초록 ▼

□ 연구개요
▪ 신규 조성 및 구조를 가지는 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF) 기반의 다공성 전이 금속 화합물/탄소 나노 구조체 제조기술 개발
▪ 액상공정을 통한 단/다성분계 MOF 합성 및 조건 변수에 따른 형상 제어(평균입도: 0.1 – 1μm,대상 원소: Co, Ni, Fe, Mo, 중공 구조, 요크-쉘 구조)
▪ 후 열처리 조건 제어를 통한 균일 형상의 다성분계 전이금속/탄소 복합체 합성 기술 연구 (단성분계와 비교를 통한 구조적 차별성 확보)
▪ 수소발생반응 전기화

□ 연구개요
▪ 신규 조성 및 구조를 가지는 금속-유기 골격체(metal-organic framework, MOF) 기반의 다공성 전이 금속 화합물/탄소 나노 구조체 제조기술 개발
▪ 액상공정을 통한 단/다성분계 MOF 합성 및 조건 변수에 따른 형상 제어(평균입도: 0.1 – 1μm,대상 원소: Co, Ni, Fe, Mo, 중공 구조, 요크-쉘 구조)
▪ 후 열처리 조건 제어를 통한 균일 형상의 다성분계 전이금속/탄소 복합체 합성 기술 연구 (단성분계와 비교를 통한 구조적 차별성 확보)
▪ 수소발생반응 전기화학적 평가를 통한 단성분계/ 다성분계 복합체 간의 성능 비교 연구 및 조성에 따른 성능 향상 메커니즘 규명

□ 연구 목표대비 연구결과
1. 액상 공정 기반의 단/다성분계 금속-유기 골격체 합성 기술 개발 여부
▷ 연구결과: Co, Ni, Fe 기반의 단/다성분계 MOF 합성 성공 (다중 껍질 구조, 중공 구조, 막대 구조)
2. MOF 기반의 단/다성분계 다공성 전이 금속/탄소 복합체 합성 기술 개발 여부
▷ 연구결과: 후 열처리 조건 제어를 통한 다중껍질 형상의 (NiCo)Se₂/탄소, 막대 형상의 (NiFe)Se₂/탄소 합성기술 개발 성공 및 형상 제어 조건 확립
3. 전기화학적 수소발생 특성 달성 및 향상 메커니즘 규명
▷ 연구결과: 0.5 M 황산 조건에서 타펠 기울기: 40 mV/dec 이내 달성, 장기 성능 유지: 90 %/1000 cycles 달성
4. 전 pH범위 수소발생 촉매로서의 가능성 확인
▷ 연구결과: 전 pH범위 수소발생 촉매로서의 가능성을 확인하기 위한 실험 장비 구축 완료

□ 연구개발결과의 중요성
▪ 본 연구 과제와 밀접하게 관련된 수소 에너지는 미래 주요 자원으로서 높은 가치를 가지고 있으며, 국가 주요 전략 산업으로 향후 더 많은 기술 개발이 이루어져야할 것으로 예상됨. 따라서 본 과제에서 수소에너지 확보를 위한 신규 촉매제 개발은 원천 기술 확보라는 측면에서 매우 중요함.
▪ 다성분계 합성 및 이를 바탕으로 한 전이 금속 화합물에 대한 연구가 거의 이뤄지지 않은 만큼 소재에 대한 원천 기술을 확보하는데 기여할 수 있으며, 선행연구로서 높은 학술적 의미를 가짐.
▪ 다공성 전이 금속 화합물/탄소 복합재료는 촉매뿐만 아니라 배터리, 커패시터, 산소 환원 및 발생 반응 촉매로서도 각광 받고 있어, 본 과제를 통해 다양한 응용 분야에 적합한 소재설계에 기여 및 소재의 활용도를 높일 수 있을 것임.

(출처 : 연구결과 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 3
• 목차 ... 4
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 5
• 가. 연구의 개요 및 필요성 ... 5
• 나. 연구목표 및 범위 ... 6
• 2. 연구수행내용 및 연구결과 ... 6
• 가. 연차별 연구의 목표 및 내용 ... 6
• 나. 연구수행 내용 및 결과 ... 7
• 다. 연구결과 요약 및 목표달성 여부 ... 13
• 3. 연구개발결과의 중요성 ... 14
• 4. 참고문헌 ... 14
• 5. 연구성과 ... 15
• 끝페이지 ... 17