초록 ▼

□ 연구개발 목표
수소 경제의 활성화를 위해 수소 생산 기술 중 하나인 알칼라인 수전해 기술에 적용 가능한 고성능 수소 발생 전극 용 촉매를 개발하고자 함. 기존 수소 발생 전기화학촉매 소재로 알려진 백금과 같은 고가의 촉매 소재를 대체하기 위해 저렴한 전이금속 기반 촉매를 합성하여 이를 최적화하고자 함. 고효율, 고안정성 수소 발생을 구현하기 위해 전이금속 화합물에 포함되는 음이온을 다중으로 제어하고, 이의 나노구조 및 기공 구조를 제어하여 합성하고자 함. 이를 통해 매우 낮은 과전위 및 장시간 구동에도 성능이 안정적인 수소

□ 연구개발 목표
수소 경제의 활성화를 위해 수소 생산 기술 중 하나인 알칼라인 수전해 기술에 적용 가능한 고성능 수소 발생 전극 용 촉매를 개발하고자 함. 기존 수소 발생 전기화학촉매 소재로 알려진 백금과 같은 고가의 촉매 소재를 대체하기 위해 저렴한 전이금속 기반 촉매를 합성하여 이를 최적화하고자 함. 고효율, 고안정성 수소 발생을 구현하기 위해 전이금속 화합물에 포함되는 음이온을 다중으로 제어하고, 이의 나노구조 및 기공 구조를 제어하여 합성하고자 함. 이를 통해 매우 낮은 과전위 및 장시간 구동에도 성능이 안정적인 수소 발생 반응 전기화학 촉매를 개발하고자 함.

□ 연구개발 내용
● 고성능 수소 발생 반응 용 전기화학 촉매 합성을 위하여 전이금속 화합물을 이용하고자 함.
● 전이금속 화합물에 포함되는 음이온 중 산소, 황, 인, 셀레늄을 단일 원소가 아닌 다중으로 합성하고 각 원소 별 비율에 따른 성능을 최적화하여 매우 높은 수소 발생 반응이 가능한 촉매를 합성함.
● 멀티 음이온 전이금속 촉매 제작을 위해 수열합성법, 전기화학 증착법을 적용하고 CVD 음이온 치환법 또는 액상 음이온 치환법을 이용해 음이온의 비율을 제어하고자 함.
● 합성된 촉매의 표면적을 넓히기 위해 이의 나노 구조 및 기공 구조를 제어함으로써 메조 기공을 갖는 소재를 개발함.

□ 활용계획 및 기대효과(응용분야 및 활용범위 포함)
● 본 연구 과제를 통해 개발된 고성능 알칼라인 수전해용 수소 발생 전기화학 촉매는 수소 경제에 기초가 될 생산 기술에 핵심이 될 것으로 예상함.
● 전 세계적으로 수소 경제 시대를 준비하는 과정에서 본 기술의 국산화는 기존 수소 에너지 및 촉매의 수입 대체와 수출 가능성 확보 측면에서 중요하다 할 수 있음.
● 또한 기존 귀금속 기반 고가의 촉매를 대체할 수 있는 고성능의 전이금속 소재의 촉매를 합성함으로써 저가의 경제적 합성 기술을 확보한다면 학문적 가치는 물론 경제/산업적 면에서도 국내 에너지 경제에 큰 영향을 미칠 것임.

(출처 : 요약문 3p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 요 약 문 ... 3
• 목차 ... 6
• Ⅰ. 전 단계 연구개발 실적 ... 7
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목별 성과 ... 7
• 2. 추진내용 및 연구개발결과 ... 10
• Ⅱ. 차기단계 연구개발 계획 ... 31
• 1. 연구개발 목표 및 평가항목 ... 31
• 2. 연구개발 내용, 방법, 추진체계 및 일정 ... 33
• 3. 참여인력 계획 ... 35
• 4. 연구개발비 집행계획 ... 36
• 5. 연구에 활용 예정인 주요 장비 현황 ... 43
• 6. 사업화 추진 계획 ... 43
• 7. 연구개발 성과의 활용방안 및 기대효과 ... 43
• Ⅲ. 당초 연구계획 대비 주요 변경사항 ... 45
• 1. 전 단계 실적 부분 ... 45
• 2. 차기 단계 계획 부분 ... 45
• 끝페이지 ... 46