초록 ▼

□ 연구개요
전극 표면에서 일어나는 전자전달반응은 에너지 변환의 핵심적인 요소이며, 전극반응의 근본적인 이해는 에너지 변환이 요구되는 다양한 분야의 발전에 필요하다. 전극표면에서의 전자전달 반응의 기본 메카니즘을 연구함으로써 특정 목표 전극반응에 대하여 선택적으로 전극활성을 조절하고자 한다. 본 연구는 다양한 전극 반응에 대하여 전극 물질조성, 미세구조에 따른 활성 연구뿐만 아니라 전극 반응의 중간체 감지를 통한 전극 반응의 메커니즘을 조사하거나 촉매 표면의 변화를 연구하는 등 좀더 근본적인 단계의 연구를 진행하고자 한다. 이

□ 연구개요
전극 표면에서 일어나는 전자전달반응은 에너지 변환의 핵심적인 요소이며, 전극반응의 근본적인 이해는 에너지 변환이 요구되는 다양한 분야의 발전에 필요하다. 전극표면에서의 전자전달 반응의 기본 메카니즘을 연구함으로써 특정 목표 전극반응에 대하여 선택적으로 전극활성을 조절하고자 한다. 본 연구는 다양한 전극 반응에 대하여 전극 물질조성, 미세구조에 따른 활성 연구뿐만 아니라 전극 반응의 중간체 감지를 통한 전극 반응의 메커니즘을 조사하거나 촉매 표면의 변화를 연구하는 등 좀더 근본적인 단계의 연구를 진행하고자 한다. 이를 통해 특정 반응에 선택적 활성을 보이는 전극시스템을 제안 및 개발하는 것을 최종연구목표로 한다.

□ 연구 목표대비 연구결과
본 과제는 전극반응의 기초적 이해 및 실질적 응용을 위해 다음과 같은 4가지 세부 항목으로 체계적인 연구를 진행하였다.
￭ 선택적 활성을 지니는 전극 촉매물질 합성
￭ 합성한 전극촉매물질에서의 전극반응 연구
￭ 전극반응에 대한 계산적 분석
￭ 합성한 촉매물질의 전기화학적 바이오센서 개발에의 응용
각 항목에 해당하는 연구를 진행하여 물의 전기분해 반응인 산소 및 수소 발생반응, 연료전지의 환원극 반응인 산소환원반응, 전기화학적 바이오센서에 응용되는 일산화질소, 일산화탄소, 아스코르브산, 요산, 과산화수소의 산화 및 환원반응에의 다양한 구조 및 성분의 전극물질에서의 활성을 연구하였고, DFT 계산 및 SECM을 이용한 반응 중간체 검출로 이 중 물의 전기분해 반응에 대해서는 반응 메카니즘 연구도 병행하였다.
연구 목표에 잘 부합되는 우수한 연구결과이다.

□ 연구개발결과의 중요성
본 연구의 주된 연구주제인 다양한 전극반응에 대한 기본적 이해는 배터리, 전기분해, 전기화학센서 등 에너지 변환이 필요한 여러 응용 분야의 실질적인 발전에 기여 할 수 있다.
귀금속 기반 전극 물질을 대체할 수 있는 우수 전극촉매군으로서의 전이금속 산화물에 기반한 전극물질은 다양한 분야에 이용되는 전극 촉매의 단가를 낮추는 경제적이점이 있다.
실험연구와 함께 병행하여 진행하는 이론적 계산 연구는 전극반응의 메카니즘에 대한 기본적 이해에 도움을 주는 중요한 결과인다.
바이오 센서의 개발 뿐 아니라 이 센서의 살아있는 생물에서의 중요 생체물질 분석에 적용하는 본 연구의 결과는 생물학적 기본 기전 및 질병 기전을 이해하는데 중요한 도구로 활용될 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 5
• (1) 선택적 활성을 지니는 전극 촉매물질 합성 ... 5
• (2) 합성한 전극촉매물질에서의 전극반응 연구 ... 8
• (3) 전극반응에 대한 계산적 분석 ... 10
• (4) 합성한 촉매물질의 전기화학적 바이오센서 개발에의 응용 ... 11
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 13
• 4. 참고문헌 ... 13
• 5. 연구성과 ... 14
• 대표적 연구실적 ... 21
• 끝페이지 ... 37