3 nm 정도의 나노 입자 크기를 유지하고 있었으며, 특히 PtCo@C/C 600 및 PtCo @C/C 800 촉매의 경우에는 나노 입자 표면이 깨끗한상용 Pt/C 촉매와는 달리 얇은 탄소층이 코팅 되어 있다는 것도 TEM 이미지를 통해 확인할 수 있었다. 이것을 통해 PtCo@C/C 촉매의 경우, 나노 입자 표면을 코팅하고 있는 탄소층이 나노 입자의 migration을 방지 하여 600°C 또는 800°C의 높은 온도에서 어닐링을 거치더라도 뭉침 현상이 발생하지 않았다고 판단할 수 있다.
그러나 가속열화평가 이후, 상용 Pt/C 촉매는 입자 뭉침 현상으로 인해 활성표면적이 급감하여 심각한 ORR 활성 저하를 보이는 반면, PtCo @C/C 600 촉매는 견고한 탄소층 구조로 인해 활성표 면적의 변화가 거의 없었기 때문에 Pt 무게당 성능을 오랫동안 유지할 수 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 상용 Pt/C 촉매에 비해 매우 높은 mass activity를 보여주어 동일한 Pt 무게를 사용했을 때 내구성 측면에서 보다 유리한 촉매 구조를 가짐을 알 수 있었다.
4). 먼저, CV 와 CO stripping curve를 통해 나노 촉매의 활성표면적을 확인해 보면, 불순물 없이 깨끗한 표면을 가지고 있 는 상용 Pt/C 촉매는 넓은 활성표면적(ESA)을 나타내는 반면, PtCo@C/C 촉매의 경우, 코팅되어 있는 탄소층의 영향으로 활성표면적이 매우 작은 것을 알 수 있다. 또한, PtCo@C/C 촉매는 어닐링의 온도가 증가 함에 따라 활성표면적이 순차적으로 감소하는 것을 볼 수 있는데, 앞서 예상한대로 어닐링 온도가 증가함에 따라 탄소층의 결정성이 좋아지고 밀도가 높아져 기공 크기가 점점 작아지기 때문이다.
5(d)]. 먼저, 가속열화평가 전 측정된 specific activity을 살펴보면, PtCo@C/C 600 촉매는 탄소층이 코팅되어 있어 전기화학적 활성면적이 상당히 작음에도 불구하고 상용 Pt/C 촉매에 비해 활성면적당 성능이 매우 높다는 것을 알 수 있다. 이것은 Pt와 Co를 합금시킴으로써 나노 입자 표면에 존재하는 Pt의 전자 구조가 ORR에 보다 유리하게 변화했기 때문이라고 할 수있으며, 다공성 탄소층을 통해 산소 기체가 적절히 투과하여 반응할 수 있는 Pt 활성점이 분명히 존재한다는 것을 증명해준다.
먼저 상용 Pt/C 촉매의 경우, 가속열화평가 전에는 Pt 입자가 뭉쳐진 부분 없이 넓게잘 분포되어 있으며 입자의 크기 또한 균일한 것을 알수 있지만, 앞서 예상한대로 가속열화평가 이후 입자간 뭉침 현상이 심화되고 입자 크기 또한 크게 성장한 것을 볼 수 있다. 반면, PtCo@C/C 600 촉매의 경우에는 PtCo 나노 입자가 탄소층에 잘 코팅되어 있기 때문에 가속열화평가 이후에도 입자 분산도에 변화가 거의 없었으며 입자 크기 또한 일정하게 유지되었다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 연료전지를 장시간 운전 할 때 적절한 기공을 가진 탄소층이 표면에 코팅된 촉매 나노 입자를 사용하면 탄소층이 촉매의 용해 및 뭉침 현상을 방지해 급격한 성능 저하를 막아 주는 효과가 나타날 것으로 기대된다.
이러한 효과로 인해, 가속열화평가 이후 측정된 ORR polarization curves [Fig. 5(c)]에서도 ORR활성이 상당히 감소한 상용 Pt/C 촉매와 달리, PtCo@C/C 600 촉매의 성능은 거의 변화가 없는 것을 확인 할 수 있다. 즉, 상용 Pt/C 촉매는 Pt 나노 입자가 직접적으로 외부에 노출되어 있어 장시간 구동 시 입자 뭉침 현상이 가속화되어 촉매 성능저하가 심각하게 일어나는 반면, PtCo@C/ C 600의 경우 PtCo 나노 입자 표면에 코팅되어 있는 견고한 탄소층이 나노 입자의 migration을 방지하는 역할을 하여 촉매의 물리적 구조 변화가 거의 일어나지 않기 때문이라고 할 수 있다.

후속연구

^17,18) 한편, 표면 탄소층을 갖지 않는 일반적인 합금 촉매들은 고온 어닐링 공정을 통해 합금 정도가 향상되긴 하지만, 어닐링 온도가 증가함에 따라 나노 입자의 뭉침 현상이 심각하게 발생하여 입자 크기가 점점 커지게 되는 문제점을 가지게 된다. 그러나 본 연구에서 설계한 탄소층이 코팅된 나노 입자 구조는 어닐링 공정에도 불구하고 탄소층이 입자 간 뭉침 현상을 방지할 수 있어야 하기 때문에 어닐링 온도에 따른 합금 정도와 나노 입자의 크기 변화를 동시에 관찰하는 것이 매우 중요하다고 할 수 있다.
반면, PtCo@C/C 600 촉매의 경우에는 PtCo 나노 입자가 탄소층에 잘 코팅되어 있기 때문에 가속열화평가 이후에도 입자 분산도에 변화가 거의 없었으며 입자 크기 또한 일정하게 유지되었다는 것을 확인할 수 있다. 따라서, 연료전지를 장시간 운전 할 때 적절한 기공을 가진 탄소층이 표면에 코팅된 촉매 나노 입자를 사용하면 탄소층이 촉매의 용해 및 뭉침 현상을 방지해 급격한 성능 저하를 막아 주는 효과가 나타날 것으로 기대된다.
먼저, 연료전지 장시간 작동 중에도 견딜 수 있는 탄소층을 PtCo 나노 입자 표면에 형성시키기 위한 합성법을 개발하였고, 산소 분자가 탄소층을 적절히 투과하여 흡착 및 반응할 수 있도록 탄소층 기공 크기를 제어하기 위한 어닐링 공정 최적화를 통해 촉매의 높은 ORR 성능을 확보하였다. 본 연구를 통해 개발된 다공성 탄소층을 갖는 PtCo@C/C 촉매는 상용 Pt/C 촉매에 비해 매우 높은 specific activity와 크게 향상된 내구성을 보여주었으며, 이러한 하이브리드 표면 구조를 갖는 ORR 촉매의 활용을 통해 고분자전해질막 연료전지의 성능과 내구성을 동시에 확보할 수 있을 것으로 기대해본다.
그러나 탄소층 코팅에 의해 부득이하게 전기화학적 활성 면적(electrochemical surface area, ESA)이 감소될 것이 예상 되므로 면적당 촉매 활성(specific activity)을 보다 향상 시키기 위해 Pt와 Co를 합금시킨 PtCo 나노 입자 표면에 탄소층이 코팅되어 있는 하이브리드 합금 나노 촉매를 제조하였다. 표면에 다공성 탄소층을 갖는 PtCo 촉매는 일반적인 Pt 촉매에 비해 높은 specific activity와크게 향상된 내구성을 보여 주었으며, 개발된 촉매 합성법이 간단하여 많은 장점을 확보할 수 있을 것으로 기대된다.

질의응답

핵심어	질문	논문에서 추출한 답변
	고분자 전해질막 연료전지의 단점은?	미래에 유망한 에너지원 중 하나인 수소를 연료로 사용하는 고분자 전해질막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFCs)는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 물과 전기를 생산하는 친환경적 에너지 변환 장치로서, 작동 온도가 80°C 이하로 낮고 다양한 수준의 출력 밀도를 가질 수 있어 휴대용, 수송용, 발전용 및 건물용에 이르기까지 응용분야가 매우 넓다.1-3) 그러나 연료극과 공기극 촉매로 여전히 고가의 Pt를 사용하고 있으며, 연료전지를 장시간 구동하였을 때 Pt 나노입자들의 뭉침 또는 용해 현상이 일어나 성능 저하가 급격히 발생하게 되는 문제점을 가지고 있다.4,5) 특히, 공기극의 경우, 연료극의 빠른 수소산화반응(hydrogen oxidation reaction, HOR)의 속도에 비해 산소환원반응(oxygen reduction reaction, ORR) 속도가 훨씬 느리다고 알려져 있어 고활성·고내구성을 갖는 공기극 촉매의 개발이 시급하다고 할 수 있다.
	고분자 전해질막 연료전지란?	미래에 유망한 에너지원 중 하나인 수소를 연료로 사용하는 고분자 전해질막 연료전지(polymer electrolyte membrane fuel cells, PEMFCs)는 수소와 산소의 전기화학적 반응에 의해 물과 전기를 생산하는 친환경적 에너지 변환 장치로서, 작동 온도가 80°C 이하로 낮고 다양한 수준의 출력 밀도를 가질 수 있어 휴대용, 수송용, 발전용 및 건물용에 이르기까지 응용분야가 매우 넓다.1-3) 그러나 연료극과 공기극 촉매로 여전히 고가의 Pt를 사용하고 있으며, 연료전지를 장시간 구동하였을 때 Pt 나노입자들의 뭉침 또는 용해 현상이 일어나 성능 저하가 급격히 발생하게 되는 문제점을 가지고 있다.
	3d 전이금속에는 어떤 것들이 존재하는가?	따라서 공기극 나노 촉매의 활성 및 내구성 증대를 위한 촉매 구조 개선 방안들에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 먼저, Pt 나노 촉매의 활성을 향상시키기 위한 접근 방법으로 PtM(M = Co, Ni, Fe 등) 합금 촉매가 개발되고 있으며, Pt와 Co, Ni, Fe과 같은 3d 전이금속의 합금은 Pt의 O binding energy를 약화 시켜 촉매의 ORR 활성을 증가시킬 뿐만 아니라 사용된 Pt의 함량을 줄일 수 있어 많은 장점을 가질 수 있다.8-10) 그러나 PtM 합금 촉매를 사용한 연료전지를 장시간 운전 하게 되면 높은 작동 전압과 낮은 pH 환경에 의해 합금 된 3d 전이금속이 쉽게 용해될 수 있기 때문에 내구성이 좋지 않다고 알려져 있다.

참고문헌 (22)

Stamenkovic, Vojislav R., Mun, Bongjin Simon, Arenz, Matthias, Mayrhofer, Karl J. J., Lucas, Christopher A., Wang, Guofeng, Ross, Philip N., Markovic, Nenad M.. Trends in electrocatalysis on extended and nanoscale Pt-bimetallic alloy surfaces. Nature materials, vol.6, no.3, 241-247.

상세보기
Jung, N., Chung, D.Y., Ryu, J., Yoo, S.J., Sung, Y.E.. Pt-based nanoarchitecture and catalyst design for fuel cell applications. Nano today, vol.9, no.4, 433-456.

상세보기
Fu, Xiaogang, Zamani, Pouyan, Choi, Ja‐Yeon, Hassan, Fathy M., Jiang, Gaopeng, Higgins, Drew C., Zhang, Yining, Hoque, Md Ariful, Chen, Zhongwei. In Situ Polymer Graphenization Ingrained with Nanoporosity in a Nitrogenous Electrocatalyst Boosting the Performance of Polymer‐Electrolyte‐Membrane Fuel Cells. Advanced materials, vol.29, no.7, 1604456-.

상세보기
Meier, Josef C, Galeano, Carolina, Katsounaros, Ioannis, Witte, Jonathon, Bongard, Hans J, Topalov, Angel A, Baldizzone, Claudio, Mezzavilla, Stefano, Schüth, Ferdi, Mayrhofer, Karl J J. Design criteria for stable Pt/C fuel cell catalysts. Beilstein journal of nanotechnology, vol.5, 44-67.

상세보기
Sharma, Monika, Jung, Namgee, Yoo, Sung Jong. Toward High-Performance Pt-Based Nanocatalysts for Oxygen Reduction Reaction through Organic–Inorganic Hybrid Concepts. Chemistry of materials : a publication of the American Chemical Society, vol.30, no.1, 2-24.

상세보기
Jung, N., Cho, Y.H., Choi, K.H., Lim, J.W., Cho, Y.H., Ahn, M., Kang, Y.S., Sung, Y.E.. Preparation process for improving cathode electrode structure in direct methanol fuel cell. Electrochemistry communications, vol.12, no.6, 754-757.

상세보기
Thomas, Sharon C, Ren, Xiaoming, Gottesfeld ², Shimshon, Zelenay, Piotr. Direct methanol fuel cells: progress in cell performance and cathode research. Electrochimica acta, vol.47, no.22, 3741-3748.

상세보기
Toda, Takako, Igarashi, Hiroshi, Uchida, Hiroyuki, Watanabe, Masahiro. Enhancement of the Electroreduction of Oxygen on Pt Alloys with Fe, Ni, and Co. Journal of the Electrochemical Society : JES, vol.146, no.10, 3750-3756.

상세보기
CHIWATA, Morio, YANO, Hiroshi, OGAWA, Satoshi, WATANABE, Masahiro, IIYAMA, Akihiro, UCHIDA, Hiroyuki. Oxygen Reduction Reaction Activity of Carbon-Supported Pt-Fe, Pt-Co, and Pt-Ni Alloys with Stabilized Pt-Skin Layers. 電氣化學および工業物理化學 = Electrochemistry, vol.84, no.3, 133-137.

상세보기
Holton, Oliver T., Stevenson, Joseph W.. The Role of Platinum in Proton Exchange Membrane Fuel Cells. Platinum metals review, vol.57, no.4, 259-271.

상세보기
Cherevko, Serhiy, Kulyk, Nadiia, Mayrhofer, Karl J.J.. Durability of platinum-based fuel cell electrocatalysts: Dissolution of bulk and nanoscale platinum. Nano energy, vol.29, 275-298.

상세보기
Takahashi, I., Kocha, S.S.. Examination of the activity and durability of PEMFC catalysts in liquid electrolytes. Journal of power sources, vol.195, no.19, 6312-6322.

상세보기
Long, Nguyen Viet, Yang, Yong, Minh Thi, Cao, Minh, Nguyen Van, Cao, Yanqin, Nogami, Masayuki. The development of mixture, alloy, and core-shell nanocatalysts with nanomaterial supports for energy conversion in low-temperature fuel cells. Nano energy, vol.2, no.5, 636-676.

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Wang, Chao, Chi, Miaofang, Li, Dongguo, Strmcnik, Dusan, van der Vliet, Dennis, Wang, Guofeng, Komanicky, Vladimir, Chang, Kee-Chul, Paulikas, Arvydas P., Tripkovic, Dusan, Pearson, John, More, Karren L., Markovic, Nenad M., Stamenkovic, Vojislav R.. Design and Synthesis of Bimetallic Electrocatalyst with Multilayered Pt-Skin Surfaces. Journal of the American Chemical Society, vol.133, no.36, 14396-14403.

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Cui, Rongjing, Mei, Ling, Han, Guangjie, Chen, Jiyun, Zhang, Genhua, Quan, Ying, Gu, Ning, Zhang, Lei, Fang, Yong, Qian, Bin, Jiang, Xuefan, Han, Zhida. Facile Synthesis of Nanoporous Pt-Y alloy with Enhanced Electrocatalytic Activity and Durability. Scientific reports, vol.7, 41826-.

상세보기
Yan, Z., Wang, M., Liu, J., Liu, R., Zhao, J.. Glycerol-stabilized NaBH₄ reduction at room-temperature for the synthesis of a carbon-supported Pt_xFe alloy with superior oxygen reduction activity for a microbial fuel cell. Electrochimica acta, vol.141, 331-339.

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Kaewsai, Duanghathai, Yeamdee, Sirapath, Supajaroon, Supatini, Hunsom, Mali. ORR activity and stability of PtCr/C catalysts in a low temperature/pressure PEM fuel cell: Effect of heat treatment temperature. International journal of hydrogen energy, vol.43, no.10, 5133-5144.

상세보기
Yang, R.T., Goethel, P.J., Schwartz, J.M., Lund, C.R.F.. Solubility and diffusivity of carbon in metals. Journal of catalysis, vol.122, no.1, 206-210.

상세보기
Moisala, Anna, Nasibulin, Albert G, Kauppinen, Esko I. The role of metal nanoparticles in the catalytic production of single-walled carbon nanotubes—a review. Journal of physics, an Institute of Physics journal. Condensed matter, vol.15, no.42, S3011-S3035.

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Jeon, Tae-Yeol, Yoo, Sung Jong, Park, Hee-Young, Kim, Sang-Kyung, Lim, Seongyop, Peck, Donghyun, Jung, Doo-Hwan, Sung, Yung-Eun. Electrocatalytic Effectsof Carbon Dissolution inPd Nanoparticles. Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids, vol.28, no.7, 3664-3670.

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Chen, Liliang, Mashimo, Tsutomu, Iwamoto, Chihiro, Okudera, Hiroki, Omurzak, Emil, Ganapathy, Hullathy Subban, Ihara, Hirotaka, Zhang, Jidong, Abdullaeva, Zhypargul, Takebe, Shintaro, Yoshiasa, Akira. Synthesis of novel CoC_x@C nanoparticles. Nanotechnology, vol.24, no.4, 045602-.

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Han, Y.‐F., Kumar, D., Sivadinarayana, C., Clearfield, A., Goodman, D.W.. The Formation of PdC_x over Pd‐Based Catalysts in Vapor‐Phase Vinyl Acetate Synthesis: Does a Pd–Au Alloy Catalyst Resist Carbide Formation?. Catalysis letters, vol.94, no.3, 131-134.

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저자의 다른 논문 :

표제어: PCR

동의어: Packet Collision Rate

용어 설명 출처 목록 (6)

용어 설명: PCR은 세균 특이성이 있는 primer를 이용하여 적은 수의 세균이 있을지라도 쉽게 검출할 수 있는 유용한 방법이며, 이를 이용하여 구강 내 치면세균막이나 타액에서 직접 세균을 검출할 수 있게 되었다[8].

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