초록 ▼

□ 연구개요
화학 산업에서 중요한 화학 물질 중 하나인 과산화수소를 만드는 기존의 공정을 대체할 수 있는 전기화학적 과산화수소 생산 기술에 대한 원천연구이다. 친환경 전기화학적 과산화수소 생산의 효율을 결정하는 것은 산소를 선택적으로 환원시키는 촉매를 개발하는 것이다. 본 연구에서 전기화학적 과산화수소 생산 반응에 대한 촉매를 합리적으로 설계할 수 있는 개념을 얻기 위해 구조가 명확한 탄소 기반 모델 촉매를 제조하여 주요 구조적 인자에 대한 이해를 높였다. 전기 동력학 및 분광학 분석을 통해 촉매 활성점과 반응 메커니즘에 대해

□ 연구개요
화학 산업에서 중요한 화학 물질 중 하나인 과산화수소를 만드는 기존의 공정을 대체할 수 있는 전기화학적 과산화수소 생산 기술에 대한 원천연구이다. 친환경 전기화학적 과산화수소 생산의 효율을 결정하는 것은 산소를 선택적으로 환원시키는 촉매를 개발하는 것이다. 본 연구에서 전기화학적 과산화수소 생산 반응에 대한 촉매를 합리적으로 설계할 수 있는 개념을 얻기 위해 구조가 명확한 탄소 기반 모델 촉매를 제조하여 주요 구조적 인자에 대한 이해를 높였다. 전기 동력학 및 분광학 분석을 통해 촉매 활성점과 반응 메커니즘에 대해 이해를 증진시켜 촉매 개발에 대한 돌파구를 제시하였다.

□ 연구 목표대비 연구결과
✔ 유기 분자를 활용한 모델 탄소 촉매 합성과 체계적 활성 연구 및 핵심 구조 인자 이해 (달성도 100%)
- 구조가 조절된 모델 탄소 촉매 합성
- 촉매 활성점의 구조와 전기화학적 과산화수소 합성 활성 사이의 상관관계 제시
- 촉매 활성점 구조의 역할에 대한 새로운 관점 제시
✔ 적외선 분광 시스템 구축 (달성도 100%)
- 적외선 분광 시스템을 구축하였으며 탄소 촉매의 작용기를 분석 및 연구
✔ Electrokinetics를 이용한 반응 메커니즘 연구 (달성도 100%)
- 전해질 종류와 농도에 따른 반응 메커니즘 제시
- 전해질의 pH에 따른 반응 메커니즘 제시
- 전기화학적 과산화수소 합성의 새로운 활성 설명 인자 제시
- 현 최고 수준의 전기화학적 과산화수소 합성 활성 달성

□ 연구발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
- 선택성과 활성이 높은 전기화학적 과산화수소 생산 탄소 촉매 개발에 관한 원천기술을 개발하였다.
- 본 연구에서 얻은 연구 개발 성과를 상위 SCI 저널에 게재할 계획이다.
- 본 연구를 통해 개발된 기능화된 탄소 소재는 전기화학적 과산화수소 생산 반응 뿐만 아니라 연료전지 반응, 수전해 반응, 이산화탄소 전기화학적 전환 반응, 전기화학적 상온 암모니아 합성 반응 등 여러 촉매 반응에 직접 사용될 수 있는 촉매 소재일 뿐만 아니라 커패시터, 배터리, 금속-공기 전지 등 탄소를 활용하는 다른 전기화학 기술에 응용될 수 있어 전문가와 협업을 통해 해당 분야 발전에 기여할 수 있다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 2.1. 나노탄소 모델 촉매 합성 및 작용기 분석 ... 4
• 2.2. 유기 분자를 활용한 모델 탄소 촉매 합성 및 작용기 분석 ... 4
• 2.3. 유기 금속 착물이 부착된 모델 단원자 촉매 합성 및 구조 분석 ... 5
• 2.4. 적외선 분광 시스템 구축 ... 7
• 2.5. Electrokinetics 기반의 반응 메커니즘 연구 ... 7
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 8
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 8
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 14
• 7. 참고문헌 ... 14
• [붙임1] 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• [붙임2] 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 18
• 끝페이지 ... 28