초록 ▼

· 연료전지 촉매 원가 절감 및 내구성 향상을 위한 연구 진행, 신규로 개발한 Fe-P 및 Fe-N 도핑된 탄소전극촉매 개발, 우수한 산소환원반응 촉매 활성을 보임
· N-고분자 사슬을 통해 기존에 보고된 촉매 대비 우수한 내구성을 보이면서 뛰어난 산소환원반응 활성을 보이는 촉매 개발
· TiO₂의 구조에 따른 광촉매 활성 비교, 구조 최적화를 통한 추후 고효율 광촉매 개발에 밑거름이 될 것이라 기대
· 스터처링법을 이용한 연료전지 촉매 양산 기술 개발
· 복잡한 주형제를 이용하지 않는 기단

· 연료전지 촉매 원가 절감 및 내구성 향상을 위한 연구 진행, 신규로 개발한 Fe-P 및 Fe-N 도핑된 탄소전극촉매 개발, 우수한 산소환원반응 촉매 활성을 보임
· N-고분자 사슬을 통해 기존에 보고된 촉매 대비 우수한 내구성을 보이면서 뛰어난 산소환원반응 활성을 보이는 촉매 개발
· TiO₂의 구조에 따른 광촉매 활성 비교, 구조 최적화를 통한 추후 고효율 광촉매 개발에 밑거름이 될 것이라 기대
· 스터처링법을 이용한 연료전지 촉매 양산 기술 개발
· 복잡한 주형제를 이용하지 않는 기단한 방법을 통해 탄화-리칭-안정화라는 새로운 합성방법 제시, 각 단계의 역할 규명 및 및 이 방법을 적용해 우수한 산소환원반응 촉매개발
· 기존에 수소생산에 주료 이용된 Pt촉매를 대체할 신규 물질 제안, Ag/TiO₂ 표면을 SCN-로 개질하여 4배 이상의 수소생산 효율을 보임.
· TiO₂ 표면을 Mg과 수소를 이용한 환원법을 통해 다양한 색깔의 광촉매 합성 및 가시광 영역 빛 흡수 향상 또한 태양광 물분해 수소생성활성의 획기적 개선
· 최초로 MnO 나노입자를 적용하여 연료전지의 최고 중요 반응인 산소환원반응 촉매에 적용
· MnO의 표면을 산화시켜 표면의 산화수를 조절함으로 전기적 촉매 특성 및 안정성을 향상시킴
· 기존에 사용되던 Iodine기반의 페로브스카이트 물질에 Br을 도핑한 새로운 조성의 페로브스카이트를 합성, 태양전지 적용시 성능 향상구현

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

Purpose & Contents
Development of novel organic/inorganic solar ligh hybrid photocatalysts and multi-dimensional fuel cell catalyst and electrode systems and furthermore photo-conversion-based hybrid fuel cell system
· Development of new hybrid photocatalysts with high hydrogen production effi

Purpose & Contents
Development of novel organic/inorganic solar ligh hybrid photocatalysts and multi-dimensional fuel cell catalyst and electrode systems and furthermore photo-conversion-based hybrid fuel cell system
· Development of new hybrid photocatalysts with high hydrogen production efficiency of 9.0% at simulated solar light (AM 1.5) - To achieve this goal, we will design and fabricate hybrid nanoplatform and further apply this nanoplatform for the application to practical hydrogen production system.
· Development of multi-component/multi-dimensional fuel cell catalysts and electrode as well as cost-effective versatile synthetic methods/ reaction mechanism and electronic structure analysis of the catalysts for fuel cell
· Development of fuel cell hybrid system using photocatalytically-produced hydrogen as fuel

Results
1) Research on organic/inorganic hybrid photocatalysts
· Reforming the surface of semiconductor nanoparticles by metal nanoparticles and anions to control hydrogen production
· Applying new design concepts to semiconductor using nanoscale organic/inorganic particles and their doping for improved activity and stability
· Synthesis of co-catalyst and hybrid catalyst system using graphene and metal oxides

2) Research on highly efficient hybrid fuel cell catalyst/electrode
· Development of control approaches of surface structure of metal nanoparticles
· Development of synthetic methods of carbon and the metal oxide with a variety of surface structures and properties
· Research on optimum catalysts and low cost eco-friendly synthetic methods
· Development of new multi-dimensional electrode/catalyst by reforming/regulating catalyst surface nano-structure for high activity and stability
· Development of novel catalysts based on new stencil coating nanotechnology

3) Research on photo-conversion-based fuel cell hybrid system
· Production of high-yield hydrogen through new light conversion hybrid system
· Synthesis and performance evaluation of novel hybrid nano-structured visible responsive photocatalysts
· Developing highly efficient fuel cell hybrid system by applying hybrid materials and solar converion hydrogen production system

Expected Contribution
· Opening of new paradigm alternative energy research by applying solar light-based organic/inorganic hybrids for solar-conversion hydrogen fuel cell
· Development of high efficient light-conversion hydrogen hybrid system for national economic and industrial growth
· Pre-occupation of renewable energy production technology by developing key core technologies since it is early stage competing technology,
· Collaboration with domestic research teams can stimulate the research activity and breed professional researchers in hydrogen production and fuel cell field
· Development of next energy generation technology using novel hybrid nanoplatform: research on highly efficient photocatalysts for efficient hydrogen production and application to integrated hydrogen fuel cell

(출처 : SUMMARY 5p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제 출 문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 국문 요약문 ... 4
• SUMMARY ... 5
• Contents ... 6
• 목차 ... 6
• 제1장. 연구개발과제의 개요 ... 7
• 1. 연구개발 목적 ... 7
• 2. 연구개발의 필요성 ... 7
• 제2장. 국내외 기술 개발 현황 ... 13
• 제3장. 연구 수행 내용 및 성과 ... 16
• 제4장. 목표 달성도 및 관련 분야 기여도 ... 20
• 1. 목표 달성도 ... 20
• 2. 관련 분야 기여도 ... 21
• 제5장. 연구개발성과의 활용계획 ... 24
• 제6장. 연구 과정에서 수집한 해외 과학기술 정보 ... 26
• 제7장. 연구개발성과의 보안등급 ... 28
• 제8장. 국가과학기술종합정보시스템에 등록한 연구시설·장비 현황 ... 28
• 제9장. 연구개발과제 수행에 따른 연구실 등의 안전 조치 이행 실적 ... 29
• 제10장. 연구개발과제의 대표적 연구 실적 ... 30
• 제11장. 기타 사항 ... 31
• 제12장. 참고 문헌 ... 33
• 끝페이지 ... 34