초록 ▼

□ 연구개요
21세기 친환경 및 신재생 에너지 관련 연구는 고효율의 경제적인 에너지 변환장치 및 저장장치 개발에 중점을 두고 있다. 특히, 수소 기체 기반 기술의 경우, 태양 에너지 혹은 전기 에너지의 변환을 통해 장시간 저장할 수 있는 매체로 여겨지고 있어 관련 연구에 대한 관심이 크다. 본 연구에서는 물의 전기 분해 반응을 통해 수소의 에너지 저장 매체로서의 연구를 수행하였고, 그와 관련된 변환장치의 촉매 효율성을 증대화하는 연구를 수행하였다. 또한, 수소 에너지를 전기에너지로 변환하는 연료전지 시스템 연구를 수행하여, 수

□ 연구개요
21세기 친환경 및 신재생 에너지 관련 연구는 고효율의 경제적인 에너지 변환장치 및 저장장치 개발에 중점을 두고 있다. 특히, 수소 기체 기반 기술의 경우, 태양 에너지 혹은 전기 에너지의 변환을 통해 장시간 저장할 수 있는 매체로 여겨지고 있어 관련 연구에 대한 관심이 크다. 본 연구에서는 물의 전기 분해 반응을 통해 수소의 에너지 저장 매체로서의 연구를 수행하였고, 그와 관련된 변환장치의 촉매 효율성을 증대화하는 연구를 수행하였다. 또한, 수소 에너지를 전기에너지로 변환하는 연료전지 시스템 연구를 수행하여, 수소 에너지의 응용 가능성에 대한 연구를 수행하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 연구에서는 산성 조건에서의 수소연료전지 산소환원반응용 촉매와 알칼리 조건에서의 수소 생산 반응용 촉매의 체계적인 모델을 제시하는 것을 목표로 하였다. 구체적으로는 촉매의 입자 크기를 나노 수준으로 줄이는 합성법을 통해 사용하는 촉매의 양을 극도로 줄이고, 입자의 모양과 표면의 구조를 조절함을 통해 전기화학반응에 최적화된 촉매 성능을 얻는 것을 목표로 하였다.
모양이 조절된 Pt/C nanocube 촉매는 수소 연료전지 산화전극 반응 중 하나인 메탄올 산화반응에 응용 연구를 수행하였으며 그 결과, 기존의 상용 촉매 대비 5~8배 수준의 단위 면적당 활성 및 단위 무게당 활성 증가 결과를 얻게 되었다.
나노입자의 내부가 다공성의 구조를 가지면서 금속의 결정성을 유지하는 특이한 구조의 PtCu@PtCuNi 촉매는 기존 상용 촉매 대비 산소환원반응성이 16배 높은 결과를 얻었다.
그 외에도 Pt 정팔면체, Pt-Fe 나노촉매, ZnO nanorods, Pt-Ni 정팔면체 등의 다양한 조성, 모양, 구조가 조절된 나노촉매의 합성법을 개발하였다.

□ 연구개발결과의 중요성
- Pt 정팔면체 합성법: 첨가금속이 없는 순수 백금 {111} 결정면을 가지는 백금 정팔면체 나노입자를 얻는 합성법을 개발
- 모양이 제어된 Pt/C 합성법 및 메탄올 산화전극 응용: 표면이 깨끗한 Pt/C nanocube 촉매는 기존의 상용 촉매 대비 5~8 배 수준의 메탄올 산화반응 활성 결과를 얻음
- Pt-Ni 정팔면체 나노입자의 합성: 나노입자의 표면이 백금-니켈의 균일한 조성을 가지는 합성법을 개발
- PtCu@PtCuNi 외골격 나노입자의 합성 및 응용: 다양한 합금 성분을 조절한 촉매를 합성하여 기존 상용 촉매보다 산소환원 반응성이 16배 높은 결과 얻음

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 3
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 4
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 7
• 4. 참고문헌 ... 8
• 5. 연구성과 ... 8
• 끝페이지 ... 14