초록 ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 전체 내용
● 1차년도: 산화물과 황화물 셀레나이드를 기반으로 한 ISMC 전기화학 촉매 물질 설계 및 합성 개발.
- DFT 또는 몬테-카를로 시뮬레이션의 이론적 연구를 통한 우수한 전기화학 특성을 가진 후보군의 물질 예측 및 선별.
- 다양한 ISMC 촉매 표면에서의 흡수에 대한 적절한 깁스 자유 에너지에 대한 이론적 연구 및 이해를 통한 실험 설계.
● 2차년도: 고효율 고안정성 ISMC전기화학 촉매물질을 위한 촉매 조성 제어 [ISMC*(AB2-xBx́X4)] 및 최적

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 전체 내용
● 1차년도: 산화물과 황화물 셀레나이드를 기반으로 한 ISMC 전기화학 촉매 물질 설계 및 합성 개발.
- DFT 또는 몬테-카를로 시뮬레이션의 이론적 연구를 통한 우수한 전기화학 특성을 가진 후보군의 물질 예측 및 선별.
- 다양한 ISMC 촉매 표면에서의 흡수에 대한 적절한 깁스 자유 에너지에 대한 이론적 연구 및 이해를 통한 실험 설계.
● 2차년도: 고효율 고안정성 ISMC전기화학 촉매물질을 위한 촉매 조성 제어 [ISMC*(AB2-xBx́X4)] 및 최적화 기술 개발
- 음이온 흡수에 대한 ISCM*의 최상의 조성을 찾기 위한 제일 계산 원리법 기반의 이론적 연구.
- XANES, EXAFS, HAADF-STEM와 같은 고급 분석법을 통한, B와 B’ 위치의 금속 이온들의 이온결합 길이와 산화수, 그리고 격자 변수의 변화에 의한 전기화학적인 반응 메카니즘 및 전기화학 특성에 미치는 영향의 이해 연구.
- ISMC*의 이론적 결과와 실험적 분석 결과의 상관 관계 이해 연구를 통한, 낮은 과전압(OER (0.30-0.40 η), HER (0.20-0.30η))과 함께 용해 현상이 없는 고 안전성의 촉매 물질 개발.
● 3차년도: 실 응용을 위한 AEM (Anion Exchange Membrane) 전해조에서의 촉매량, 온도, 전해질의 pH에 따른 최적화된 ISMC*(AB2-xBx́O4) 전기화학 촉매 물질의 에너지 변환 효율 및 안정성 연구.

(출처 : 요약문 2p)

Abstract ▼

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
Utilization of optimized and best performed ISMC* electrocatalysts in alkaline anion exchange membrane(AEM) water electrolyzer to meet commercial point of evaluation

○ 전체 내용
1st year
The preliminary research will be dedicated to develop various ISMC material

□ 연구개발 목표 및 내용
○ 최종 목표
Utilization of optimized and best performed ISMC* electrocatalysts in alkaline anion exchange membrane(AEM) water electrolyzer to meet commercial point of evaluation

○ 전체 내용
1st year
The preliminary research will be dedicated to develop various ISMC materials and their theoretical studies to understand the favorable Gibbs free energy of adsorption on the simulated catalytic surface; optimization of particle size, surface area, and nanolayer carbon coating on ISMC materials.
2nd year
In the interim term, the main objective is to streamline the best ISMC material by tuning the composition of B and B’ site metal ions in the crystal sites to enhance the electro-kinetic characteristics. Advanced characterizations (XANES, EXAFS, and HAADF-STEM) will be performed.
3rd year
In the final term, the best ISMC* candidate will be utilized in alkaline electrolyzer. The electrode optimization with various catalyst loading and the dependence of cell performance on operating conditions such as cell temperature and pH of electrolyte.

□ 연구개발성과 활용계획 및 기대 효과
● The screened ISMC materials will delivered following performance;
- The ISMC anode (OER) material with low overpotential (~0.35-0.45 v) at 10 mAcm-2 and prolong stability (>10 hours).
- The best ISMC cathode (HER) material with low overpotential (~0.25-0.35v) at 10 mAcm-2 and prolong stability (>10 hours).
- The optimized ISMC* anode material with low overpotential (~0.30-0.40 V) at 10 mAcm-2 and prolong stability (~24 hours).
- The best ISMC* cathode material with low overpotential (~0.20-0.30 v) at 10 mAcm-2 and prolong stability (~24 hours).

(source : 요약문 2p)

목차 Contents

• COVER ... 1
• 요약문 ... 2
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 5
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 정도 ... 5
• 1) 연구수행 결과 ... 5
• 2) 목표 달성 수준 ... 7
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도 ... 7
• 5. 연구개발성과 및 활용 계획 ... 9
• 1) 연구성과 ... 9
• 2) 연구성과 활용계획 ... 9
• 6. 참고문헌 ... 10
• End of Page ... 10