초록 ▼

□ 연구개요
본 연구는 전기화학적 CO₂의 전환과 활용(Carbon Capture & Utilization)에 관한 연구로, 막전극 접합체 기반의 CO₂ 전기분해 반응에 적용할 전이금속 복합체 전기화학 촉매를 개발하여 고부가가치를 갖는 탄화수소 연료를 생산함으로써, 온실가스의 저감과 탄소 에너지의 선순환적 활용을 최종 목표로 한다. 구체적으로 본 연구를 통하여 Pd, Ag, Zn 계열의 전이금속 합금(alloy)촉매와 유기 리간드와 금속 나노 입자의 규칙적 배열로 이루어진 유기금속 구조체

□ 연구개요
본 연구는 전기화학적 CO₂의 전환과 활용(Carbon Capture & Utilization)에 관한 연구로, 막전극 접합체 기반의 CO₂ 전기분해 반응에 적용할 전이금속 복합체 전기화학 촉매를 개발하여 고부가가치를 갖는 탄화수소 연료를 생산함으로써, 온실가스의 저감과 탄소 에너지의 선순환적 활용을 최종 목표로 한다. 구체적으로 본 연구를 통하여 Pd, Ag, Zn 계열의 전이금속 합금(alloy)촉매와 유기 리간드와 금속 나노 입자의 규칙적 배열로 이루어진 유기금속 구조체(metal organic framework)촉매의 전기 화학적 합성법을 개발하고, 이를 통해 CO₂를 전환하여 고선택비를 갖는 합성가스를 생산한다. 본 연구를 통해 CO₂ 전환속도 및 효율을 향상시키고, 생성된 합성가스의 선택비를 증가, 최적화시키고자 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구과제의 세부 연구 목표 대비 달성도를 요약하면 다음과 같다.
- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 전이금속 합금 전기화학촉매 개발
- 비중(%) : 40
- 달성도(%) : 100
- 자체평가 : 연구목표 달성

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 유기금속구조체 복합촉매 개발
- 비중(%) : 40
- 달성도(%) : 100
- 자체평가 : 연구목표 달성

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 합금, 복합 촉매 기반 MEA 개발
- 비중(%) : 20
- 달성도(%) : 20
- 자체평가 : 연구목표 미달성

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : SCI 5편 이상
- 달성도(%) : 20
- 자체평가 : 4편 게재

- 세부 연구 목표(연구계획서 상의 목표) : 특허 출원 3건
- 달성도(%) : 133
- 자체평가 : 4건 출원, 2건 등록

합계 : 100

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구를 수행하여 막전극접합체 기반 전기화학적 CO₂ 전환용 전이금속 복합 촉매를 개발하였다. 촉배 합성과 특성 평가를 통해 CO₂ 전환에 요구되는 에너지량을 감소시키고 비활성 자원인 CO₂로부터 유용한 탄화수소 연료를 높은 선택도로 생성할 수 있었다. 이로부터 [신재생, 전기에너지]-[CO₂ 전환]-[고부가가치 탄화수소 연료]의 에너지 저장 및 변환 순환을 구축할 수 있을 것으로 기대된다. 또한, 이전까지 연료전지와 수전해 연구 분야에서만 응용되었던 막전극접합체 기반 전해셀의 응용 범위를 확장함과 동시에, 기존 CO₂ 전환 연구가 갖고 있던 공정한계를 극복할 수 있을 것으로 기대된다. 궁극적으로 온실가스 저감을 달성하고 기후변화 협약 시대에 능동적으로 대처할 수 있는 기술 기반을 확보하였다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• [1] 연구개발의 필요성 ... 3
• [2] 연구개발의 최종 목표 ... 5
• [3] 연구개발의 범위 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• [1] 1차년도 연구수행 내용 (2016.6.1.~ 2017.5.31.) ... 6
• [2] 2차년도 연구수행 내용 (2017.6.1.~ 2018.5.31.) ... 9
• [3] 3차년도 연구수행 내용 (2018.6.1.~ 2019.5.31.) ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 12
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 13
• 대표적 연구실적 ... 16
• 끝페이지 ... 19